船用柴油机拉缸的故障分析与预防

所谓的拉缸现象就是在柴油机的运转过程中产生的一种故障，发生拉缸现象的时候，外部的迹象表现为：

1.柴油机运转时的声音沉闷和异常。

2.柴油机运转时有明显的不正常震动现象。

3.汽缸套和活塞拉伤，发生下串气、串机油严重、油耗增加系列现象。

4.温度异常。

柴油机的排温度上升、水温升高以及油温明显升高，柴油机转速波动大、不稳定，呼吸器口冒烟，柴油机运转无力，实时功率不足并且下降。

拉缸产生后，应将活塞组件与连杆取下，仔细观察活塞环和汽缸壁的工作表面磨损和拉伤程度，活塞在拉缸过程中由于润滑不畅而导致部件干磨，加之高温的因素，活塞的合金部分会融化结块黏连。

并伴随有变色暗红或者是发蓝的现象，甚至活塞环折断卡死，更为严重的将会拉断活塞还有连杆，以至于打坏机器本体。还有一种个别现象是活塞顶部呈现灰白色，这是因为该汽缸的汽缸盖存在漏水现象所致。

我们大家都知道，任何品牌的船用柴油机它都是一种热能动力机械，柴油机在运转过程中承受着较高的热负载和机械负载。柴油机的燃烧室是柴油燃烧场所，其相关联的活塞组件和汽缸套以及汽缸盖等是构成燃烧室的主要零部件，其工作环境是高温、高压。假如您要是日常维护保养不当，就会有拉缸故障的隐患。

以小通经历和见证过的众多实际案例就能完整的证明良好的日常维护是有多么重要。

目前大多数品牌四冲程柴油机的润滑方式均为压力飞溅式润滑，油底壳分为干式和湿式。简单来说就是柴油机的汽缸内壁与活塞环以及活塞之间具有相关的具体间隙要求，在合理温度范围条件下进行相互配合运转做功，机油起着润滑、冷却、清洗和密封的作用。

不同品牌不同型号规格的柴油机都有其针对机油标号的具体要求和规范，比如常用的CD-40/15W，CD-40/20W，CF-40/15W，CF-40 /20W。请选用正规厂家生产的机油，机油品质很关键。还有就是维护保养时一定要做到将油底壳清理干净再加注新机油，否则将适得其反，因为您在给柴油机更换机油时假如油底壳没有清理彻底的话，加注新机油的同时会将原有的杂质和零部件正常磨损掉落的金属粉末以及颗粒物进行反冲，在新机油加注后的粘稠度完好状态下，这些杂质和金属粉末以及颗粒物处于悬浮，在您更换机油结束后的首次启动柴油机时便会吸入润滑管路进入到每个润滑区位，最终形成一系列的柴油机故障隐患。

鉴于此，小通着重建议用户朋友们对柴油机的机油维护周期一定要按照相关参数和型号要求进行定期更换和清理，附属相关的滤器等部件也要做到勤检查、勤维护以及勤更换。一旦润滑油膜变薄或遭到杂质等因素破坏，柴油机润滑不良就会出现干摩擦或半干摩擦，造成局部高温粘附从而加剧部件磨损。这一点也是产生拉缸故障的重要环节之一。

影响拉缸产生的因素很多，很复杂，而各种因素之间往往存在着相互影响和相互制约的关系，具有不确定性。但根本原因就是润滑不良和局部负载过大。

大的方面可以概括起来为：

※活塞组和汽缸套的结构设计问题；

※工艺水平问题；

※装配质量问题；

※磨合运转程序问题；

※润滑油标号是否按要求正确的选择；

※燃油的处理以及使用和维护等方面的问题。

其每一个大的方面所涉及具体原因都有很多方面。

例如：

仅其中之一活塞组方面的原因就可能有：

(1)活塞材料选择或热处理不当；

活塞表面对硬度对拉缸有极大的影响，如果活塞热处理过程中升温速率、淬火温度和保温时间等某一参数稍有偏差，则会产生表面硬度低，活塞的内应力不能完全消除，使活塞金相组织处于不稳定状态，当活塞质软，热膨胀系数大、高温时强度差，发动机在高速运转、机器温度升高、机油稀薄的情况下，活塞受力面的合金很容易熔化，使摩擦阻力增大，导致发动机自动熄火，熄火瞬间可能形成粘缸，如果熄火频繁，汽缸很快就会被粘积的铝合金层破坏，形成串气，串烟，最后形成拉缸。

(2)活塞结构设计不合理；

由于活塞在工作中受热变形，所以为了使活塞在工作中能有一个合理的形状，有理想的贴合面，所以某些活塞有个锥体，而设计不合理的锥度无法保证在大负荷下弥补活塞由于受热、受力而产生的变形，拉痕为三角形和八字形的拉缸活塞，可能与锥度过小有关。还有铝合金活塞在工作过程中由于受热及受力和金属分布不均等原因，会造成活塞在活塞销轴线方向伸长，为了使活塞在工作时候膨胀留变形余地，在制造加工时候将活塞做成椭圆形。在这一方面，小通仍然是建议广大的用户朋友在维修保养过程中一定按照相关技术要求去选择采购零配件。当然，出现此类现象时，也不排除新机出厂时该配件本身就存在质量问题。

