鉆井柴油機(jī)拉缸故障分析及預(yù)防對(duì)策

張吉平　袁金磊　管寧　張釗　李二順　趙海　張洪君

摘 要 鉆井柴油機(jī)拉缸是柴油機(jī)運(yùn)行中的常見(jiàn)故障，多發(fā)生在柴油機(jī)重載、高溫、進(jìn)氣道雜質(zhì)多、潤(rùn)滑油臟、異物進(jìn)入等情況下。當(dāng)柴油機(jī)出現(xiàn)該故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)排除。本文分析了造成發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸的主要原因，闡述了鉆井柴油機(jī)拉缸預(yù)防對(duì)策。

關(guān)鍵詞 柴油機(jī) 活塞 拉缸

1造成發(fā)動(dòng)機(jī)拉缸的主要原因

1.1冷卻水不足、氣缸套潤(rùn)滑不良

水套里的冷卻水嚴(yán)重不足時(shí)，或放水螺塞松脫，冷卻水流盡，都會(huì)造成機(jī)溫過(guò)高。此時(shí)雖然潤(rùn)滑系統(tǒng)沒(méi)問(wèn)題。也會(huì)因?yàn)闄C(jī)件過(guò)熱破壞油膜，使缸套與活塞呈半干摩擦狀態(tài)，運(yùn)轉(zhuǎn)吃力，冒黑煙，造成缸套與活塞拉傷。氣缸套潤(rùn)滑油量不足，機(jī)油濃度過(guò)大或過(guò)小。與活塞配合間隙過(guò)小等原因，都會(huì)使氣缸套表面因局部潤(rùn)滑不良、摩擦嚴(yán)重而使其溫度過(guò)高。

1.2活塞與缸套配合間隙過(guò)大或過(guò)小

若配合間隙過(guò)大，活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中會(huì)出現(xiàn)擺頭現(xiàn)象，從而敲擊缸壁，破壞運(yùn)動(dòng)件的正常潤(rùn)滑油膜，導(dǎo)致干摩擦而引起拉缸。若配合間隙過(guò)小，機(jī)器重載作業(yè)時(shí)又會(huì)因活塞受熱膨脹，使該間隙完全消失，造成活塞與缸套無(wú)油膜直接摩擦而發(fā)生拉缸。

1.3活塞環(huán)折斷或開(kāi)口間隙小

活塞環(huán)裝入氣缸后，都留有一定的開(kāi)口間隙。防止柴油機(jī)工作時(shí)受熱膨脹，拉壞缸套或卡死在缸套里。安裝前將環(huán)放在缸套內(nèi)，用活塞頂推平，用塞規(guī)量好其開(kāi)口間隙，尺寸小于規(guī)定。那種用起子撬著活塞環(huán)安裝活塞的方法，常會(huì)在安裝時(shí)就使活塞環(huán)折斷，試車時(shí)就將缸套拉傷。

1.4活塞銷與活塞的配合間隙過(guò)大或過(guò)小若配合間隙過(guò)小

活塞銷裝入后會(huì)擠壓活塞變形，從而破壞活塞與缸壁的正常配合，并引起拉缸。若配合間隙過(guò)大，柴油機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)活塞銷會(huì)在銷孔中來(lái)回竄動(dòng)并撞壞卡簧或卡簧槽，導(dǎo)致活塞銷外竄而造成拉缸事故。

1.5活塞銷卡環(huán)損壞、脫落

活塞銷裝入活塞后，不要忘記裝上卡環(huán)，以免活塞銷竄出拉壞缸套。另外，活塞銷卡環(huán)在工作中折斷脫出，或因活塞卡環(huán)槽損壞，卡環(huán)脫出，都會(huì)造成拉缸。或當(dāng)卡簧疲勞折斷或因張力不夠而從環(huán)槽內(nèi)竄出時(shí)，也會(huì)引起拉缸。

1.6缸套的圓度或圓柱度超出允許范圍

缸套經(jīng)長(zhǎng)期使用后。若圓度或圓柱度超出技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的允許范圍，密封性便會(huì)大幅度下降，造成燃燒室內(nèi)的高溫高壓氣體竄入活塞裙部，使其溫度迅速上升并破壞潤(rùn)滑油膜而引起拉缸。

1.7多缸柴油機(jī)噴油泵個(gè)別缸供油量過(guò)大

如果噴油泵個(gè)別缸供油量過(guò)大，進(jìn)入燃燒室的柴油也就過(guò)多，在柴油機(jī)負(fù)荷較大時(shí)，造成該缸燃燒爆發(fā)壓力急劇增大，燃燒惡化，活塞受熱膨脹，使活塞與缸套間超出正常的配合間隙，油膜遭到破壞，產(chǎn)生熔著磨損，引起拉缸。

1.8配氣及進(jìn)排氣系統(tǒng)故障

配氣機(jī)構(gòu)及進(jìn)排氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，造成排氣門不能及時(shí)關(guān)閉，燃燒室只進(jìn)氣不排氣，燃油噴人燃燒室后產(chǎn)生爆燃，大量的熱量不能排除，造成進(jìn)氣門燒損、化活塞等現(xiàn)象，進(jìn)而引起拉缸。

1.9磨合不良

未經(jīng)充分磨合便投入帶負(fù)荷運(yùn)行。新機(jī)或大修后的柴油機(jī)，各運(yùn)動(dòng)件的實(shí)際接觸面積比設(shè)計(jì)要求小得多，若未經(jīng)充分磨合就投入重負(fù)荷作業(yè)，各運(yùn)動(dòng)件會(huì)因單位面積的負(fù)荷過(guò)重而使配合面受傷，并容易發(fā)生拉缸事故。

