機車排氣管發(fā)紅的原因及處理

1、機車柴油機排氣管紅的原因及故障處理近幾年在機車在運用過程中，柴油機不同程度地出現(xiàn)了排氣管發(fā)紅的故障現(xiàn)象，嚴(yán)重地影響了正常的運行秩序和行車安全。一、 現(xiàn)象 排氣管紅，是指柴油機排氣溫度超過了技術(shù)規(guī)定的范圍。技術(shù)規(guī)定標(biāo)定功率時的氣缸蓋出口排氣溫度為：540；排氣管的廢氣溫度為：630。從這兩個數(shù)字看出：一是廢氣在氣缸蓋出口和排氣管里的溫度是不同的且排氣管溫度比氣缸蓋出口溫度要高，其原因是廢氣具有的總能量包括勢能(熱能)和動能在氣缸、氣缸蓋出口（很短的支管）、排氣管中均保持不變。 由于支管的通道較小，排氣管的容積較大，因此廢氣通過較短的支管時具有較高的流速，到達排氣管后，廢氣的流速有較大幅度的下降，

2、根據(jù)能量守恒定律，流速下降的這一部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)閯菽?，即用來增加熱量，使排氣管的廢氣溫度高于氣缸蓋出口溫度；二顯而易見的是在正常情況下，排氣管內(nèi)的廢氣溫度是比較高的，一塊鐵加熱到這種溫度以上，也會發(fā)紅的。因此，判斷排氣管真正發(fā)紅，應(yīng)該用數(shù)據(jù)說話。即采用熱電偶測量排氣溫度來確定。如超過技術(shù)要求規(guī)定的范圍，則屬于排氣管紅，按故障處理；如沒有超過技術(shù)規(guī)定的范圍，則不應(yīng)該認(rèn)為排氣管發(fā)紅，不應(yīng)該當(dāng)作故障看待。但由于現(xiàn)在機車上沒有實測排氣溫度的工具，因此，在實際運用中判斷機車是否出現(xiàn)排氣管發(fā)紅只能用肉眼憑經(jīng)驗觀察。一般說來在可見度良好（天空晴朗，機車在室外）的情況下排氣管出現(xiàn)暗紅色和可見度差（黑夜，機車室內(nèi)

3、照明燈下）的情況下排氣管出現(xiàn)發(fā)亮的紅色，則認(rèn)為出現(xiàn)排氣管發(fā)紅的故障。機車乘務(wù)員在運行途中巡視檢查時應(yīng)注意分情況判別排氣管溫度是否正常（正常為白天無紅色，黑夜暗紅色）。二、后果1.由于排氣管紅的實質(zhì)是排氣管內(nèi)的廢氣溫度超高。也就是說，廢氣具有較大的能量，這將使增壓器轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速提高，在進氣量不變的情況下，造成增壓器出現(xiàn)喘振現(xiàn)象，使得部分空氣與壓氣機葉片之間發(fā)生脫離、蝸旋，空氣波動而發(fā)生刺兒的尖叫聲，導(dǎo)致增壓器前的進氣管道振動，增壓器轉(zhuǎn)子軸也產(chǎn)生高頻的軸向顫動，并使柴油機的工作狀態(tài)趨于不穩(wěn)定，縮短了柴油機和增壓器的使用壽命。2.由于排氣管內(nèi)廢氣溫度超高，排氣管長時間在高溫下工作，容易出現(xiàn)變形、裂損及

4、密封墊破損，產(chǎn)生漏煙和噴火。3.排氣管紅也意味著排氣管外圍有較高的輻射熱，給機車運用中帶來不安全的因素，一旦柴油機燃油系統(tǒng)（如高壓油管）或機油系統(tǒng)發(fā)生漏泄，極易發(fā)生火災(zāi)，造成車毀人亡，損失不可估量。4.排氣管發(fā)紅基本原因是燃燒狀態(tài)差，燃油在氣缸內(nèi)沒有充分燃燒，大部分燃油的燃燒在排氣管內(nèi)進行，未能完成熱能與機械能的轉(zhuǎn)換就排入大氣。從而使柴油機的經(jīng)濟性下降。為此，解決排氣管紅的故障是一個刻不容緩的課題。三、原因分析 柴油機的工作過程是由進氣、壓縮、燃燒膨脹和排氣四個沖程五個工作過程組成。其中進氣、壓縮和排氣是輔助沖程，燃燒膨脹是做功沖程。從理論上分析正常的燃燒膨脹過程應(yīng)是在氣缸內(nèi)完成，而排氣管紅說

