船舶柴油机拉缸及其应急处理措施

船舶柴油机拉缸轻则使缸套和活塞等零件报废，重则造成严重的机损事故。

尤其近年来，随着船舶柴油机增压压力和单缸马力的提高，缸套和活塞组件的机械负荷和热负荷大大增加，以及高粘度劣质燃油的使用，均使拉缸现象更易于发生。

因此，有必要分析柴油机拉缸的原因，从而提出合理的处理方案。

1.拉缸的症状

柴油机在运转中如果出现下列现象，则极可能是发生拉缸故障： 

(1)柴油机运转的声音不正常，发出“吭吭” 声，“答答”声等； 

(2)转速自动下降乃至自动停车，由于摩擦力大大增加，致使柴油机转速下降，甚至停车； 

(3)曲轴箱或扫气箱冒烟或着火。

拉缸时，缸套、活塞等零件温度升高，使曲轴箱或扫气箱空间加热，积油蒸发而形成烟或活塞环粘着引起燃气泄漏以致扫气箱着火； 

(4)排气、冷却水和润滑油温度显著升高等。

在拆验时，柴油机的拉缸损伤是极易辨认的。

通常，四冲程柴油机拉缸多出现在活塞位于上止点位置时第一道活塞环附近，而二冲程柴油机则出现在排气口附近。

严重的拉缸，由于熔着磨损产生变形，常常露出新的金属表层，因此，磨损表面特别光亮。

在磨损大的情况下，滑动表面可以看到暗红色或蓝色伤痕沟纹，有的甚至在薄弱部位发生裂纹以至裂纹破坏。

2.拉缸的原因

引起拉缸的因素是多方面的，同时也是比较复杂的，有时往往是几个因素的综合影响。

如船舶振动和变形、柴油机的装配和安装质量、柴油机有关的辅助机械布置不当，以及有些柴油机本身存在着冷却、润滑、燃油等方面的问题。

现就在实际运行中引起拉缸的因素分析如下： 

(1)气缸套安装不良

气缸套安装质量不好，引起其局部变形，使活塞和气缸套间隙为负值，从而导致拉缸 。

如某柴油机因封水橡皮圈太粗，使气缸装进气缸体时过紧而局部变形，局部向内凸起。结果，机器运行后在封水橡皮圈区域左右对称40°～60° 范围内拉毛的气缸套表面拉毛，同时，活塞在活塞销孔两边40°～60°范围内拉毛。 

(2)气缸套与活塞组件装配间隙过大或过小

间隙过大，不仅窜气严重，破坏油膜，而且 活塞在气缸内摆动过大时，活塞环外圈工作 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，引起拉缸。

间隙过小，使活塞环出现所谓“机械粘着”，随着活塞环的往复上下运动，环和气缸壁之间可能出现过大的接触压力而粘着，使环胀死，不仅环可能被拉断，而且会产生拉缸。 

(3)活塞对中不良

活塞对中不良或者由于导板、滑块、轴承等 部件的磨损，破坏了活塞在气缸内的正确位置，使得活塞在气缸中往复运动时，润滑油膜遭到局部破坏，甚至还会使活塞和缸套发生机械撞击而出现敲击，发展下去就会造成拉缸事故。 

如某油轮主机 (筒形活塞柴油机 )在修船后的试车中NO5.缸和NO.1缸先后发生拉缸，通过测量活塞和气缸套之间的间隙数据 (如下表，单位：mm)，经分析可以看出，该筒状活塞式柴油机的活塞与气缸套在前后方向上的间隙出现零值，活塞运动装置在缸中向前倾，因对中不良导致拉缸。

(4)活塞环开口间隙过小 

活塞环安装时直切口活塞环的最小间隙一般为缸径的0.7％，斜切口活塞环的最小间隙大约相当于缸径的0.5％左右。

柴油机运行时，活塞环和气缸套都因温度增高而膨胀。

但是，活塞环温度比气缸套高，沿圆周方向伸长多一些，开口间隙减小。

当活塞环移到气缸下部工作表面时，因为气缸套的温度较低，膨胀小，而且磨损也小，活塞环开口间隙就有可能消失，甚至形成负值，从而可能引起拉缸。

(5)气缸套和活塞环磨损严重及活塞环弹力不足

活塞环与气缸套磨损严重，活塞环弹力足，造成漏气现象。

使得气缸局部工作表面温度升高，滑油变质，油膜破坏。

严重时，会引起缸套和活塞环表面烧伤，导致拉缸事故和扫气箱着火。 

(6)润滑不良及润滑油供应不足

润滑油粘度太小，形成油膜太薄，容易引起气缸套和活塞的直接接触。

粘度过大，流动性差，由于注油孔数目有 限，不易形成均匀连续的油膜，而且还可能造成气缸套工作表面的污染和注油器功能损坏，使得注油器失效，滑油供应中断。

另外，润滑油散布性不良，同样也不易形成均匀连续的油膜。

润滑油抗氧化的稳定性差，在高温燃气作用下会很快氧化和裂化变质而丧失润滑性能。

氧化后生成的有机酸会使润滑油中酸值增加，生成胶状物质和沥青状晶体，油色变深，粘度增加。

因此，在管理中不能把不同成分的润滑油和含有不同添加剂的各种高碱性润滑油混合起来。

因为混合后，会发生化学反应，丧失其原来的润滑性能，引起磨损加快而导致拉缸。 

(7)燃烧不良

柴油机因油质变化，燃烧不良，引起拉缸。 

如Fiat大功率柴油机使用国产20号重柴油，因十六烷值，燃烧时着火点过低、时间长，火焰比较长，在高负荷下火焰直接烧到气缸套上，把气缸套上的油膜烧掉，造成润滑恶化，导致拉缸。 

