論大功率柴油發(fā)動機活塞拉缸成因及防范措施

1、    論大功率柴油發(fā)動機活塞拉缸成因及防范措施    朱愛紅摘要：本研究根據大功率柴油發(fā)動機運轉中出現(xiàn)的拉缸實際情況，有針對性的討論及防范。通過車間柴油發(fā)動機裝配、測試的實踐經驗及理論性學習，對大功率柴油機在使用、維修、保養(yǎng)過程中，因諸多原因而導致柴油發(fā)動機活塞拉缸故障現(xiàn)象及其成因進行論述。對于柴油發(fā)動機而言，活塞拉缸現(xiàn)象是一種危害性比較大的發(fā)動機故障，我們應從更深一層次去分析問題，找出問題成因所在，這對延續(xù)柴油發(fā)動機使用壽命，提供了一個很好的依據。關鍵詞：柴油發(fā)動機；活塞；裝配；拉缸所謂的拉缸，是指氣缸套內壁被拉成很深的溝紋，活塞、活塞環(huán)與氣缸套之間

2、的摩擦副喪失了密封性，從而導致氣缸壓縮壓力降低，運動性喪失；可燃混合氣體下竄到曲軸箱，增加了曲軸箱壓力，嚴重時可能會引起曲軸箱爆炸；機油上竄到氣缸內引起燒機油現(xiàn)象發(fā)生；排氣管顏色較大等。柴油發(fā)動機在運轉過程中，常常遇到發(fā)動機活塞拉缸故障，拉缸具有相當大的危害。發(fā)動機正常運轉中，活塞、活塞環(huán)與氣缸套之間的摩擦是非常輕柔、緩慢的。一旦拉缸其磨損率很高，最高可達正常的幾十倍甚至幾百倍，拉缸輕微時，使活塞、氣缸套組件受損，壽命大為降低；嚴重時，活塞與氣缸套咬死，從而拉斷活塞或連桿，打壞發(fā)動機，以致造成重大事故，同時給使用方也造成不小的麻煩及損失。一、活塞拉缸原理及跡象活塞連桿組，由活塞、活塞環(huán)、活塞銷

3、、連桿總成組成（如右圖所示），其作用是將燃燒室內燃油和空氣混合燃燒后產生的爆發(fā)壓力作用在活塞頂部，并通過連桿傳遞到曲軸上，帶動曲軸旋轉，然后將動能進行傳遞。另一種拉缸是由于氣缸套內壁被吸附進一些雜質而形成磨料，并附著在氣缸套內壁，在活塞連桿組件往復運動中，磨料隨著活塞一起運動，形成平行于氣缸套軸線的拉痕或拉傷。二、拉缸故障表現(xiàn)1、在壓縮和做功行程氣缸中會發(fā)生串氣、串機油現(xiàn)象，導致機油消耗量增加，機油溫度升高；2、煙色突然異常（冒藍煙或者黑煙）等。三、拉缸成因（1）常見的拉缸原因如下1、氣缸套的圓度、圓柱度公差超出允許的范圍，使活塞與缸套密封性大大降低，氣缸內高溫氣體下竄，破壞活塞與氣缸壁之間的

4、油膜，進而引起拉缸。2、柴油發(fā)動機溫度過高。由于發(fā)動機溫度過高，使活塞膨脹量過大，消除或者減小了缸配間隙，造成拉缸。a、冷卻系漏水、缺水；b、節(jié)溫器失效，無大循環(huán)，冷卻水無大循環(huán)，發(fā)動機運轉中，所產生的多余熱量不能通過散熱器散出，使發(fā)動機溫度過高，導致拉缸。c、供油提前角過小或噴油量過大，產生后燃，使發(fā)動機溫度過高，導致拉缸；3、經常低溫啟動。發(fā)動機低溫啟動時，潤滑油粘度大，流動性差，在氣缸內壁難以形成有效的油膜。4、燃油質量差，燃燒不完全形成較多燃燒殘渣，造成拉缸。（2）、主要拉缸原因通過活塞拉缸機理及以上常見原因分析，不難得出，拉缸主要原因取決于活塞及活塞環(huán)。無論是氣缸套的加工問題、發(fā)動機

