鉆井柴油機(jī)拉缸故障原因分析

李軍

摘要：鉆井柴油機(jī)拉缸是柴油機(jī)常見(jiàn)故障，多發(fā)生在柴油機(jī)重載、高溫、進(jìn)氣道雜質(zhì)多、潤(rùn)滑油臟、異物進(jìn)入等情況下。當(dāng)柴油機(jī)出現(xiàn)該故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)排除。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī)；活塞；拉缸

柴油機(jī)拉缸是指在燃燒室內(nèi)表面與活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)接觸的區(qū)域內(nèi)，出現(xiàn)明顯的縱向機(jī)械劃痕和刮傷，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生熔著性片狀拉傷。拉缸的根本原因是氣缸內(nèi)壁與活塞環(huán)、活塞之間難以形成有效油膜，造成潤(rùn)滑不良，在氣缸套與活塞環(huán)之間，產(chǎn)生了局部干摩擦現(xiàn)象。柴油機(jī)拉缸常見(jiàn)以下原因：

1.柴油機(jī)過(guò)熱，使整機(jī)溫度過(guò)高，柴油機(jī)的最佳熱狀態(tài)是冷卻水溫保持在85℃左右，如果柴油機(jī)熱負(fù)荷很大或者長(zhǎng)時(shí)間超載荷運(yùn)行，或冷卻系統(tǒng)冷卻效果不佳，柴油機(jī)溫度就會(huì)過(guò)高。柴油機(jī)溫度過(guò)高，使零件的機(jī)械強(qiáng)度降低，活塞膨脹熱變形過(guò)大，缸套與活塞間隙過(guò)小，使氣缸內(nèi)壁的潤(rùn)滑油膜無(wú)法形成或潤(rùn)滑油在高溫下炭化或燒掉，產(chǎn)生干摩擦，導(dǎo)致活塞環(huán)與氣缸壁粘結(jié)，氣缸套內(nèi)壁被拉壞，迫使柴油機(jī)熄火。

2.低溫起動(dòng)操作不正確。柴油機(jī)低溫起動(dòng)時(shí)，潤(rùn)滑油粘度大，流動(dòng)性能差， 不能及時(shí)供給柴油機(jī)各摩擦面，在氣缸內(nèi)壁難以形成有效的油膜，使其短時(shí)間內(nèi)處于干摩擦或半流體摩擦狀態(tài)，如果此時(shí)立即提高柴油機(jī)轉(zhuǎn)速投入大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致柴油機(jī)局部過(guò)熱使粘著磨損加劇。

3.柴油機(jī)超速或超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。柴油機(jī)超負(fù)荷或超速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，油膜難以形成，油膜上承受的荷載反而加大，沒(méi)有足夠厚度和強(qiáng)度的油膜把活塞、活塞環(huán)與氣缸隔開(kāi)，當(dāng)柴油機(jī)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，氣缸與活塞環(huán)之間形成干摩擦，產(chǎn)生粘著磨損。

4.柴油機(jī)磨合不良。新機(jī)或大修后的柴油機(jī)，在氣缸套、活塞和活塞環(huán)等零件表面存在許多微觀凹凸不平，潤(rùn)滑油膜形成困難。如果未按規(guī)定正確磨合就滿負(fù)荷或超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，容易引起拉缸事故。

5.空氣濾清器質(zhì)量不好，過(guò)濾效果差?？諝庵械幕覊m、砂子等雜質(zhì)進(jìn)入燃燒室并因活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)進(jìn)入曲軸箱，和潤(rùn)滑油混合，形成磨料磨損。灰塵中主要成分是二氧化硅，其硬度大大高于鑄鐵或鋼制的缸套和和活塞環(huán)，造成柴油機(jī)過(guò)度磨損，甚至發(fā)生拉缸事故。

6.潤(rùn)滑油因素。由于潤(rùn)滑油數(shù)量不足、選用機(jī)油質(zhì)量等級(jí)不當(dāng)、選用機(jī)油粘度等級(jí)不當(dāng)、機(jī)油壓力太低、機(jī)油嚴(yán)重污染變質(zhì)等因素，導(dǎo)致氣缸套內(nèi)表面潤(rùn)滑不良。不能保證潤(rùn)滑時(shí)帶走金屬摩擦表面產(chǎn)生的熱量，引起金屬高溫變形，導(dǎo)致拉缸。同時(shí)，混有機(jī)械雜質(zhì)的機(jī)油被帶至氣缸表面也會(huì)導(dǎo)致拉缸。

7.油底殼大量進(jìn)柴油。由于活塞環(huán)密封不良或噴油霧化不良，燃油進(jìn)入氣缸內(nèi)不能完全燃燒，而沿氣缸壁滲入油底殼，導(dǎo)致機(jī)油粘度過(guò)低而潤(rùn)滑質(zhì)量變差，造成拉缸事故。

