柴油機(jī)冒黑煙故障，常伴有啟動(dòng)困難、功率不足、轉(zhuǎn)速不穩(wěn)、柴油消耗量增加和機(jī)體過熱等現(xiàn)象。其一般原因主要是工作負(fù)荷大、柴油質(zhì)量差、進(jìn)氣系統(tǒng)故障、噴油器霧化不良以及相關(guān)機(jī)件磨損等。而電噴柴油機(jī)冒黑煙的原因有其特殊性，本文以CAT C-9型電噴柴油機(jī)為例，對(duì)冒黑煙的原因進(jìn)行分析。

   1.冒黑煙原因 

   (1)燃油系統(tǒng)故障 

   CAT C-9型電噴柴油機(jī)采用了第2代液壓驅(qū)動(dòng)電子控制單體式噴油器系統(tǒng)（HEUI-B），該系統(tǒng)主要由液壓驅(qū)動(dòng)泵、液壓電子控制單體式噴油器、噴油驅(qū)動(dòng)壓力控制閥、噴油驅(qū)動(dòng)壓力傳感器、燃油輸油泵和電子控制模塊（ECM）等部件組成。

   液壓驅(qū)動(dòng)泵的結(jié)構(gòu)如圖1所示。其噴射驅(qū)動(dòng)壓力可達(dá)26.5 MPa，通過噴油器的作用，這一壓力可放大6倍，達(dá)到150 MPa以上。若柴油機(jī)長時(shí)間、大負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)，將導(dǎo)致液壓驅(qū)動(dòng)泵內(nèi)部零部件嚴(yán)重磨損，使柴油機(jī)出現(xiàn)功率不足、冒黑煙和無法正常啟動(dòng)現(xiàn)象。檢查液壓驅(qū)動(dòng)泵故障時(shí)，應(yīng)先將柴油機(jī)空載運(yùn)轉(zhuǎn)，然后用壓力表測壓或用ET（卡特彼勒專用電子技師）進(jìn)行診斷。若壓力等于或高于26.5 MPa，則說明液壓驅(qū)動(dòng)泵正常；當(dāng)壓力低于26.5 MPa時(shí)，應(yīng)更換液壓驅(qū)動(dòng)泵。

在液壓共軌壓力管道上有1個(gè)噴油驅(qū)動(dòng)壓力控制閥，最大動(dòng)作壓力為28 MPa，完全開啟設(shè)定壓力為31 MPa，當(dāng)此閥損壞時(shí)也會(huì)出現(xiàn)液壓共軌壓力不足問題。

   柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，若某個(gè)汽缸的單體泵電磁線圈損壞、燒毀或接觸不良，會(huì)造成柴油機(jī)功率下降和冒黑煙，此類故障的判斷可使用ET進(jìn)行斷缸壓力檢測。

   CAT C-9型電噴柴油機(jī)屬共軌式低壓燃油系統(tǒng)，在低壓燃油管路末端設(shè)有燃油壓力調(diào)節(jié)器，如圖2所示。它由1個(gè)單向閥和1個(gè)壓力調(diào)節(jié)閥組成。其單向閥在低壓燃油壓力≥450 kPa時(shí)打開；柴油機(jī)熄火后，單向閥關(guān)閉。單向閥關(guān)閉是為了保持低壓燃油管路壓力，并防止汽缸蓋中的燃油流回油箱。壓力調(diào)節(jié)閥可調(diào)節(jié)低壓燃油管路中的燃油壓力。

   若燃油壓力調(diào)節(jié)器損壞，會(huì)使低壓燃油管路中燃油壓力不足或進(jìn)入空氣，造成柴油機(jī)功率不足和冒黑煙，嚴(yán)重時(shí)柴油機(jī)無法啟動(dòng)。判斷此故障需使用ET或壓力表，重點(diǎn)是查看油壓是否正常。

   若柴油機(jī)工作時(shí)斷續(xù)冒黑煙，一般是個(gè)別噴油器噴油霧化不良、燃燒不完全所致。判斷噴油器噴油霧化是否良好，可采用斷油法，即逐缸切斷噴油器油路，觀察排氣情況，如某缸排黑煙，則說明該缸噴油器有故障；也可采用逐一拔下噴油器電磁線圈接頭來判斷。

