Z12V190B型柴油機的拉缸問題的分析與解決

【摘要】本文通過對維修后的柴油機出現(xiàn)拉缸故障的分析，進一步闡述了柴油機出現(xiàn)拉缸的現(xiàn)象和各種原因，為現(xiàn)場操作人員及時處理此類故障提供指導，從而避免更為嚴重的事故發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】柴油機；拉缸

一、引言

柴油機拉缸就是指活塞、活塞環(huán)與缸套內(nèi)表面之間因相互作用被損傷，在氣缸壁內(nèi)部出現(xiàn)一些深淺不一的縱向溝槽，同時在活塞環(huán)外表也會出現(xiàn)碳黑磨損的現(xiàn)象。柴油機拉缸現(xiàn)象在生產(chǎn)中經(jīng)常會出現(xiàn)，遇到這些故障怎樣識別判斷和排除一直是設(shè)備管理者關(guān)注的問題。

二、背景分析

柴油機在工作中發(fā)出“咄咄”、“噠噠”等不正常的干摩擦聲，或潤滑油、冷卻水、排氣溫度都顯著升高，或曲軸箱冒煙，轉(zhuǎn)速自動下降等現(xiàn)象時，就可以判斷柴油機發(fā)生了拉缸。

中原油田鉆四在2011年有一臺Z12V190B型柴油機在使用約500小時后，出現(xiàn)如下現(xiàn)象：機油溫度偏高、呼吸器處有大量廢氣排出、柴油機功率下降現(xiàn)象；此現(xiàn)象表明此臺柴油機發(fā)生了拉缸故障。公司每年都會出現(xiàn)幾起拉缸的故障。因此，很有必要分析一下出現(xiàn)此類故障的主要原因，以便使操作者在使用維護中有針對性地進行預(yù)防。

三、Z12V190柴油機拉缸故障原因分析

1、柴油機拉缸故障分析

通過對該臺柴油機拆檢，發(fā)現(xiàn)第6缸的氣缸壁出現(xiàn)拉傷、溝槽，結(jié)合造成拉缸的幾類原因進行檢測，從而確定發(fā)生拉缸的具體原因。下面是初步檢查的過程：裝配時氣缸間隙符合要求；單一氣缸出現(xiàn)拉缸且是冷卻條件較好的6缸，可排除活塞膨脹系數(shù)過高的可能性；柴油機修理后水溫正常，排除溫度過高的原因；新裝空氣濾清器完好，排除雜質(zhì)進入氣缸形成磨料磨損的原因；潤滑油品質(zhì)合格且活塞沒有積炭。因其余各缸完好，所以主要考慮氣缸套與活塞連桿組方面的原因。

2、缸套方面的原因

由于是個別缸發(fā)生拉缸故障，排除缸套制造和材質(zhì)的因素。缸套使用機械壓入，安裝完成后對氣缸都進行過測量，圓度誤差、圓柱度誤差均符合標準，故予以排除。

3、活塞連桿組方面的原因

（1）檢查活塞銷卡環(huán)，完好；（2）檢查活塞銷與活塞、連桿銅套之間的配合，符合標準；（3）檢查活塞環(huán)，未發(fā)現(xiàn)活塞環(huán)斷裂；（4）檢查缸內(nèi)積炭，活塞環(huán)未因積炭卡滯；（5）檢查活塞環(huán)間隙是否過小，符合裝配要求；（6）檢查連桿是否彎曲、扭曲變形。

通過連桿檢驗器進行檢測，運用百分表測量試棒兩端，發(fā)現(xiàn)連桿垂直方向平行度誤差超過標準規(guī)定值0.03mm。因為連桿彎曲值超標后，會導致活塞發(fā)生偏缸?；钊诟滋變?nèi)往復(fù)運動過程中形成為干摩擦，因接觸面積過小，摩擦產(chǎn)生的高溫難以散發(fā)，使活塞與活塞環(huán)間熔化粘結(jié)，形成拉缸。