8.油底殼大量進(jìn)水。由于氣缸墊損壞、機(jī)油散熱器損壞、氣缸套損壞或其他原因，導(dǎo)致油底殼大量進(jìn)水，機(jī)油被嚴(yán)重污染而失去潤(rùn)滑作用，造成拉缸事故。

9.增壓器故障。采用增壓器的柴油機(jī)當(dāng)增壓器密封損壞，潤(rùn)滑油進(jìn)入進(jìn)氣道被吸入氣缸，燃燒后在活塞頂部留下大量積炭，嚴(yán)重者造成活塞燒熔，導(dǎo)致拉缸。同時(shí)，潤(rùn)滑油大量流失，使油底殼油量不足，也能造成拉缸、燒瓦抱軸等事故。

10.氣缸套的圓度、圓柱度、表面粗糙度超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。活塞環(huán)的密封作用降低，氣缸內(nèi)的高溫氣體下竄，使活塞溫度過(guò)高，破壞活塞與氣缸壁之間的油膜，產(chǎn)生局部干摩擦現(xiàn)象，進(jìn)而引起拉缸。

11.氣缸套在裝配過(guò)程中產(chǎn)生變形。氣缸套上端面凸出量過(guò)大，安裝氣缸蓋后將缸套擠壓變形；缸套阻水圈太粗，壓入機(jī)體后造成氣缸套變形，都可能引起拉缸。

12.活塞環(huán)間隙因素。如果活塞環(huán)的開(kāi)口間隙、側(cè)間隙或背間隙過(guò)小，柴油機(jī)工作時(shí)活塞環(huán)受熱膨脹卡死，容易在氣缸壁上拉出溝槽。如果活塞環(huán)的材質(zhì)不合格，容易出現(xiàn)斷環(huán)現(xiàn)象導(dǎo)致拉缸?；钊N竄出活塞銷座。 由于活塞銷卡簧脫落或折斷，活塞銷在運(yùn)動(dòng)中竄出活塞銷座，活塞銷拉傷氣缸內(nèi)壁。

13.活塞與氣缸套的配合間隙過(guò)小。如果活塞的材質(zhì)不良、制造尺寸誤差過(guò)大，或者裝配活塞銷后活塞產(chǎn)生變形，造成活塞與氣缸的配合間隙過(guò)小，活塞受熱膨脹后被卡住，進(jìn)而拉傷氣缸壁。

14.活塞環(huán)嚴(yán)重積炭。過(guò)多的積炭造成活塞環(huán)粘結(jié)或卡死在活塞環(huán)槽內(nèi)，導(dǎo)致活塞與氣缸套不能緊密貼合，活塞頂?shù)臒崃坎荒芗皶r(shí)傳出去，同時(shí)還會(huì)造成高溫氣體下竄。同時(shí)積炭是一種硬質(zhì)磨料，能在氣缸氣缸壁上磨成縱向溝槽。

15.活塞在缸套中安裝位置偏移而產(chǎn)生偏磨現(xiàn)象。由于活塞變形，氣缸搪磨偏移，連桿彎曲和扭曲變形，連桿軸頸、主軸頸、活塞銷座的平行度和同軸度偏差過(guò)大，活塞環(huán)對(duì)氣缸壁的壓力相對(duì)集中于局部表面，使缸套與活塞環(huán)之間的油膜在很大的壓力下被破壞，失去了潤(rùn)滑作用，形成干摩擦，加速活塞環(huán)、活塞及氣缸壁的磨損。

16.使用劣質(zhì)燃油。劣質(zhì)燃油，經(jīng)噴油器噴射后的霧化質(zhì)量差，一方面使柴油機(jī)的滯燃期延長(zhǎng)，當(dāng)柴油機(jī)一旦著火，其壓力迅速升高，從而導(dǎo)致柴油機(jī)工作粗暴，甚至敲缸；另一方面使后燃期延長(zhǎng)，排氣溫度升高，冒黑煙，同時(shí)嚴(yán)重污染燃燒室，所產(chǎn)生的不完全燃燒產(chǎn)物有些混入了氣缸壁的滑油中，在活塞環(huán)槽里堆積，堵塞了槽背，使活塞環(huán)卡死，破壞了燃燒室的密封，導(dǎo)致燃?xì)饴┬?，而漏泄的高溫燃?xì)庥謺?huì)燒掉氣缸壁上的油膜，并竄入油底殼，使?jié)櫥瑺顩r更趨惡化，加劇了缸壁的磨損引發(fā)拉缸的可能。

17.柴油機(jī)噴油器工作不良。當(dāng)柴油機(jī)噴嘴出現(xiàn)噴射壓力低霧化不良，滴油，二次噴射等情況時(shí)，活塞頂部積油處局部溫度過(guò)高，將導(dǎo)致活塞頂部燒蝕，演化為拉缸事故。

參考文獻(xiàn)：

[1]<<柴油機(jī)故障判斷和分析>>endprint