柴油机拉缸故障的诊断与排除
柴油机拉缸故障的诊断与排除
摘要了解和掌握柴油机各系统常见故障及排除方法，对分析和排除柴油机综合性故障有重大意义。总结了柴油机拉缸的主要征兆，分析了发生拉缸的原因，提出了防止拉缸的工艺措施及发生拉缸故障时的应急措施与维修排除。
关键词柴油机拉缸；征兆；原因；防止；排除
中图分类号s219.07文献标识码b文章编号1007-5739（201*）04-0199-01
随着农机化事业的发展和人民生活水平的提高，越来越多的农民购买了用柴油机作动力的农用机具，如拖拉机等。柴油机由不同的系统所组成，柴油机功能的发挥依赖于各系统功能的正常及各系统的有机联系。某一系统出现故障，必然对整机功能的发挥造成影响，而整机出现综合性故障，也必然是某一系统或多系统不正常所致。因此，了解和掌握各系统常见故障及排除方法，对分析和排除整机综合性故障有重大意义。现就柴油机拉缸故障的诊断与排除，谈谈认识和体会。
拉缸是柴油机活塞组件与缸套配合工作面相互剧烈的作用（干摩擦），在工作表面产生拉毛、划痕、擦伤、裂纹或咬死的损伤现象。它是在有润滑条件下的程度不同的粘着磨损。拉缸轻时使缸套、活塞组件受损，严重时造成恶性机损事故。近年来，随着柴油机增压压力和单缸功率的提高，缸套和活塞组件的热负荷和机械负荷大增，再加上高粘度劣质燃油的使用等，使拉缸更易发生。1拉缸的征兆
拉缸故障的主要征象是：缸筒与活塞表面有严重划痕、刮伤或烧伤，严重时活塞卡死在汽缸套内，导致柴油机突然熄火。具体表现如下：
（1）柴油机转速下降，功率减小，严重时会自行停车；停车后摇车困难或摇不动车。
（2）柴油机运转声音不正常，发出“吭吭”声或“嗒嗒”声。（3）排烟温度、冷却水温度和润滑油温度显著升高。（4）曲柄箱或扫气箱冒烟或着火，可嗅到油焦味。
（5）吊缸检查，可以发现气缸套和活塞环、活塞工作表面呈蓝色或暗红色，有纵向拉痕；缸套、活塞环，甚至活塞裙异常磨损，磨损量和磨损率很高，远远超过正常值。2发生拉缸的原因
（1）材料不匹配。如镀铬环与镀铬缸套不匹配。
（2）气缸套润滑不良。气缸套润滑油量不足，机油粘度过大或过小，与活塞配合间隙过小等原因，都会使气缸套表面因局部润滑不良、摩擦严重而使其温度过高。
（3）缸套和活塞过热。由于柴油机长时间超负荷运转、冷却水量不足或中断、活塞环严重漏气、喷油正时过晚引起后燃等原因，均会造成气缸套和活塞过热，导致拉缸事故的发生。
（4）磨合不良。新装或修理后的柴油机，均需要进行空车磨合运转，以消除零件表面的加工刀痕，然后才能加大负荷运转。如果磨
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柴油机活塞“拉缸、烧顶”故障的诊断与处理
发动机，特别是柴油机，拉缸和活塞烧顶是较为常见的故障之一。发动机（柴油机）拉缸和活塞烧顶大多发生在活塞顶部和第一、二道活塞环槽处，损坏形式主要有顶面烧熔、穿孔、麻"style="float:right;clear:both;top:0;vertical-align:top;">