2鉆井柴油機(jī)拉缸預(yù)防對(duì)策

2.1注意運(yùn)行時(shí)的各狀態(tài)參數(shù)值

要密切注意柴油機(jī)的各工況參數(shù)與運(yùn)行狀態(tài)。

（1）汽缸油注油量指標(biāo)。相應(yīng)指標(biāo)應(yīng)符合說(shuō)明書的要求。太大的注油率，不但浪費(fèi)汽缸油，增加運(yùn)營(yíng)成本，使部件處沉積物增多，引起活塞環(huán)粘著，使氣口因積碳而變窄等，還將導(dǎo)致掃氣箱著火。保持活塞環(huán)最大清潔度與缸套最低的磨損量是衡量最佳的注油率的兩個(gè)指標(biāo)。

（2）排溫指標(biāo)。各缸的排煙溫度是否處于正常范圍內(nèi)，一般偏差應(yīng)控制在平均值5%之內(nèi)，排煙溫度反應(yīng)燃燒室熱負(fù)荷與機(jī)械負(fù)荷參數(shù)。油頭滴油、高壓油泵故障、燃燒室密封不好等都會(huì)引起排煙溫度的異常。

（3）滑油指標(biāo)。目前的活塞冷卻都是利用套管式的主機(jī)系統(tǒng)油冷卻，檢查其回油的流量與溫度，如果回油流量小且溫度高表示活塞冷卻不良，不良的冷卻會(huì)導(dǎo)致活塞頭過(guò)熱，進(jìn)而導(dǎo)致拉缸。

（4）測(cè)示功圖。運(yùn)行中要經(jīng)常測(cè)取柴油機(jī)的P-V示功圖與P-Q功率圖，分析各缸的工作狀態(tài)和內(nèi)部工況，及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)是十分必要的。P-V示功圖中若某缸壓縮壓力明顯比其他缸低，則表示燃燒室密封不良，可能是排氣閥燒蝕漏氣；P-Q功率圖中某缸圖形面積小，則表示此缸做功小，可能是油頭或高壓油泵故障；某缸爆壓太高，則需要對(duì)單缸油門或者VIT進(jìn)行調(diào)節(jié)。

（5）做好柴油機(jī)的調(diào)整。柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)1000小時(shí)左右就需要對(duì)供油提前角進(jìn)行檢查、調(diào)整，消除傳動(dòng)件之間的磨損而造成的供油提前角的誤差，避免供油時(shí)間過(guò)晚，造成油耗增加。柴油機(jī)運(yùn)行500h后，及時(shí)調(diào)整柴油機(jī)的氣門間隙、拆檢、校驗(yàn)噴油器。經(jīng)常檢查高壓油泵的工作情況，更換高壓油泵時(shí)，注意左右兩泵工作平衡。

2.2燃油方面

燃油的凈化是重要環(huán)節(jié)，應(yīng)注意檢查燃油系統(tǒng)中的粗、細(xì)濾器。燃油離心分離是凈化燃油最有效的手段，正確選擇比重環(huán)的尺寸，油溫的加熱時(shí)間和最佳排油量，可以兩臺(tái)分油機(jī)并聯(lián)使用以保證油的質(zhì)量。在燃油加裝時(shí)避免不同牌號(hào)的燃油混艙。為改善低質(zhì)燃油的性能，添加燃油添加劑。

2.3良好的磨合

理想的磨合是關(guān)系到拉缸與否的重要因素。磨合時(shí)使用的滑油品質(zhì)和數(shù)量也是磨合的關(guān)鍵因素之一。初期磨合是拉缸的高發(fā)期，在磨合期的負(fù)荷應(yīng)由小到大，轉(zhuǎn)速由低到高，不要急于加大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.4選擇合適的氣缸潤(rùn)滑油

柴油機(jī)氣缸油的選擇主要考慮含硫量、柴油機(jī)的換氣類型等，根據(jù)實(shí)際機(jī)型選擇合適堿值和粘度指數(shù)的潤(rùn)滑油。

2.5加強(qiáng)冷卻系統(tǒng)維護(hù)

柴油機(jī)運(yùn)行中要多檢查冷卻水的溫度和壓力，檢查各缸冷卻水的流動(dòng)情況，水溫保持在要求的范圍內(nèi)，大的溫差變化會(huì)加速橡皮圈的老化，還會(huì)使部件產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力。定期對(duì)缸套水進(jìn)行化驗(yàn)處理和清洗冷卻系統(tǒng)水垢，避免柴油機(jī)冷卻系統(tǒng)異常高溫。柴油機(jī)停機(jī)要利用鍋爐的蒸汽或者電加熱對(duì)缸套、活塞頭等部位進(jìn)行暖缸，避免缸套嚴(yán)重磨損，減少壁缸的熱應(yīng)力。

3結(jié)束語(yǔ)

造成柴油機(jī)拉缸的因素很多，而且各種因素之間往往存在著相互影響和相互制約的關(guān)系，具有很大的不確定性。但根本原因就是潤(rùn)滑不良和局部負(fù)載過(guò)大。因此，在使用和維護(hù)方面應(yīng)嚴(yán)格按照要求進(jìn)行，只有正確使用和維護(hù)柴油機(jī)，才能確保車輛有良好的技術(shù)狀況，確保車輛的安全運(yùn)行，同時(shí)也才能延長(zhǎng)車輛的使用壽命。