5、自身溫度過高問題，還是發(fā)動機所使用的機油、柴油質量及裝機質量問題，最終拉缸還得歸根于活塞、活塞環(huán)上?；钊h(huán)作為活塞上的組成部件，分為氣環(huán)和油環(huán)，在高溫、高壓、高速、極難潤滑的環(huán)境中工作。以下方面都可以導致拉缸：1、活塞環(huán)開口間隙、背隙、側隙過小。a、制約了活塞與氣缸壁之間的潤滑，從而導致兩者摩擦力加大，若氣缸內積炭嚴重或裝配時清潔度不夠，都能造成活塞咬死，最終導致活塞拉缸；b、使活塞環(huán)失去彈性，加劇了氣缸套內壁的磨損，活塞環(huán)折斷卡死在環(huán)槽內，造成拉缸；壓振動沖擊力超過了活塞環(huán)材料的抗沖擊強度，引起活塞環(huán)折斷。其折斷一般發(fā)生在第一道環(huán)，其次是第二道環(huán)。2、活塞環(huán)開口間隙、背隙、側隙過大。a、減弱

6、氣缸密封性能，使活塞環(huán)竄氣量增大，嚴重時因漏氣破環(huán)了氣缸套與活塞之間的油膜，造成活塞拉缸；實例分析：一臺12v柴油發(fā)動機，開機負載50%，突然發(fā)動機轉速下降，運轉無力，功率減小，立即停車，隨即呼吸器中大量白煙。事后拆檢，a2缸活塞從銷座處斷裂，缸套被打壞、連桿從小頭端斷裂，對應機油冷卻噴嘴及主油道被不同程度的打壞。該機在短短幾分鐘內，就造成了如此大事故。經分析：活塞銷座承受活塞較大機械負荷，熱疲勞加大，導致活塞銷座局部裂紋，再在活塞慣性力的影響下，致使活塞從銷座處斷裂；活塞銷從銷座中脫落，此時活塞頂部開始偏缸，運動軌跡開始凌亂，因此破壞了活塞和氣缸壁之間的油膜，造成拉缸，再通過其復雜的運動，活

7、塞頂部抱缸，卡死在缸套內；脫落的連桿失去活塞的慣性力，只受曲軸牽引力作用，將氣缸套下端打壞，最終危害到機油冷卻噴嘴，并將連桿小頭端絞斷，殘余連桿，還繼續(xù)隨同曲軸運動，并將箱體打壞。四、防止發(fā)動機活塞拉缸的措施1、在活塞及活塞環(huán)的裝配中，要嚴格按照裝配工藝及技術要求進行：a、要仔細檢查各個零件的相關尺寸，剔除不合格品；b、活塞環(huán)的側隙、背隙、開口間隙及活塞銷孔和活塞銷之間的間隙，要符合技術要求，裝配活塞銷時不得用力敲擊裝配；c、正確選配活塞裙部與氣缸套之間的間隙，保證合適的缸配間隙（0.216-0.262mm）。2、活塞、連桿安裝到曲軸連桿頸上后，要對其偏擺位置進行檢查，不得超過技術要求，偏擺較

8、大發(fā)動機運轉中，活塞容易跑偏。3、氣缸套壓裝中，要用適當、均勻的力慢慢往下壓，不可沖擊壓裝，以免將氣缸套內徑壓裝變形。4對新機和大修后的發(fā)動機，一定要先經過磨合，即在保持良好潤滑的條件下，按照轉速由低到高，負荷從小到大的原則，認真按磨合規(guī)程操作，然后才能投入正式的負荷運轉。5、發(fā)動機運轉前，必須按規(guī)定檢查潤滑油、冷卻水是否符合規(guī)定，不足時需及時補足；檢查中還要注意潤滑油是否變質，如潤滑油已經變質應查明原因，排除后并更換潤滑油；空氣濾清器、機油濾清器等要定期檢查、更換。6、發(fā)動機運轉中，若遇有異常情況，如機油壓力低，水溫高，聲音異常、煙色異常等情況時，應及時停機、排除故障。五、總結通過以上論述、分析，可以很清晰地了解大功率柴油發(fā)動機的活塞拉缸問題。無論是從活塞拉缸的機理，還是拉缸的成因及拉缸形式，都有很明了的說明，最后還針對拉缸問題，進一步做出