发动机，特别是柴油机，拉缸和活塞烧顶是较为常见的故障之一。发动机（柴油机）拉缸和活塞烧顶大多发生在活塞顶部和第一、二道活塞环槽处，损坏形式主要有顶面烧熔、穿孔、麻坑和顶部周围处的键槽状缺口、塌陷。活塞烧顶将导致高温燃气窜入曲轴箱、加速润滑的氧化变质、汽缸密封性变差、压缩比下降、燃油燃烧过程变坏、发动发动机，特别是柴油机，拉缸和活塞烧顶是较为常见的故障之一。发动机（柴油机）拉缸和活塞烧顶大多发生在活塞顶部和第一、二道活塞环槽处，损坏形式主要有顶面烧熔、穿孔、麻坑和顶部周围处的键槽状缺口、塌陷。活塞烧顶将导致高温燃气窜入曲轴箱、加速润滑的氧化变质、汽缸密封性变差、压缩比下降、燃油燃烧过程变坏、发动机的动力性和经济性下降；严重时活塞开裂破碎，损坏缸套、连杆、曲轴、机体等零部件。综合各类发动机拉缸或活塞烧顶的文章介绍，发动机（柴油机）拉缸和活塞烧顶的原因大致有以下几个方面：
一、造成发动机（柴油机）拉缸和活塞烧顶的主要因素1.使用和保养方面的原因
（1）柴油机经常在全负荷工作时突然停机；（2）柴油机润滑油有问题（3）柴油机柴油有问题
（4）柴油机低速运转时间太长
（5）柴油机喷油泵油量太大或供油不均匀（6）柴油机喷油嘴工作不良（7）柴油机长时间超负荷运行（8）柴油机起动即投入全负荷运行2.零部件和调整方面的原因（1）活塞缸套质量有问题（2）活塞顶间隙不对（3）供油提前角不对（4）机油冷却喷嘴损坏（5）其它调整原因
二、柴油机拉缸和活塞烧顶故障原因及排除方法（1）柴油机经常在全负荷工作时突然停机柴油机经常在全负荷工作时突然停车，由于柴油机在全负荷工作"style="float:right;clear:both;top:0;vertical-align:top;">二、柴油机“拉缸”和活塞“烧顶”故障原因及排除方法（1）柴油机经常在全负荷工作时突然停机柴油机经常在全负荷工作时突然停车，由于柴油机在全负荷工作时，汽缸内部的温度瞬间可达201*K以上，全负荷停机后，个别汽缸由于正处在膨胀冲程，缸内温度仍然行高，可达1000K以上；此时，如果没有及时采取措施转动发动机排除废气，则该缸活塞可能就会出现局部烧熔。重新起动发动机投入全负荷工作后，数分钟之内该缸活塞就会出现严重的烧顶故障。排除方法：
首先要避免柴油机在全负荷作业时出现突然停机故障，如果出现类似故障，一定要立即转动柴油机曲轴数圈，或用起动马达拖动柴油机运转数次，每次5－6s时间，并尽快判断突然柴油机停机原因。
注意：在未判明故障原因之前，不要盲目重新启动柴油机。（2）柴油机润滑油有问题如果润滑油选用不合适，如低温时选用了高温用油，或润滑油长时间没有更换，使发动机起动时的润滑条件变得恶劣。如果此时柴油机未充分预热即投入全负荷工作，可能导致发动机产生拉缸故障。
如果选用了劣质润滑油或质量等级很低的润滑油，也可能由于润滑不良，加速汽缸磨损，曲轴箱废气压力增大，使燃烧室机油和积碳增多而导致活塞拉缸或烧顶。曲轴箱废气闭式循环系统更应特别注意这个问题。排除方法：
严格按要求选用柴油机润滑油。