(8)冷却不足

大型低速柴油机在额定负荷和正常冷却的情况下，第一道环对应缸套处的温度在200℃左右。

当冷却水量压力不足、冷却水腔内水垢、铁锈过多、或者冷却水供应中断时，气缸套工作表面温度过高、油膜不易建立、甚至烧焦，导致气缸套上部工作表面出现拉缸。

在管理工作中，适当掌握和控制冷却水温至关重要。

过冷时，不仅影响热效率，而且气缸套内外承受巨大的温差，容易造成事故；

冷却水过热时，不利于散热，导致缸内有积炭。

因此，要尽量按照柴油机说明书的要求控制冷却水温度。

(9)初期磨合运转不好

一台新柴油机或柴油机刚更换过气缸套与活塞环，零件表面虽然都具有较高的光洁度 ，但从微观看，仍不可避免地存在着凹凸不平的加工痕迹。

在初期运转时，相对运动表面微观凸起处产生金属直接接触，油膜不易形成，出现干 摩擦现象。

在这种情况下，如果直接带负荷运转必然要出现拉毛、擦伤甚至发生“咬死”现象，形成拉缸。

(10)柴油机超负荷运转

柴油机长期超负荷运转，或者由于某种原因各缸负荷不均，使个别缸处于长期超负荷状态，都会引起气缸内温度过高，从而造成拉缸。

在柴油机的制造、安装与维修过程中，要严格按照要求执行。

在柴油机的日常管理中，管理人员一定要对燃油、润滑油、冷却系统等诸多方面严格按照操作规程进行管理。

在船舶航行过程中，要尽量避免急停、急转、超负荷运转，以减少和避免拉缸事故的发生。

当柴油机在运行中发生“拉缸”现象后，在条件允许的情况下，最好是更换新的气缸套和活塞环。

在条件受到限制的情况下，须对气缸套按 维修标准进行修理。

而船舶在航行中，柴油机一旦发生拉缸事故，维修人员应该根据拉缸的严重程度、海面风浪及航道情况、柴油机的结构特点等采取不同的应急措施。 

1.简单的减缸航行

航行中，拉缸情况尚不严重，且海面上又不允许停车，或者船舶距目的港较近，可采取简单的减缸航行。

具体操作如下： 

(1)减少供油量，使柴油机低速航行； 

(2)切断该缸燃油供应，使拉缸的气缸停止工作；

(3)增加润滑油量，加强缸套的润滑； 

(4)加强活塞冷却。

在做此项工作时，要防止冷却速度过快，因为冷却速度过快时，会引起活塞裂纹。

同时，要严防先把气缸套急冷，因为缸套急冷收缩，会卡住活塞，使拉缸更为严重； 

(5)打开该缸的示功旋塞，以便把该缸积存的污垢吹出。

2．吊缸检修

在拉缸事故比较严重，且继续运转就有能把连杆或其它运动部件损坏，或者活塞咬死在气缸里而自动停车，或事故不能立即排除，而距目的港又较远，海面平静允许停车，此时可采取吊缸检修的方法。

在吊缸前，要切断整台柴油机的燃油供给，并用盘车机转动曲轴，加强活塞冷却，直到柴油机完全冷却下来。

同时，摇动气缸注油器，加强润滑。

吊缸检修后，如果活塞和缸套仅有局部拉缸或轻微擦伤，可用砂轮、油石等工具将擦伤处磨光，使缸套纵向没有沟纹或其它痕迹，横向没有凸台。

对损坏或不符要求的活塞环应予以更新。 

3.完全减缸航行

拉缸造成气缸套和活塞完全损坏，而又无备件的情况下，采用完全减缸航行。

完全减缸航行时，不但要切断拉缸气缸的燃油，而且还要切断拉缸气缸的空气。

当活塞或气缸套损坏时，首先把活塞吊出，用专用工具把气缸的进排气口完全封住，把活塞冷却液进排出口封住，并把活塞填料口封住，使扫气空间与曲轴分开，气缸断油，十字头上油孔封住，以确保润滑油不从孔中流出。

作好这些工作，柴油机就可以继续运转了。

当连杆或十字头损坏时，先把活塞和十字头盘到好的支撑位置，然后把连杆拆除，封住曲轴上的供油孔，再把该缸油和冷却水切断。

另外，减缸航行后扭矩变得不均匀，往往使振动变得厉害。

因此，柴油机负荷必须降低。

由于减缸的空气被停止供应，增压器往往进入喘振区。

所以，在减缸航行时，要认真观察增压器的工作情况，必要时采取消除喘振的措施 。 

综上所述，柴油机“拉缸”产生的原因是多方面的，因此在柴油机制造、安装、修理以及 日常维护保养中确实按照有关规定执行，确保航行安全和柴油机的使用寿命。 

END