柴油机拉缸故障影响因素分析及预防措施

黑龙江省齐齐哈尔泰来县宁姜蒙古族乡农机站　　王秀芬

柴油机拉缸故障影响因素分析及预防措施

黑龙江省齐齐哈尔泰来县宁姜蒙古族乡农机站王秀芬

拉缸是指气缸内壁表面出现微观的金属黏附、剥落、熔移和撕裂现象。解体发动机后，会发现在活塞环、气缸套和活塞工作表面上，沿着活塞运动方向，出现条纹状损伤，细看时能看出熔融的粗糙表面，大多数情况下伴有暗红、蓝等颜色的损伤时，就可以判断气缸套产生了拉缸。拉缸是柴油机制造、修理试车及运行中易出现的事故，强载柴油机上这种情况尤其严重。拉缸时气缸的磨损率很高，可达正常磨损率的几十倍，甚至几百倍。拉缸严重时，会产生咬缸，继而造成严重的机损事故。

1　故障表现

拉缸多发生在磨合阶段，但也有在长期运转后发生的。如在运行中出现下列情况，就可能出现拉缸，必须慢慢地停车进行检查。

（1）运转的声音不正常，如发出“咄咄”“嗒嗒”声等。

（2）车速下降或自动停车，曲柄箱或扫气箱冒烟。

（3）排气、冷却水和润滑油温度显著提高。

2　引起拉缸的因素

拉缸实质上就是气缸套与活塞环之间发生了黏着磨损。气缸套与活塞环之间由于油膜减薄或被破坏，在高压力作用下，炽热的摩擦引起材料的显微熔化、黏着，并与其周围质点扯断。轻微的拉缸很难与磨料磨损区别，只是磨损量大一点而已。再重一点，由于黏着磨损产生塑性变形，常常露出新的金属表面，因此，磨损表面特别光亮；在磨损大的情况下，滑动表面可以看到伤痕，开始是几条细纹，以后伤痕沟纹越来越多，而且越来越明显，最后摩擦面熔融形成粗糙的表面，出现咬缸，使柴油机停止运转。同样，活塞裙部和气缸套工作表面也会因油膜遭到破坏而黏着。四冲程柴油机拉缸多出现在活塞位于上止点位置时的第一道活塞环附近，而二冲程柴油机在排气口附近易出现拉缸。

引起拉缸的因素是多方面的，往往是几种因素的综合，但最根本的一点是气缸工作表面油膜过薄。而油膜过薄的原因不外乎两个方面：一是供油状况不佳，难以形成足够的油膜；二是窜气或过大的局部压力破坏了正常的油膜。在实际运行中，引起拉缸的因素有以下几个方面。

（1）活塞环和气缸套表面粗糙度及精度配合不当；或不均匀磨料磨损处，两者不能完全吻合，引起过大的局部接触压力。前者使柴油机在磨合期易引起拉缸，后者在长期运转后易引起拉缸。

（2）活塞部件安装不正，引起活塞和气缸套过度磨损并产生较高的温度，加速机件变形，同时会产生变形不均匀现象，都能引起拉缸。例如，某柴油机在试车时，第5缸和第l缸先后发生拉缸，从活塞和气缸套间的间隙数据中可以看出，间隙在前后方向上出现零值，说明活塞运动装置对中不良，以致产生拉缸。

（3）气缸套、活塞组件装配间隙过大或过小。缸塞配合间隙过大，发动机工作时，燃烧室的高温燃气会经间隙下窜到曲轴箱，冲刷破坏油膜，使润滑油过早变质；过大的缸塞间隙使活塞在气缸套内摆动幅度过大，活塞环外圆工作面的上、下棱缘与气缸壁接触，使接触压力增大，容易破坏油膜。间隙过小，使活塞环出现所谓“机械黏着”，随着活塞环的往复上、下运动，环和气缸套壁之间可能出现过大的接触压力而黏着，使环胀死，甚至折断。

（4）气缸套变形。例如封水橡皮圈太粗，使气缸套装进机体时过紧，引起气缸套内圆表面变形。

（5）活塞环折断。

（6）操作管理不当。例如活塞环弹力丧失后，未及时更换，引起窜气破坏油膜，甚至活塞环折断而引起拉缸。

3　防止拉缸的主要措施

（1）保证零件的加工质量和柴油机装配质量。正确安装气缸套，并检验缸套安装后的椭圆度等；正确安装活塞环，如搭扣位置、环的上下端面位置等；必须涂抹润滑油的部位，应充分涂抹，避免在初期盘车及试车时出现干摩擦状态。

（2）适宜的气缸套和活塞环的材料及其良好的组合。根据试验，在气缸套、润滑油、活塞环的各种组合中，活塞环的材料是一个主要因素。马氏体球墨铸铁活塞环抗拉缸性能较好。在活塞环外圆表面上镀覆一层5～10μm的锡、铅、锌等金属物质可加快磨合；喷钼则可明显改善抗咬合性能；镀铬环的性能也不错。

（3）使气缸套摩擦表面具有充分的保油性。如采用多孔镀铬或表面采用波纹缸套的润滑机切削或珩磨加工。有人曾做过实验，两台同一型号的柴油机，其中一台气缸套采用了多孔镀铬，长期运转，未出现过拉缸现象，而另一台未镀铬的柴油机则经常因拉缸而更换活塞环、气缸套。

（4）改进零件的结构设计。如桶形活塞环。这种环的外圆工作面加工缸套和活塞环的磨损成凸圆形，它不易划破油膜，且形状更利于油膜生成。现在的研究表明，桶形中心有一定偏心时效果更好。

（5）对气缸套进行表面强化处理，一方面可以提高耐磨性，另一方面可提高抗咬合性。镀铬、离子氮化，以及喷钼等表面处理均可减少拉缸。

（6）正确的管理与维护。①在日常使用中应加强柴油机的动态管理，经常检查柴油机的温度、压力、润滑油位是否正常，出现异常应及时进行调整恢复。特别要注意各缸的进出口水温及排气温度，防止机损事故的发生。②定期添加或更新润滑油，使机内循环润滑油符合使用要求。及时清洗空气滤清器和机油滤清器。③加强燃油系统维护和保养。按技术要求定期保养燃油滤清器，防止杂质进入气缸，减少气缸套的磨损和拉伤。④合理使用机器，严禁其超负荷动转，保证发动机在正常的工作温度（70℃～85℃）范围内工作。