根据季节的不同，选用不同牌号的润滑油。如果润滑油选择得不合适，将造成柴油机的严重损坏。选用润滑油的一般要求是：在确认了润滑油的质量等级之后，夏季高温区使用高温润滑油（如40、50、60等），冬季严寒区使用低温润滑油（如0W、5W、10W等）。其它地区使用混合润滑油（15W/40、20W/40等）。按照使用说明要求选用润滑油的质量等级，可以选用比使用说明书规定高的润滑油，但决不能选用低于使用说明书要求的润滑油（比如：使用说明书要求使用CD级润滑油，可以选用CE、CF质量等级的润滑油，不能选用CC、CB等质量等级的润滑油）。(责任编辑：华全动力)（3）柴油机燃油有问题劣质燃油，经喷油器喷射后的雾化质量差，喷注中油粒的平均直径大，一方面是柴油机的滞燃期延长，当柴油机一旦着火，其压力"style="float:right;clear:both;top:0;vertical-align:top;">（3）柴油机燃油有问题
劣质燃油，经喷油器喷射后的雾化质量差，喷注中油粒的平均直径大，一方面是柴油机的滞燃期延长，当柴油机一旦着火，其压力升高率迅速升高，从而使柴油机工作粗暴，甚至产生敲缸；另一方面使后燃增加，排气温度升高，冒黑烟，同时严重污染燃烧室，所产生的不完全燃烧产物有一些混入汽缸壁的润滑油中，在活塞环槽里堆积，堵塞了槽壁,柴油发电机组，使活塞环卡死，破坏了燃烧室的密封，导致燃气泄漏。泄漏的高温燃气可能烧掉汽缸壁上润滑油膜，使活塞的润滑状况更加恶化，这就大大增加拉缸或活塞烧顶的危险性。排除方法：
严格按照使用要求选用合格燃油，如果受到条件限制，没有高质量的燃油时，必须注意燃油滤芯的保养。
（4）柴油机低速运转时间太长
柴油机长时间低速无负荷运转，由于整体温度低，各运动部位的间隙相对较小，会加剧相关运动部件的磨损。如果活塞环与缸套的磨损过大，会使机油上窜燃烧室，会导致柴油机工作无力、冒蓝烟、燃烧室积碳增多，大负荷工作时容易造成柴油机出现拉缸或活塞烧顶的故障。
排除方法：避免柴油机低速无负荷长时间运转，一般情况下，柴油机怠速运转不要超过30min。冬季使用更应注意此类问题。（5）柴油机喷油泵油量太大或供油量不均匀
柴油机各缸供油量和供油时间如果不均匀，将会使部分汽缸燃烧过程恶化，形成积炭或严重后燃，柴油燃烧的热量不能用来作功，而使部分汽缸内的活塞顶温度过高，导致材料热疲劳而烧熔。油量太大是造成的拉缸或活塞烧顶的主要原因之一。
排除方法：
严格按照技术要求调整喷油泵供油量，保证各缸油量误差不大于2%。并定期检查和校对供油量。
（6）柴油机喷油嘴工作不良
当喷油嘴出现滴油、二次喷射、雾化不良等情况时，活塞顶积油处局部温度过高，热应力增大，以致烧蚀。喷油嘴雾化不良、滴油还会导致柴油机工作时冒黑烟。
排除方法：
定期检查调整喷油嘴，按要求校对喷油压力。(责任编辑：华全动力)（7）柴油机长时间超负荷运行发动机长时间超负荷超速运行，或发动机散热不良时，活塞长期受过高热应力和机械应力作用，易于疲劳烧蚀，容易产生拉"style="float:right;clear:both;top:0;vertical-align:top;">（7）柴油机长时间超负荷运行
发动机长时间超负荷超速运行，或发动机散热不良时，活塞长期受过高热应力和机械应力作用，易于疲劳烧蚀，容易产生拉缸。排除方法：避免柴油机长时间全负荷工作，全负荷全速运行时间一段时间（车用机30min左右、工程机械用机1h左右）后应降速冷却3－5min。这对延长柴油机的使用寿命是十分重要的。
（8）柴油机起动即投入全负荷运行
柴油机起动即投入全负荷工作，此时柴油机温度低，活塞缸套的间隙很小，加之润滑状况
不好，极易造成拉缸。排除方法：