四、柴油機拉缸故障的原因綜合因素分析

造成拉缸的因素主要包括：使用操作、維修裝配、配件質(zhì)量等三個方面，具體如下：

1、使用過程方面的因素

（1）活塞環(huán)因積炭卡死；（2）活塞環(huán)斷裂；（3）空濾器失效，塵土等顆粒狀硬質(zhì)磨料進入氣缸；（4）活塞銷卡環(huán)脫落；（5）柴油機溫度過高，潤滑油粘度降低難以形成潤滑油膜。（6）潤滑油品質(zhì)變差；（7）柴油機經(jīng)常處于高負荷工況（8）長期冷車大油門操作；（9）新車或更換缸套、活塞、活塞環(huán)后，未經(jīng)很好磨合或初期磨合運轉(zhuǎn)效果不好就直接在高負荷下運轉(zhuǎn)；（10）柴油機在過低溫度下啟動后沒有經(jīng)過充分暖機就帶高負荷運轉(zhuǎn)；（11）起車前沒有盤車或用預(yù)供油泵預(yù)供油，造成缸壁潤滑不良。

2、造成拉缸在維修裝配方面的因素

（1）活塞環(huán)間隙過?。唬?）活塞銷卡環(huán)裝配不當；（3）活塞銷銅套鉸削偏差致使活塞銷與連桿軸頸平行度偏差過大導致偏缸；（4）連桿軸承裝配不當；（5）連桿彎曲、扭曲程度超標；（6）氣缸套變形；（7）配缸間隙過小；（8）曲軸軸向間隙過大。

3、造成拉缸在 配件質(zhì)量方面的因素

（1）缸套、活塞、活塞環(huán)制造精度差；（2）零件材質(zhì)差；（3）活塞膨脹系數(shù)大；（4）活塞環(huán)彈力過大。

五、柴油機拉缸故障的綜合解決措施

1、維修方面

（1）定期檢查清洗潤滑油道、水道，以避免柴油過熱或潤滑不良。

（2）清洗、檢測待裝零件，裝配過程中要嚴格按照裝配工藝規(guī)程操作，應(yīng)符合維修技術(shù)標準。

（3）檢查連桿彎曲、扭曲度，超標應(yīng)予以校正。本案例中如果在換新缸套前對舊缸套進行磨損情況的檢查，對連桿進行彎曲情況的檢驗，就可以及時發(fā)現(xiàn)個別氣缸的彎曲變形，可避免事故的發(fā)生。

（4）鑲裝氣缸套后注意檢測氣缸套尺寸，應(yīng)符合技術(shù)標準。

（5）鉸配活塞銷銅套不得偏斜，以避免偏缸。

（6）正確裝配活塞銷卡簧，強力下降的應(yīng)予以更換。

（7）未裝活塞環(huán)時將活塞連桿組裝入氣缸以檢查是否偏缸。

（8）正確調(diào)整供油提前角。

（9）新裝空氣濾清器。

（10）對大修后或更換了主要運動件的發(fā)動機，一定要按規(guī)定進行良好的磨合試運轉(zhuǎn)，嚴禁未經(jīng)磨合就滿負荷運行。

2、使用操作方面

（1）定期更換機油。

（2）及時校驗噴油器，以免噴油器滴油、漏油而造成缸壁油膜的破壞。

（3）必須按規(guī)定對“三濾”進行認真清洗和更換，避免硬質(zhì)顆粒進入氣缸，具體有：①采用復(fù)合式空氣濾清器，每250小時必須更換濾芯并用壓縮空氣吹凈積塵器和旋流管，對于風沙大地飛，應(yīng)適當縮短保養(yǎng)時間，以保證濾清器的濾清效果。②柴油機每運轉(zhuǎn)250小時或機油濾清器進出口油壓壓力差達到196kPa以上時，必須更換機油濾芯，以免造成機油潤滑油性能下降。③柴油機每運轉(zhuǎn)250小時，必須清洗或更換柴油濾芯，保證燃油的清潔，以減少缸內(nèi)積碳的產(chǎn)生。

（4）合理操作柴油機，避免冷車大油門、長時間高負荷等危害性操作。

六、結(jié)論

柴油機使用不科學、維護保養(yǎng)不良等是誘發(fā)柴油機拉缸的重要原因；要提高發(fā)動機的使用質(zhì)量，關(guān)鍵在于提高操作人員和修理人員的技術(shù)水平，特別是在科學技術(shù)飛速發(fā)展，新技術(shù)、新材料、新工藝廣泛應(yīng)用的當今時代，如果不重視對修理及操作人員的技術(shù)培訓和知識更新，不但難以完成一些新型柴油機的正常維修，甚至無法保證基本的修理質(zhì)量、使用效率。

參考文獻

[1]中高速大功率柴油機故障診斷與排除

[2]張新德，劉淑華.柴油發(fā)動機工作原理[M].北京：機械工業(yè)出版社，2010

[3]母忠林.柴油機維修典型案例240例[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010

[4]190系列柴油機使用維護手冊