Z12V190B型柴油机的拉缸问题的分析与解决

【摘要】本文通过对维修后的柴油机出现拉缸故障的分析，进一步阐述了柴油机出现拉缸的现象和各种原因，为现场操作人员及时处理此类故障提供指导，从而避免更为严重的事故发生。

【关键词】柴油机；拉缸

一、引言

柴油机拉缸就是指活塞、活塞环与缸套内表面之间因相互作用被损伤，在气缸壁内部出现一些深浅不一的纵向沟槽，同时在活塞环外表也会出现碳黑磨损的现象。柴油机拉缸现象在生产中经常会出现，遇到这些故障怎样识别判断和排除一直是设备管理者关注的问题。

二、背景分析

柴油机在工作中发出“咄咄”、“哒哒”等不正常的干摩擦声，或油、冷却水、排气温度都显著升高，或曲轴箱冒烟，转速自动下降等现象时，就可以判断柴油机发生了拉缸。

中原油田钻四在2011年有一台Z12V190B型柴油机在使用约500小时后，出现如下现象：机油温度偏高、呼吸器处有大量废气排出、柴油机功率下降现象；此现象表明此台柴油机发生了拉缸故障。公司每年都会出现几起拉缸的故障。因此，很有必要分析一下出现此类故障的主要原因，以便使操作者在使用维护中有针对性地进行预防。

三、Z12V190柴油机拉缸故障原因分析

1、柴油机拉缸故障分析

通过对该台柴油机拆检，发现第6缸的气缸壁出现拉伤、沟槽，结合造成拉缸的几类原因进行检测，从而确定发生拉缸的具体原因。下面是初步检查的过程：装配时气缸间隙符合要求；单一气缸出现拉缸且是冷却条件较好的6缸，可排除活塞膨胀系数过高的可能性；柴油机修理后水温正常，排除温度过高的原因；新装空气滤清器完好，排除杂质进入气缸形成磨料磨损的原因；油品质合格且活塞没有积炭。因其余各缸完好，所以主要考虑气缸套与活塞连杆组方面的原因。

2、缸套方面的原因

由于是个别缸发生拉缸故障，排除缸套制造和材质的因素。缸套使用机械压入，安装完成后对气缸都进行过测量，圆度误差、圆柱度误差均符合标准，故予以排除。

3、活塞连杆组方面的原因

（1）检查活塞销卡环，完好；（2）检查活塞销与活塞、连杆铜套之间的配合，符合标准；（3）检查活塞环，未发现活塞环断裂；（4）检查缸内积炭，活塞环未因积炭卡滞；（5）检查活塞环间隙是否过小，符合装配要求；（6）检查连杆是否弯曲、扭曲变形。

通过连杆检验器进行检测，运用百分表测量试棒两端，发现连杆垂直方向平行度误差超过标准规定值0.03mm。因为连杆弯曲值超标后，会导致活塞发生偏缸。活塞在缸套内往复运动过程中形成为干摩擦，因接触面积过小，摩擦产生的高温难以散发，使活塞与活塞环间熔化粘结，形成拉缸。

四、柴油机拉缸故障的原因综合因素分析

造成拉缸的因素主要包括：使用操作、维修装配、配件质量等三个方面，具体如下：

1、使用过程方面的因素

（1）活塞环因积炭卡死；（2）活塞环断裂；（3）空滤器失效，尘土等颗粒状硬质磨料进入气缸；（4）活塞销卡环脱落；（5）柴油机温度过高，油粘度降低难以形成油膜。（6）油品质变差；（7）柴油机经常处于高负荷工况（8）长期冷车大油门操作；（9）新车或更换缸套、活塞、活塞环后，未经很好磨合或初期磨合运转效果不好就直接在高负荷下运转；（10）柴油机在过低温度下启动后没有经过充分暖机就带高负荷运转；（11）起车前没有盘车或用预供油泵预供油，造成缸壁不良。

2、造成拉缸在维修装配方面的因素

（1）活塞环间隙过小；（2）活塞销卡环装配不当；（3）活塞销铜套铰削偏差致使活塞销与连杆轴颈平行度偏差过大导致偏缸；（4）连杆轴承装配不当；（5）连杆弯曲、扭曲程度超标；（6）气缸套变形；（7）配缸间隙过小；（8）曲轴轴向间隙过大。

3、造成拉缸在 配件质量方面的因素

（1）缸套、活塞、活塞环制造精度差；（2）零件材质差；（3）活塞膨胀系数大；（4）活塞环弹力过大。

五、柴油机拉缸故障的综合解决措施

1、维修方面

（1）定期检查清洗油道、水道，以避免柴油过热或不良。

（2）清洗、检测待装零件，装配过程中要严格按照装配工艺规程操作，应符合维修技术标准。

（3）检查连杆弯曲、扭曲度，超标应予以校正。本案例中如果在换新缸套前对旧缸套进行磨损情况的检查，对连杆进行弯曲情况的检验，就可以及时发现个别气缸的弯曲变形，可避免事故的发生。

（4）镶装气缸套后注意检测气缸套尺寸，应符合技术标准。

（5）铰配活塞销铜套不得偏斜，以避免偏缸。

（6）正确装配活塞销卡簧，强力下降的应予以更换。

（7）未装活塞环时将活塞连杆组装入气缸以检查是否偏缸。

（8）正确调整供油提前角。

（9）新装空气滤清器。

（10）对大修后或更换了主要运动件的发动机，一定要按规定进行良好的磨合试运转，严禁未经磨合就满负荷运行。

2、使用操作方面

（1）定期更换机油。

（2）及时校验喷油器，以免喷油器滴油、漏油而造成缸壁油膜的破坏。

（3）必须按规定对“三滤”进行认真清洗和更换，避免硬质颗粒进入气缸，具体有：①采用复合式空气滤清器，每250小时必须更换滤芯并用压缩空气吹净积尘器和旋流管，对于风沙大地飞，应适当缩短保养时间，以保证滤清器的滤清效果。②柴油机每运转250小时或机油滤清器进出口油压压力差达到196kPa以上时，必须更换机油滤芯，以免造成机油油性能下降。③柴油机每运转250小时，必须清洗或更换柴油滤芯，保证燃油的清洁，以减少缸内积碳的产生。

（4）合理操作柴油机，避免冷车大油门、长时间高负荷等危害性操作。

六、结论

柴油机使用不科学、维护保养不良等是诱发柴油机拉缸的重要原因；要提高发动机的使用质量，关键在于提高操作人员和修理人员的技术水平，特别是在科学技术飞速发展，新技术、新材料、新工艺广泛应用的当今时代，如果不重视对修理及操作人员的技术培训和知识更新，不但难以完成一些新型柴油机的正常维修，甚至无法保证基本的修理质量、使用效率。

参考文献

[1]中高速大功率柴油机故障诊断与排除

[2]张新德，刘淑华.柴油发动机工作原理[M].北京：机械工业出版社，2010

[3]母忠林.柴油机维修典型案例240例[M].北京：化学工业出版社，2010

[4]190系列柴油机使用维护手册