刘月梅 王庆贵
潍柴动力股份有限公司二号工厂 山东省潍坊市 261001
摘要：现代船舶发电柴油机因其发电机要求功率不大，转速较高，以及结构简单，因而均采用中、高速四冲程筒形活塞式柴油机。作为发电机的原动机，柴油机的运行好坏直接影响全船供电，是船用机械中重要组成部分。另外，船上各类机械及人员对电力的需求，船上不可一日无电，发电柴油机需长期运转。故柴油机内活塞，活塞环与缸套等燃烧室部件长期工作在十分恶劣的条件下，常会因润滑不良而导致柴油机故障。因此，本文对船舶柴油机拉缸故障原因分析及预防措施进行探讨。
关键词：船舶柴油机；拉缸；故障原因；预防措施
1拉缸故障简介
柴油机气缸的拉缸是由于活塞与缸套两个摩擦面之间缺乏润滑油膜，当柴油机在高负荷运行时，燃烧室爆压过大，某些区域产生热力凸起，该热力凸起点会逐渐扩展造成局部熔着、而熔着区域由于部件的相对运动又被撕脱，造成接触面产生硬化层，硬化层破裂产生的金属磨粒会造成相对运动的磨损，产生与气缸中心线平行的高低不平的磨痕，这就是“拉缸”，接触面严重的熔着磨损是造成拉缸的主要原因。
2柴油机拉缸机理
2.1磨粒磨损
它是由于机械杂质或摩擦面上的硬质突出物进入气缸形成磨粒，造成拉痕或深度拉伤。
2.2腐蚀磨损
润滑油脂具有保护摩擦表面的作用，但在高温环境中油脂与氧化合反应生成的酸性化合物对表面的腐蚀作用加快磨损速度。
2.3熔着磨损
这是拉缸时破坏性更大的磨损。是由于活塞、活塞环与气缸套之间的机油油膜遭到破坏，在高压力作用下，发生局部干摩擦而产生大量热引起金属显微的熔化、粘着、扯断，形成粗糙的表面，产生塑性变形从而加重磨损，直至拉缸。
3船舶柴油机拉缸故障原因分析
3.1柴油机温度高
柴油机在运转过程中经常处在超负荷下作业，有的柴油机因水垢过多，散热不好，长期处于高温下工作。当柴油机超过正常温度时，润滑油变稀，油膜不易形成，导致加速磨损。当缸套部位润滑油温度增高至200℃时，吸附性变差，金属表面就会充分暴露，给熔着磨损造成有利条件。
3.2个别气缸负荷大
由于多缸柴油机采用机械油泵，操纵拉杆拉动调速器改变弹簧的压力来控制柴油机转速（作为主机通常采用液压调速器），调速器拉杆拉动机械泵柱塞杆转动，增减供给燃烧的油量达到转速的稳定。如某缸的喷油量过多，将造成该缸的热负荷增大、温度过高甚至使得活塞熔化，出现拉缸故障。
3.3连杆、曲轴弯曲或扭曲
气缸中心线与曲轴中心线的垂直度超标，活塞销底孔中心线与连杆轴瓦中心线的平行度误差超标和气缸套（干式，下同）被压偏等，均可能使活塞向气缸的一侧倾斜，产生拉缸。连杆弯曲引起拉缸时，活塞表面上的拉伤部位一般在活塞销底孔附近或活塞裙部，且在连杆弯曲的方向最严重。
3.4冷却水泵损坏
强制冷却水在发动机水套和散热器之间进行循环靠的是冷却水泵，冷却水泵损坏冷却水就不能循环，发动机产生产热量也就没法通过水循环进行热量交换，从而引起发动机温度过高。
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3.5气缸套外径选择不当
气缸套外径过小，气缸套与气缸套底孔的过盈量过小，气缸套散热不良，发动机气缸内温度高，以致润滑油膜不能保持；气缸套外径过大，则气缸套与气缸套底孔的过盈量过大，导致在气缸套压装后与活塞的间隙过小。
3.6修理装配错误
