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柴油机为什么冒黑烟
柴油机在高负荷时,排气就容易冒黑烟。黑烟的生成过程,目前还不完全清楚,一般认为当柴油机负荷高时,喷入燃烧室的燃料增多,燃烧室中的温度又较高,加上柴油机混合气形成不均匀的特点,这样就会造成燃烧室内局部地区空气不足的燃烧,燃料在高温缺氧的情况下分解,聚合形成炭烟(炭黑)。
炭烟不是纯粹的碳,而是一种聚合体,主要成分是碳(85%以上),但还含有少量的氧、氢和灰分,并且其成分随柴油机的负荷不同而有所改变。将黑烟通过过滤器把炭烟收集起来放在电子显微镜下观察,可以看到大的炭烟粒子直径在0.05μm左右。
柴油机中燃烧的高温裂解反应是不可避免的,特别是在空间混合燃烧的柴油机中,高温的气体包围着液态的油滴,造成了进行裂解反应有利的条件,燃烧过程的高速摄影证实,在上止点附近都会出现大量的黑烟,但在一般情况下,炭烟都能在随后的燃烧中找到空气而完全燃烧,使排气无黑烟。
但是如果气缸空气不足,混合过程进行缓慢,那么由于膨胀而使气缸温度下降,则碳不能燃烧而被聚合成炭烟。形成炭烟就使燃烧不完全,柴油机经济性下降,排温升高,排气冒黑烟,燃烧室表面积炭,并使负荷不能再行提高。
积炭还会引起活塞环或活塞卡住、气门咬死等故障。因此不允许柴油机在长时间超负荷的状态下工作。
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什么原因造成的柴油机活塞环损坏?
活塞环工作条件恶劣,如果使用、维护及装配不当,常造成活塞环损坏,直接影响柴油机的使用可靠性和寿命。
(1)偏向磨损
1)特点:活塞环上下端面与环槽的磨损较小,单侧或在圆周面上有厚度不均匀磨损;活塞环滑动面上因粘着磨损而产生纵向划痕;活塞环与活塞顶部有窜气的痕迹。
2)原因:活塞在气缸中的位置不正。其主要影响因素有:新机或大修后的柴油机磨合不足;气缸套因受热不均而局部变形以及气缸套装入缸体位置不正;连杆弯曲、扭曲严重;曲轴轴向间隙过大等。
(2)过度磨损
1)特点:活塞环上下端面有周向划伤且磨损严重,活塞环发乌;滑动面四周有细小的纵向划痕;油环及活塞环槽回油孔周围有大量油泥。
2)原因:造成活塞环过度磨损的直接原因是运行管理以及维护、保养不当。主要影响因素有:空气弗列加滤清器滤清质量差;润滑油型号不合要求、严重污染,润滑不良;燃料中有水或杂质较多;喷油器喷油质量差;柴油机经常在大负荷、低温状态下工作。
(3)工作面擦伤
1)特点:活塞环单侧或周向接触面上有纵向沟槽;接触面发生金属剥离以及纵向大面积严重划伤。工作面擦伤与粘环现象往往同时存在。
原因:造成活塞环擦伤的直接原因是活塞环与气缸间的油膜遭到破坏,主要影响因素有:活塞与气缸配合间隙过小;柴油机长期在高温状态下工作;装配气缸套或紧定缸盖的方法不当而引起气缸套变形;润滑油不足或污染严重;柴油机不正常燃烧。
(4)折断
1)特点: 道气环以及油环断裂较多;活塞环工作面有条纹状拉痕现象;断口经常发生在开口两侧的高位区。
2)原因:造成活塞环断裂有环本身质量的原因,也有其他原因。主要影响因素有:柴油机工作过热,因热膨胀致使开口端相碰造成折断;过度磨损、偏磨;选用的机油粘度过小或过大;活塞环选配、安装方法不正确;活塞环与气缸之间的配合间隙过小。
(5)活塞环黏结
1)特点:活塞环与活塞环槽处有大量的油泥、积炭和胶质、活塞环滑动面上呈现擦亮的光泽;活塞环弹力不足,尤其是气环更为严重;活塞环滑动面上有纵向严重划痕。
2)原因:造成粘环的直接原因是活塞环被油泥堆积物、积炭黏结、以及活塞环变形卡滞所致,其主要影响因素有;活塞环及环槽严重变形,活塞环侧隙、背隙过小,使环卡死在环槽内;柴油机过热或经常超载工作,使润滑油产生高温胶质;润滑油污染严重、润滑油质量差、润滑油上窜;喷油器喷油质量差及经常爆燃等。
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汽油机与柴油机区别在哪里?