无论是夏季还是冬季，柴油机启动后都不要立即高转速或带负荷运转，冬季尤其要注意。柴油机启动后应该在怠速或低速（800～1000r/min）无负荷运转3min（夏季）到5min（冬季），然后才开始带负荷工作，且逐步加大致全负荷工作。
（9）活塞缸套质量有问题如果活塞铸造时存在气孔、疏松、微裂纹、夹渣等缺陷，在高温高压作用下，这些气孔、疏松、微裂纹会成为疲劳源而导致疲劳损坏；活塞中的夹渣首先熔化，造成活塞烧熔。排除方法：
选用原厂或质量过硬的活塞。（10）活塞顶间隙不对
如果装配时，活塞顶间隙调整不正确，会影响柴油机的压缩比，无论顶间隙大还是小，都可能导致柴油机产生拉缸或活塞烧顶故障。如果压缩比偏小，会使压缩压力和温度降低，燃油燃烧速度减慢，后燃增多，柴油机可能过热。如果压缩比偏大，会使压缩压力和温度增大，柴油机操负荷运行，同样造成柴油机过热。排除方法：柴油机装配时，严格按要求调整活塞顶间隙并严格按照缸盖螺栓拧紧要求紧固。(责任编辑：华全动力)（11）供油提前角不对喷油提前角不对，无论推迟或提前，都将导致燃油燃烧不完全，柴油机工作不极易造成柴油机过热，产生拉缸或活塞烧顶故障。排"style="float:right;clear:both;top:0;vertical-align:top;">（11）供油提前角不对
喷油提前角不对，无论推迟或提前，都将导致燃油燃烧不完全，柴油机工作不极易造成柴油机过热，产生拉缸或活塞烧顶故障。排除方法：严格按要求调整喷油提前角。（12）机油冷却喷嘴损坏
有些大功率发动机机体上设有机油冷却喷嘴，通过向活塞内腔喷射机油以帮助冷却散热。如果机油冷却喷嘴堵塞，活塞就会积热升温，也易导致活塞烧顶。机油冷却喷嘴故障导致拉缸或活塞烧顶具有规律性。即如果某缸总是拉缸或烧顶，在排除了其它原因之后,潍柴发动机，则该缸机油冷却喷嘴一定有问题（堵塞或损坏）。排除方法：
更换机油冷却喷嘴或使用专用工具校对喷孔位置。（13）其它调整原因
进气温度太高－进气温度太高，导致进入气缸的空气温度增加，柴油机将出现过热现象，长时间工作后将可能导致拉缸或活塞烧顶故障。活塞顶部积炭严重。活塞顶部的积炭使活塞顶局部过热并产生高温，当局部高温超过材料的熔点时，就会将活塞顶部烧熔形成熔洞。
活塞环胶结或断裂。活塞环胶结或断裂会导致活塞环不能与缸壁紧密贴合，活塞顶的热量不能及时传走，同时还会引导高温气体下窜，结果使活塞顶及活塞环槽部位因过热而烧蚀。发动机产生爆震。发动机工作中，活塞顶部要承受燃烧爆发力的周期性机械冲击，其瞬时冲击力可达7.0MPa，直接作用于活塞顶上的冲击力可达100kN以上。如果发动机产生爆震，其冲击力将会成倍上升。活塞顶在热应力和周期性燃烧爆发力的作用下，产生热疲劳和机械疲劳，最终导致烧熔和开裂。而发动机产生爆震的原因主要是供油时间或点火时间过早、汽缸内积炭过多、压缩比过高、活塞顶上形成炽热点引起早燃、所用汽油辛烷值过低等。根据上述这些导致活塞烧顶的原因分析可以知道，预防柴油机拉缸或活塞烧顶的关键是加强对发动机的维护保养，使发动机始终保持良好的技术状态，避免发动机产生过热、积炭、爆燃爆震现象；正确装配和使用，避免发动机长期超负荷工作。
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