5、明燃燒沒有完全在氣缸內(nèi)完成，部分燃燒在氣缸外進行的，即在排氣總管內(nèi)進行的。從而造成后燃嚴(yán)重，使排氣管溫度過高。造成這一現(xiàn)象的原因取決于兩個方面，即燃油和空氣。包括燃油的品質(zhì)、燃油的壓力、霧化狀態(tài)、噴油時機和進入氣缸的空氣量、壓力、溫度以及燃油與空氣的混合程度等。具體分析如下：（一）燃油系統(tǒng)故障1.由于噴油器針閥偶件不能按25.5MPa的規(guī)定壓力開啟，或低或高，一部分出現(xiàn)二次噴射（易發(fā)生在高速重載）或間隔噴射（易發(fā)生在低速空載）甚至滴漏（針閥卡滯在開啟位或密封錐面磨損超限）等不正常噴射現(xiàn)象，造成噴油器燃油霧化不良，燃燒狀態(tài)不好，排溫升高；同時有部分燃油來不及燃燒而到排氣管內(nèi)燃燒，進一步提高排氣管

6、內(nèi)的溫度。2.噴油泵供油量超出標(biāo)準(zhǔn)（標(biāo)準(zhǔn)為當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)速400r/min、齒條在12刻線時，供油量375ml/min）,噴油泵供油量大，過量空氣系數(shù)偏小，導(dǎo)致排氣管紅。3.噴油提前角偏?。?6V280ZJB：22°）,為使燃燒在上止點開始進行，燃油通常在上止點前噴入氣缸，確保燃油在氣缸內(nèi)充分燃燒。若噴油過遲（針閥彈簧壓力過大、出油閥行程過長等）造成燃油在上止點以后才開始燃燒，那么燃燒未完時已進入到排氣過程，未燃燒的燃油隨廢氣進入排氣管內(nèi)繼續(xù)燃燒，引起后燃嚴(yán)重而增高排溫。4.各噴油泵供油量超差。單體式噴油泵各缸供油量與供油提前角的一致性是通過在噴油泵下體與上體之間加減調(diào)整墊片來保證的。在

7、一次供油總量不變的情況下各缸齒條刻線的超差直接產(chǎn)生某缸的噴油量增大，供氣量相對不足，使某缸燃燒不完全，形成后燃，導(dǎo)致排氣管發(fā)紅。(二)進排氣系統(tǒng)故障 新鮮空氣進入氣缸前需要進行二級濾清（離心作用的旋風(fēng)式濾清器和油浴式的板網(wǎng)式濾清器），清潔的空氣進入增壓器壓氣機，增壓后的壓縮空氣進入中間冷卻器再經(jīng)進氣總管、進氣支管進入氣缸；燃燒做功后的廢氣經(jīng)氣缸蓋出口、排氣支管、排氣總管進入增壓器渦輪機帶動與壓氣機同軸的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)；將廢氣的熱能轉(zhuǎn)換為動能后排入大氣。完成這些任務(wù)的設(shè)備工作不良，也會出現(xiàn)排氣管紅的現(xiàn)象。如：1.空氣濾清器臟污，進氣量不足，在供油量不變得情況下，造成燃燒不充分，導(dǎo)致排溫高。2.空氣中間

8、冷卻器臟，冷卻效率差，進入穩(wěn)壓箱內(nèi)的空氣溫度高，使空氣密度低，進入燃燒室內(nèi)的空氣量不足，燃燒不充分，造成排氣管發(fā)紅。3.進氣支管墊漏泄，中冷器密封墊漏泄或中冷器與增壓器軟連接漏泄等造成穩(wěn)壓箱內(nèi)的空氣壓力不足，進入燃燒室內(nèi)的空氣量少，使燃燒不充分，造成排氣管發(fā)紅。4.排氣管漏泄使增壓器渦輪側(cè)燃氣量減少，熱能轉(zhuǎn)換少，使得增壓器轉(zhuǎn)速低，造成進入氣缸的空氣量減少，導(dǎo)致排氣溫度高。（三）增壓器問題廢氣在排入大氣前為進一步利用其能量被送入增壓器渦輪機帶動同軸的壓氣機工作以提高進入壓氣機內(nèi)新鮮空氣的壓力。因此，渦輪機和壓氣機（合稱增壓器）的正常工作與否直接影響進入氣缸的空氣質(zhì)量。由于增壓器自身質(zhì)量問題，經(jīng)常

9、出現(xiàn)轉(zhuǎn)子卡滯(動平衡性差、空氣濾清不良，雜質(zhì)進入軸與轉(zhuǎn)子間)和油封漏，致使增壓器效率低下；增壓器與柴油機不匹配，如應(yīng)用于東風(fēng)8B機車的增壓器是ABBVTC25413型，可以使用的增壓器還有ZN290型、ZN310型增壓器。這些增壓器在裝機后必須進行與柴油機的匹配試驗。否則，同一臺機車增壓器換型號后，就會造成增壓器與柴油機不匹配，柴油機運行線處在增壓器工作的高效區(qū)以外，增壓壓力低使柴油機供氣量不足，造成排氣管排氣溫度高而發(fā)紅。（四）氣缸內(nèi)壓縮壓力低 燃油（柴油）具有自燃性，即達到一定的壓力、溫度的條件下燃油自行著火燃燒。噴入氣缸的霧狀燃油自行燃燒依靠的是氣缸內(nèi)被壓縮的新鮮空氣的壓力和氣缸內(nèi)的溫度

