大功率柴油發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸故障原因分析與使用維護(hù)

摘要：本文分析了大功率柴油發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸形成的機(jī)理、原因及預(yù)防措施和修理技巧。
關(guān)鍵詞：柴油發(fā)動(dòng)機(jī)；拉缸；原因；鍋爐

        1  拉缸形成的機(jī)理
        拉 缸就是活塞或活塞環(huán)與缸套產(chǎn)生高溫熔蝕粘附。活塞與缸套之間的油膜中斷是產(chǎn)生拉缸的主要原因，活塞與缸套之間的油膜一旦中斷則活塞與缸套就產(chǎn)生干摩擦，同 時(shí)高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的高溫會(huì)超過(guò)金屬的熔點(diǎn)，引起活塞、活塞環(huán)與缸套表面產(chǎn)生熔蝕粘附，活塞繼續(xù)運(yùn)動(dòng)時(shí)兩表面熔蝕粘附點(diǎn)又被扯斷從而產(chǎn)生拉缸。
        2  造成發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸的原因
        2.1 超負(fù)荷  新機(jī)械或剛大修出廠的機(jī)械都存在一個(gè)合理的磨合期，由于磨合期各配合面最最有利的工作表面和潤(rùn)滑油膜還未形成，因此磨合期內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不應(yīng)大于標(biāo)定轉(zhuǎn)速的80%大負(fù)荷工作將造成摩擦面局部過(guò)熱產(chǎn)生高溫熔蝕粘附形成拉缸。
        2.2 活塞與缸套配合間隙過(guò)小  由于活塞的膨脹系數(shù)比活塞環(huán)、缸套的膨脹系數(shù)大，如果間隙太小的話發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的高溫破壞活塞與缸套之間的油膜也能導(dǎo)致拉缸。
        2.3 發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高  適宜的工作溫度是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)高效運(yùn)行的重要條件，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高將使活塞膨脹減小配合間隙，從而極易造成拉缸。而造成發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高的原因是多方面的，主要包括：
        ① 冷卻系統(tǒng)漏水、缺水。汽缸墊水道口沖壞或濕式缸套突出量不符合要求，以及濕式缸套水封圈老化或損壞都會(huì)造成冷水內(nèi)泄漏。散熱器遭腐蝕或破損，水管老化碰 壞，水管接頭松動(dòng)，水泵水封損壞等，都會(huì)引起冷卻水外泄漏。另外，氣缸蓋本身鑄造有缺陷或使用不當(dāng)產(chǎn)生裂紋也會(huì)造成漏水，從而引起發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高。②長(zhǎng)時(shí) 間超負(fù)荷使用。發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷使用，將使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生大量的熱能，冷卻系統(tǒng)不能散去多余的熱量，這樣就維持不了發(fā)動(dòng)機(jī)正常的工作溫度，使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生高 溫。③節(jié)溫器失效無(wú)大循環(huán)。當(dāng)水溫升到一定程度時(shí)，節(jié)溫器自動(dòng)打開(kāi)，水經(jīng)過(guò)散熱器循環(huán)，這就是冷卻水的大循環(huán)，如果節(jié)溫器失效，冷卻水無(wú)大循環(huán)，發(fā)動(dòng)機(jī)工 作產(chǎn)生多余的熱量就不能通過(guò)散熱器散發(fā)出去使發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高。④冷卻水泵損壞。強(qiáng)制冷卻水在發(fā)動(dòng)機(jī)水套和散熱器之間進(jìn)行循環(huán)靠的是冷卻水泵，冷卻水泵損壞 冷卻水就不能循環(huán)，發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生產(chǎn)熱量也就沒(méi)法通過(guò)水循環(huán)散發(fā)到大氣中去，從而引起發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高。⑤水道或散熱器通風(fēng)受堵。散熱器通風(fēng)受堵影響散熱器的有 效散熱面積，有效散熱面積減少散熱能力就下降，這些原因都會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的多余熱量得不到散發(fā)而造成發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高。⑥噴油提前角過(guò)小或噴油量過(guò)大。噴油提前 角過(guò)小使燃燒推后造成補(bǔ)充燃燒量增加，噴油量過(guò)大使燃燒產(chǎn)生的熱量增加，這兩種情況都會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高。
        2.4 機(jī)油不足  不按規(guī)定檢查機(jī)油量或在工作過(guò)程因機(jī)油管松動(dòng)造成機(jī)油外漏，均可造成潤(rùn)滑油膜中斷活塞與缸套表面失油，造成嚴(yán)重磨損發(fā)生拉缸、燒連桿軸承等嚴(yán)重事故。
        造成活塞與缸套表面機(jī)油供油不足的原因還有潤(rùn)滑油路堵塞、活塞環(huán)與活塞邊緣刮油能力太強(qiáng)，把潤(rùn)滑油刮掉造成潤(rùn)滑油不足等。