柴油发动机一般将柴油喷入进气管同空气混合成为可燃混合气再进入汽缸,经火花塞点火燃烧膨胀作功。人们通常称它为点燃式发动机。而柴油机一般是通过喷油泵和喷油咀将柴油直接喷入发动机气缸,和在气缸内经压缩后的空气均匀混合,在高温、高压下自燃,推动活塞作功。人们把这种发动机通常称之为压燃式发动机。
柴油机汽车具有转速高(轿车用柴油机转速可高达5000—6000转/分,货车用柴油机达4000转/分左右)质量轻、工作时噪声小、起动容易、制造和维修费用低等特点,故在轿车和中、小型货车及军用越野车上得到广泛应用。其不足之处是燃油消耗较高,因而燃油经济性较差。柴油机汽车因压缩比高,燃油消耗平均比柴油机汽车低30%左右,所以燃油经济性较好。如近上市的一汽大众生产的TDI1。7升柴油轿车比1。6升柴油轿车每百公里可节约2升油。一般货车大都采用柴油机。柴油机的弱点是转速较柴油机低(一般 转速在2500—3000转/分左右)、质量大、制造和维修费用高(因为喷油泵和喷油器加工精度要求高)。但目前柴油机的这些弱点正在逐渐得到克服,它的应用范围正在向中、轻型货车扩展。国外柴油轿车也有很快的发展,其 转速可达5000转/分。
通常,柴油发动机与柴油发动机相比热效率高30%,因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲,柴油发动机轿车的推广使用具有重大意义。柴油发动机与柴油发动机相比具有功率大,寿命长,动力性能好的特点,它排放产生的温室效应比柴油低45%,一氧化碳与碳氢排放也低,在整车的使用寿命期氮氧化合物排放略大于柴油机。柴油机的不足之处是有害颗粒物排放大。近年来,柴油发动机采用涡轮增压、中冷、直喷、尾气催化转换和颗粒捕集器等先进技术,柴油发动机汽车的排放已达到欧III、欧IV排放标准。在欧洲,柴油轿车比较普及,随着环保与节能可持续发展的严格要求,今后汽车,特别是柴油小轿车将是一个发展趋势。目前我国一汽大众已经开发出捷达、宝来柴油轿车,并已在国内部分城市上市。
汽车在一定的使用条件下,以小的燃料消耗量完成单位运输工作的能力称为汽车的燃料经济性。汽车燃料经济性是汽车的主要使用性能之一。通常,燃料的消耗费用占到汽车运行费用的37%左右。影响汽车燃料经济性的主要因素有:从汽车本身讲,首先要提高发动机的热效率、进气效率和降低摩擦损失。其次要减少车身重量,减少空气阻力,减少车轮的滚动阻力。第三,提高传动效率,合理匹配变速比。从使用方面讲,不同等级的路面跑起来耗油不同。交通拥挤、堵塞严重的状况与畅通行驶的耗油完全不同。风、雨、气候变化对汽车的耗油量都有影响。驾驶者的技术对耗油水平也有很重要的作用。影响汽车燃料油经济性的因素十分多,其中主要的还是汽车发动机本身。