(3)活塞过热，导致活塞过热又有许多因素，包括喷油时刻太早（大家俗话叫供油过早或火头过早），冷却水损失、水垢太多，水泵停转等造成冷却水流量不足或完全没有压力冷却水，汽缸套过热保不住润滑油膜，缸套与活塞呈半干式摩擦状态，运转吃力，密封不好造成串气等等因素。

单就其中某一因素来说，如果水垢过多过厚，汽缸水套变成隔热层，当发动机转速升高，温度上升，负荷加重而需要迅速散热的时候，水垢不但不能迅速传热，反而起到保温的相反作用。

因此，发动机汽缸的热量不能迅速传递到循环水中去，从而导致机体温度升高，由于机体温度过高，使活塞热膨胀量超过最大值，将配缸间隙完全消除，造成拉缸，此外，润滑油在高温下变得稀薄，使活塞环和汽缸壁之间的摩擦系数增大，表面粗糙度增大，而造成拉缸。

(4)配缸间隙大小等。

活塞和汽缸的装配间隙是严格按照规定的，间隙大了冷车时候会“敲缸”，同时可能造成串气、串油等；

间隙小了在热车时就有可能会拉缸，因此装配活塞时应严格控制其配缸间隙。这一现象一般是在柴油机生产厂家的出厂实验台架上经常会出现，但是在用户维修保养过程中如果没有严格按照柴油机的具体要求参数去装配的话也会出现此类现象。

有关柴油机产生拉缸的具体外部原因和影响因素较多，实际的案例也很多，小通在这里就不给大家一一列举了。

下面我们根据拉缸后结果出发，分析出一些针对性有建设性的意见。

柴油机在使用过程中对有经验的操作者来说，可根据拉缸的种种不同迹象采取相应的应急措施。

一般正确的操作方法是：

先减速运行，然后逐渐卸去负荷，再过渡到停车状态。

停车后还应在未完成冷却前盘一两次车，防止汽缸被咬死。

拉缸产生的因素是多方面的，而针对某一具体拉缸的情况有各种不同的原因，针对这些原因应采取的对策也各不相同。

下面举一些典型的情况进行分析。

如有发现异常磨损、划痕严重，有外界硬微粒成为磨料等状况，可能的原因是：

(1)燃油系统不清洁；

(2)汽缸润滑油系统不清洁；

(3)启动空气系统不清洁；

(4)零部件本身质量问题。

此时建议采取的对策：

维护好润滑系统，防止机械杂质和积碳混入机油和燃油内，在使用中对三滤(机油滤清器、燃油滤清器和空气滤清器)要及时而且正确的维护和清洗或更换。

加强装配的清洁度，严防灰尘以及颗粒物等杂质吸入汽缸内。

如有发现活塞裙部擦伤的状况，那么可能的原因是：

(1)活塞裙部结构设计不合理；

(2)活塞材料本身问题，热处理工艺问题，材料线膨胀系数过大；

(3)配缸间隙过小。

我们建议采取的对策是：

正确履行磨合工艺，其中包括冷磨合、空载热磨合等等。

对活塞进行选用合适的活塞重新更换；

一定要选择正规厂家生产的汽缸、活塞组件，并配以适当间隙的活塞环，切勿贪便宜购买质量不达标的进行使用。

如发现活塞环卡死，胶结等情况发生，那么可能的原因是：

(1)活塞环间隙过小；

(2)活塞环严重积碳(汽缸润滑油质量不好或油量过多)；

(3)活塞头部过热(活塞冷却不良)；

(4)超负载运转。

可以采取的对策是：

正确选择活塞环的开口间隙和边间隙，使用合适的润滑油，定期更换润滑油并保证一定的液面高度；

注意检查刮油环的情况，从而保证能在缸壁上形成油膜。

改善活塞的冷却条件，清理冷却系统中的污垢，保证最好的冷却效果；

合理操作使用发动机，不超负荷工作。

另外，注意主机的冷却适中，保持正常的工作温度，避免主机长时间超负荷运行。

参照柴油机使用说明，定期拆开检查、清洗、更换易受损部件。

有关于船用柴油机拉缸的原因还有其他诸多因素，例如相关联的零部件和相关联的部位出现故障隐患从而导致拉缸故障。

以上处理方法，主要围绕拉缸涉及的成因入手分析，而采取的对策针对原因展开，我们应该合理细致的维护保养和规范的管理和使用，有效的确保柴油机燃烧室各零部件的润滑质量，才是防止、避免发生柴油机拉缸故障的最佳方法。

END