        2.5 機(jī)油變質(zhì)  發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油變質(zhì)造成活塞與缸套之間的潤(rùn)滑條件惡化，磨損加快引起拉缸，造成潤(rùn)滑油變質(zhì)的主要原因有冷卻水、燃油因泄漏進(jìn)入下曲軸箱，塵埃過(guò)多混入下曲軸箱等。
   2.6 活塞銷與活塞裝配過(guò)緊  活塞銷與活塞裝配過(guò)緊，使活塞產(chǎn)生變形，形成反橢圓，改變了正常的標(biāo)準(zhǔn)間隙，形成局部間隙過(guò)小破壞油膜，引起干磨擦過(guò)熱拉缸。
        2.7 修理裝配錯(cuò)誤  修理裝配錯(cuò)誤時(shí)漏裝活塞銷卡環(huán)或未完全裝入槽內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)活塞銷竄出刮傷缸套造成拉缸。安裝時(shí)清潔工作差把金屬屑或硬物碎粒帶進(jìn)缸里也會(huì)引起拉缸。 另外，活塞環(huán)裝錯(cuò)、裝反、漏裝均可造成拉缸。活塞環(huán)有油環(huán)和氣壞之分，油環(huán)主要是用來(lái)刮油，改善缸套潤(rùn)滑條件。氣環(huán)主要是保證活塞與缸套的密封。根據(jù)工作 條件以及承受壓力的不同，各道氣環(huán)在材料選用和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面有所不同，如把活塞環(huán)裝錯(cuò)、裝反或漏裝均可造成密封不嚴(yán)或是沒(méi)有刮油作用，使缸套內(nèi)表面潤(rùn)滑條 件惡化造成缺油引起拉缸。
        2.8 活塞環(huán)折斷  活塞環(huán)折斷卡死在環(huán)槽內(nèi)將使環(huán)失去彈性，加速缸套的磨損引起拉缸。環(huán)折斷卡死的原因主要是環(huán)的開(kāi)口間隙過(guò)小、活塞在缸套中偏斜、燃燒不良，使發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常處 于爆燃的狀況下運(yùn)行。爆燃的高壓振動(dòng)沖擊力超過(guò)了環(huán)的材料的抗沖擊強(qiáng)度引起活塞環(huán)折斷。其折斷一般發(fā)生在第一道環(huán)，其次是第二道環(huán)。活塞環(huán)卡死是由于燃燒 時(shí)生成的積碳，尤其是竄機(jī)油或塵土、磨屑等堵塞在活塞環(huán)與環(huán)槽之間，是活塞環(huán)卡死在環(huán)槽中所致。此外，活塞、活塞環(huán)、缸套的質(zhì)量及材料對(duì)拉缸也有一定影 響。
        3  防止發(fā)動(dòng)機(jī)的拉缸措施
        3.1 操作手必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程  一是啟動(dòng)前必須按規(guī)定檢查潤(rùn)滑油、冷卻水是否符合規(guī)定，不足時(shí)需及時(shí)補(bǔ)足。檢查判斷潤(rùn)滑油是否變質(zhì)，潤(rùn)滑油變質(zhì)應(yīng)查明原因，排除故障后更換潤(rùn)滑油。要嚴(yán)格 執(zhí)行保養(yǎng)制度，按期進(jìn)行例保、一級(jí)保養(yǎng)和二級(jí)保養(yǎng)。二是不超負(fù)荷作業(yè)。啟動(dòng)后不猛踩油門，尤其在寒冷的冬季需經(jīng)低速運(yùn)轉(zhuǎn)幾秒后再起步運(yùn)行。另外，遇有異常 情況，如機(jī)油壓力低，水溫高等，應(yīng)及時(shí)排除不帶病作業(yè)。
        3.2 在修理裝配方面，必須嚴(yán)格遵守技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工藝要求  ①對(duì)換新用的零件必須逐個(gè)進(jìn)行檢測(cè)，把不符合標(biāo)準(zhǔn)的零配件剔除出去。②安裝缸套時(shí)缸套要放平，壓力作用在缸套正中且慢慢加壓，勿用沖擊力。安裝完后檢測(cè)缸 套與活塞裝配間隙是否符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)間隙。活塞環(huán)三隙（端隙、背隙、端隙）的檢查是組裝活塞連桿組的一個(gè)重點(diǎn)，端隙大小尤為重要，稍不慎就可能造成拉缸。 檢查活塞環(huán)端隙的工藝要求是；將環(huán)放入缸套中，用活塞頂部將活塞環(huán)頂入缸套里，把環(huán)頂?shù)皆诨钊�行程�?nèi)最小直徑處測(cè)量。③檢查活塞、連桿與曲軸安裝位置偏差 情況、要求校正符合技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。④市場(chǎng)上的活塞難辨優(yōu)劣，在裝配前最好進(jìn)行消除應(yīng)力處理，即將活塞放在60~80度的機(jī)油中加溫6小時(shí)，以消除應(yīng)力，使 活塞穩(wěn)定后在裝配使用。⑤安裝活塞時(shí)各道環(huán)必須裝準(zhǔn)位置，不能裝錯(cuò)、裝反、漏裝，注意方向性，扭曲環(huán)內(nèi)圓切口朝上，外圓切口朝下，有標(biāo)記的一面朝上。同 時(shí)，再裝入缸套時(shí)必須清潔和加一定的潤(rùn)滑油，各道環(huán)口應(yīng)按規(guī)定錯(cuò)開(kāi)，第一道環(huán)開(kāi)口與曲軸軸線成45度，余下各道的開(kāi)口按90度、180度錯(cuò)開(kāi)。⑥裝配完 畢，必須經(jīng)15小時(shí)左右的熱磨合，試車磨合時(shí)應(yīng)先低速運(yùn)轉(zhuǎn)，然后才中速運(yùn)轉(zhuǎn)，應(yīng)注意響聲、機(jī)油壓力、水溫等情況，在確定無(wú)異常后再投入生產(chǎn)。
        總之，只要充分認(rèn)識(shí)到造成發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸的原因，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程并有針對(duì)性的進(jìn)行使用與維護(hù)，就一定能減少和避免拉缸故障的發(fā)生，提高機(jī)械設(shè)備的完好率并將低使用成本。

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