10、來實現(xiàn)。也就是說，壓縮過程終了時氣缸內(nèi)必須具有足夠大的壓力和足夠高的溫度。一般情況下，壓縮終了時的氣缸內(nèi)的溫度應(yīng)在200300。 正常運用油、水溫度下，柴油機轉(zhuǎn)速400r/min，壓縮壓力達不到2.652.84MPa的規(guī)定范圍，也就成為造成燃燒不良的一個重要因素。如氣缸串氣，氣門間隙（進氣0.40mm、排氣0.50mm）調(diào)整不當(dāng)，氣門彎曲或氣門盤裂損，氣環(huán)和油環(huán)與環(huán)槽間隙超過禁用限度（氣環(huán) 0.30mm，油環(huán)0.25mm）也會使排氣管發(fā)紅。如2006年9月3日，7419次貨物列車編組60輛、總重3800t運行至包蘭線打拉亥前旗間，柴油機轉(zhuǎn)速900r/min，齒條刻線12位（最大供油量位）此時，

11、柴油機排氣管發(fā)紅，冒黑煙，功率下降，出現(xiàn)嚴(yán)重超載現(xiàn)象。經(jīng)進入機械間檢查，第9缸缸蓋處有漏氣現(xiàn)象并伴有敲缸聲。降轉(zhuǎn)、甩缸維持運行。到段報修后檢查發(fā)現(xiàn)該缸氣缸蓋墊片破損，氣門桿彎曲，氣門掉塊造成氣缸壓縮壓力降低，燃燒不充分，未完全燃燒的燃油進入排氣管繼續(xù)燃燒導(dǎo)致排氣管發(fā)紅、排氣冒黑煙。四、判斷與處理 根據(jù)上述對故障原因的分析總結(jié)出判斷及處理的方法。1.查漏泄：檢查進氣系統(tǒng)、排氣管的漏泄，發(fā)現(xiàn)漏泄及時處理。2.測壓力：用壓力表測增壓器的掃氣壓力，壓力過低予以更換；用爆發(fā)壓力表測各缸的壓縮壓力，不合標(biāo)準(zhǔn)，及時拆檢。3.看齒條：檢查噴油泵齒條是否超差，發(fā)現(xiàn)各缸差超過0.5刻線時，及時調(diào)整。4.對臟污的空

12、氣濾清器按檢修工藝進行清洗。5.校驗噴油泵的供油量和噴油器的噴射壓力及霧化質(zhì)量，不符合要求的及時檢修。6.校驗各缸的幾何供油提前角，提前角偏小的通過減少噴油泵墊片及時修正。7.觀察中冷器進口水溫，如超過45應(yīng)查找原因，及時處理，無論如何不應(yīng)高于50。8.配合調(diào)整：使裝機的增壓器與柴油機匹配。最簡單的方法是調(diào)整噴嘴環(huán)出口截面積或改變擴壓器進口角度和葉片高度。一般情況下采用減小噴嘴環(huán)出口截面積或增大擴壓器葉片進口角度和葉片高度以使柴油機的運行線進入增壓器的高效區(qū)。 9.測量壓鉛值：測量活塞到達上止點時，活塞頂面距氣缸蓋底面間的最小距離（3.84.0mm）?？捎貌鸪糠指咨w墊片來提高壓縮壓力。 另外

13、，新配屬的機車(如東風(fēng)8B型機車，戚墅堰機車廠生產(chǎn))因產(chǎn)地和使用地的海拔不同，柴油機的功率需進行修正。修正功率的方法是調(diào)整聯(lián)合調(diào)節(jié)器中的功調(diào)螺栓的載入深度（功調(diào)螺栓的載入深度減少）使柴油機的功率略低于標(biāo)定功率。這主要由于西部地區(qū)海拔高，空氣稀薄，等量燃油進入氣缸不能完全燃燒，造成排氣管紅，同時油耗增大，機車經(jīng)濟性變差?；蛞苿討覓禳c在聯(lián)合杠桿中的位置，調(diào)整各轉(zhuǎn)速下柴油機的功率。注意的時，這些調(diào)整須相互配合，單一進行局部調(diào)整有時會適得其反。五、結(jié)語以上對發(fā)生排氣管紅的故障原因進行了分析并提出了一些具體的處理方法。上述方法對機車運行中發(fā)生的此類故障基本得到控制。不過，從中我們也看到，雖然故障原因是針對柴油機自身工作狀態(tài)提出的，但設(shè)備的安裝、檢修、檢查是由檢修人員、乘務(wù)員完成的。因此，須進一步提高一線職工的自身素質(zhì)和技術(shù)水平，加強自身修養(yǎng)，提倡“愛崗敬業(yè)”的精神。只有精檢細修、防患于未然，