修理装配错误时漏装活塞销挡圈或未完全装入槽内，发动机在工作时活塞销窜出刮伤缸套造成拉缸。安装时清洁工作差，把金属屑或硬物碎粒带进缸里也会引起拉缸。另外，活塞环装错、装反、漏装均可造成拉缸。活塞环有油环和气坏之分，油环主要是用来刮油，改善缸套润滑条件。气环主要是保证活塞与缸套的密封。根据工作条件以及承受压力的不同，各道气环在材料选用和结构设计方面有所不同，如把活塞环装错、装反或漏装均可造成密封不严或是没有刮油作用，使缸套内表面润滑条件恶化造成缺油引起拉缸。
4船舶柴油机拉缸的预防措施
4.1机器的台架磨合
新装配的或更换缸套与活塞环后的柴油机，在投入额定负荷运转之前，机器必须进行有效的磨合，磨合的目的是活塞环和缸套能相互密合，从而获得最大的有效功率。但是长时期的磨合，又很不经济，而急于高负荷的磨合运转，因新装配的气缸与活塞环密封性差，油膜容易吹烧掉，随之可能引起拉缸。
4.2气缸润滑油的选择
在磨合阶段，若润滑油供应不足或油质不适宜，则不易建立起均匀而连续的油膜，造成活塞环与缸套的磨损加剧，发展下去将造成拉缸。如果润滑油过多，既不经济，还会增加气缸内油污，沉积物增多，进、排气通道受阻，活塞环胶结，进而导致进气管或排气管着火，所以在一定的负荷与温度条件下应保持适量的油量。气缸润滑油的性能固然重要，但是更重要的还是气缸润滑油的清洁度以及碱值和燃油中硫分含量的匹配，这些因素将直接影响柴油机的可靠性和拉缸事故的产生。
4.3加强冷却系统维护
柴油机运行中要多检查冷却水的温度和压力，检查各缸冷却水的流动情况，水温保持在要求的范围内，大的温差变化会加速橡胶件的老化，还会使部件产生机械应力。定期对循环水进行化验处理和清洗冷却系统水垢，避免柴油机冷却系统异常高温。柴油机停机要利用锅炉的蒸汽或者电加热对缸套、活塞头等部位进行暖缸是十分必要的（65℃），暖缸有利于缸内发火，易于启动，还可以使润滑油均匀分布，避免缸套严重磨损，减少壁缸的热应力。
4.4在修理装配方面，必须严格遵守技术标准和工艺要求
第一，对换新用的零件必须逐个进行检测，把不符合标准的零部件剔除出去；第二，安装缸套时缸套要对准，压力作用在缸套正中且慢慢加压，勿用冲击力；第三，活塞、连杆和缸套按照分组进行装配；第四，安装活塞时各道环必须装准位置，不能装错、装反、漏装，注意方向性，有“Top”标记的一面朝上。同时，再装入缸套时必须清洁和在指定位置预先涂清洁的润滑油，各道环口应按规定错开，避免重口；第五，装配完毕，必须按工艺要求进行热磨合，试车磨合时应先低速运转，然后才中速运转，应注意响声、机油压力、水温等情况，在确定无异常后再正常试验性能。
结束语：
拉缸对柴油机而言是一个非常严重的故障，发生的原因也是多方面的，只要认真对故障原因进行统计分析， 在使用上，严格按照柴油机保养规程和使用注意事项执行，正确使用，及时维护，严格执行修理工艺要求，拉缸故障是完全可以避免的，这也是保证柴油机良好运行的一个重要措施。
参考文献：
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[2]船舶柴油机拉缸故障原因分析及预防措施[J].张维新.装备制造技术.2018(03)
[3]柴油机拉缸故障与维修措施分析[J].高长军.科技创业家.2014(03)
[4]某型柴油机拉缸故障原因分析与处理[J].陈永世，郑军，邵利民.装备制造技术.2013(12)
论文作者:刘月梅,王庆贵
论文发表刊物:《防护工程》2018年第25期
论文发表时间:2018/12/7
标签：柴油机论文; 活塞论文; 气缸论文; 活塞环论文; 磨损论文; 缸套论文; 故障论文; 《防护工程》2018年第25期论文;