   (2)正時(shí)傳感器損壞或正時(shí)檢測錯(cuò)誤

正時(shí)傳感器損壞或正時(shí)檢測錯(cuò)誤可造成柴油機(jī)冒黑煙。當(dāng)正時(shí)信號(hào)延遲到達(dá)ECM處理器時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生燃燒不完全現(xiàn)象，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)冒黑煙。判斷時(shí)先使用ET檢查，再檢查和校準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)速度/正時(shí)傳感器。

   (3)個(gè)性模塊選擇錯(cuò)誤

若所選工作模式與實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)載不相匹配，也會(huì)造成柴油機(jī)工作中冒黑煙。此時(shí)可在監(jiān)控器上或使用ET檢查是否安裝了正確的個(gè)性模塊，該模塊的燃油配置與柴油機(jī)是否相匹配。

   2.故障診斷實(shí)例 

   (1)使用劣質(zhì)柴油 

   1臺(tái)配置CAT C-9電噴柴油機(jī)的SR220型旋挖鉆機(jī)，施工中出現(xiàn)冒黑煙和功率嚴(yán)重不足故障，無法正常使用。

   現(xiàn)場排查順序如下：將柴油機(jī)啟動(dòng)開關(guān)接通電源，檢查柴油機(jī)顯示監(jiān)控器無報(bào)警顯示；進(jìn)入顯示監(jiān)控器維修選項(xiàng)，未發(fā)現(xiàn)相對(duì)應(yīng)故障代碼，只出現(xiàn)過多次油水分離器警告信息；從油箱底部放出少量柴油，發(fā)現(xiàn)柴油中懸浮雜質(zhì)較多；冷機(jī)啟動(dòng)后冒黑煙，且運(yùn)轉(zhuǎn)聲音不連貫，用手觸摸各排氣歧管溫差很大，有3個(gè)汽缸溫度明顯低于其他各缸。根據(jù)上述排查，判斷這3個(gè)汽缸的單體噴油器嚴(yán)重磨損，更換其單體噴油器后試機(jī)，柴油機(jī)排氣和運(yùn)轉(zhuǎn)聲音恢復(fù)正常。

   分析認(rèn)為，該柴油機(jī)因常期使用含有雜質(zhì)和水分過多的劣質(zhì)柴油，造成單體噴油器內(nèi)部增壓閥嚴(yán)重磨損，致使噴油霧化不良，進(jìn)而使柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)冒黑煙和功率不足。

   (2)電磁閥故障 

   1臺(tái)配置CAT C-9電噴柴油機(jī)的SR250型旋挖鉆機(jī)，施工中有時(shí)出現(xiàn)冒黑煙以及功率輕微不足現(xiàn)象。現(xiàn)場檢查顯示監(jiān)控器中無報(bào)警信息和故障代碼，使用ET診斷各汽缸壓力和傳感器正常。
在做斷缸試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)有1個(gè)汽缸出現(xiàn)工作時(shí)好時(shí)壞現(xiàn)象。打開頂置式配氣機(jī)構(gòu)上蓋檢查，發(fā)現(xiàn)單體泵電磁閥連接插頭松動(dòng)，判斷故障點(diǎn)是該插頭。更換1個(gè)新插頭后試機(jī)，柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)恢復(fù)正常，未再出現(xiàn)冒黑煙問題。

   (3)機(jī)油使用不當(dāng) 

   1臺(tái)配置CAT C-9電噴柴油機(jī)的SR220型旋挖鉆機(jī)出現(xiàn)啟動(dòng)困難、工作中冒黑煙以及功率不足故障?，F(xiàn)場檢查柴油機(jī)顯示監(jiān)示器中無報(bào)警和故障代碼，使用ET檢查液壓驅(qū)動(dòng)泵工作壓力不足26 MPa，斷缸試驗(yàn)的結(jié)果表明各缸都正常。

   詢問操作手，得知該機(jī)剛更換過機(jī)油和濾芯，但未使用原牌號(hào)機(jī)油，而用其他機(jī)油替代。由此判斷所使用機(jī)油黏度不足，造成液壓驅(qū)動(dòng)泵的燃油系統(tǒng)不能達(dá)到正常使用要求。更換原牌號(hào)機(jī)油試機(jī)，故障消失。再使用ET檢查液壓驅(qū)動(dòng)泵的壓力和柴油機(jī)功率，均恢復(fù)正常。