柴油機拉缸故障的診斷與排除

柴油機拉缸故障的診斷與排除

摘要了解和掌握柴油機各系統(tǒng)常見故障及排除方法，對分析和排除柴油機綜合性故障有重大意義�？偨Y(jié)了柴油機拉缸的主要征兆，分析了發(fā)生拉缸的原因，提出了防止拉缸的工藝措施及發(fā)生拉缸故障時的應(yīng)急措施與維修排除。

關(guān)鍵詞柴油機拉缸；征兆；原因；防止；排除

中圖分類號s219.07文獻(xiàn)標(biāo)識碼b文章編號1007-5739（201*）04-0199-01

隨著農(nóng)機化事業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，越來越多的農(nóng)民購買了用柴油機作動力的農(nóng)用機具，如拖拉機等。柴油機由不同的系統(tǒng)所組成，柴油機功能的發(fā)揮依賴于各系統(tǒng)功能的正常及各系統(tǒng)的有機聯(lián)系。某一系統(tǒng)出現(xiàn)故障，必然對整機功能的發(fā)揮造成影響，而整機出現(xiàn)綜合性故障，也必然是某一系統(tǒng)或多系統(tǒng)不正常所致。因此，了解和掌握各系統(tǒng)常見故障及排除方法，對分析和排除整機綜合性故障有重大意義�，F(xiàn)就柴油機拉缸故障的診斷與排除，談?wù)務(wù)J識和體會。

拉缸是柴油機活塞組件與缸套配合工作面相互劇烈的作用（干摩擦），在工作表面產(chǎn)生拉毛、劃痕、擦傷、裂紋或咬死的損傷現(xiàn)象。它是在有潤滑條件下的程度不同的粘著磨損。拉缸輕時使缸套、活塞組件受損，嚴(yán)重時造成惡性機損事故。近年來，隨著柴油機增壓壓力和單缸功率的提高，缸套和活塞組件的熱負(fù)荷和機械負(fù)荷大增，再加上高粘度劣質(zhì)燃油的使用等，使拉缸更易發(fā)生。1拉缸的征兆

拉缸故障的主要征象是：缸筒與活塞表面有嚴(yán)重劃痕、刮傷或燒傷，嚴(yán)重時活塞卡死在汽缸套內(nèi)，導(dǎo)致柴油機突然熄火。具體表現(xiàn)如下：

（1）柴油機轉(zhuǎn)速下降，功率減小，嚴(yán)重時會自行停車；停車后搖車?yán)щy或搖不動車。

（2）柴油機運轉(zhuǎn)聲音不正常，發(fā)出“吭吭”聲或“嗒嗒”聲。（3）排煙溫度、冷卻水溫度和潤滑油溫度顯著升高。（4）曲柄箱或掃氣箱冒煙或著火，可嗅到油焦味。

（5）吊缸檢查，可以發(fā)現(xiàn)氣缸套和活塞環(huán)、活塞工作表面呈藍(lán)色或暗紅色，有縱向拉痕；缸套、活塞環(huán)，甚至活塞裙異常磨損，磨損量和磨損率很高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常值。2發(fā)生拉缸的原因

（1）材料不匹配。如鍍鉻環(huán)與鍍鉻缸套不匹配。

（2）氣缸套潤滑不良。氣缸套潤滑油量不足，機油粘度過大或過小，與活塞配合間隙過小等原因，都會使氣缸套表面因局部潤滑不良、摩擦嚴(yán)重而使其溫度過高。

（3）缸套和活塞過熱。由于柴油機長時間超負(fù)荷運轉(zhuǎn)、冷卻水量不足或中斷、活塞環(huán)嚴(yán)重漏氣、噴油正時過晚引起后燃等原因，均會造成氣缸套和活塞過熱，導(dǎo)致拉缸事故的發(fā)生。

（4）磨合不良。新裝或修理后的柴油機，均需要進(jìn)行空車磨合運轉(zhuǎn)，以消除零件表面的加工刀痕，然后才能加大負(fù)荷運轉(zhuǎn)。如果磨

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柴油機活塞“拉缸、燒頂”故障的診斷與處理

發(fā)動機，特別是柴油機，拉缸和活塞燒頂是較為常見的故障之一。發(fā)動機（柴油機）拉缸和活塞燒頂大多發(fā)生在活塞頂部和第一、二道活塞環(huán)槽處，損壞形式主要有頂面燒熔、穿孔、麻"style="float:right;clear:both;top:0;vertical-align:top;">

發(fā)動機，特別是柴油機，拉缸和活塞燒頂是較為常見的故障之一。發(fā)動機（柴油機）拉缸和活塞燒頂大多發(fā)生在活塞頂部和第一、二道活塞環(huán)槽處，損壞形式主要有頂面燒熔、穿孔、麻坑和頂部周圍處的鍵槽狀缺口、塌陷�；钊麩�頂將導(dǎo)致高溫燃?xì)飧Z入曲軸箱、加速潤滑的氧化變質(zhì)、汽缸密封性變差、壓縮比下降、燃油燃燒過程變壞、發(fā)動發(fā)動機，特別是柴油機，拉缸和活塞燒頂是較為常見的故障之一。發(fā)動機（柴油機）拉缸和活塞燒頂大多發(fā)生在活塞頂部和第一、二道活塞環(huán)槽處，損壞形式主要有頂面燒熔、穿孔、麻坑和頂部周圍處的鍵槽狀缺口、塌陷�；钊麩�頂將導(dǎo)致高溫燃?xì)飧Z入曲軸箱、加速潤滑的氧化變質(zhì)、汽缸密封性變差、壓縮比下降、燃油燃燒過程變壞、發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟(jì)性下降；嚴(yán)重時活塞開裂破碎，損壞缸套、連桿、曲軸、機體等零部件。綜合各類發(fā)動機拉缸或活塞燒頂?shù)奈恼陆榻B，發(fā)動機（柴油機）拉缸和活塞燒頂?shù)脑�因大致有以下幾個方面：

一、造成發(fā)動機（柴油機）拉缸和活塞燒頂?shù)闹饕�因�?.使用和保養(yǎng)方面的原因

（1）柴油機經(jīng)常在全負(fù)荷工作時突然停機；（2）柴油機潤滑油有問題（3）柴油機柴油有問題

（4）柴油機低速運轉(zhuǎn)時間太長

（5）柴油機噴油泵油量太大或供油不均勻（6）柴油機噴油嘴工作不良（7）柴油機長時間超負(fù)荷運行（8）柴油機起動即投入全負(fù)荷運行2.零部件和調(diào)整方面的原因（1）活塞缸套質(zhì)量有問題（2）活塞頂間隙不對（3）供油提前角不對（4）機油冷卻噴嘴損壞（5）其它調(diào)整原因

二、柴油機拉缸和活塞燒頂故障原因及排除方法（1）柴油機經(jīng)常在全負(fù)荷工作時突然停機柴油機經(jīng)常在全負(fù)荷工作時突然停車，由于柴油機在全負(fù)荷工作"style="float:right;clear:both;top:0;vertical-align:top;">二、柴油機“拉缸”和活塞“燒頂”故障原因及排除方法（1）柴油機經(jīng)常在全負(fù)荷工作時突然停機柴油機經(jīng)常在全負(fù)荷工作時突然停車，由于柴油機在全負(fù)荷工作時，汽缸內(nèi)部的溫度瞬間可達(dá)201*K以上，全負(fù)荷停機后，個別汽缸由于正處在膨脹沖程，缸內(nèi)溫度仍然行高，可達(dá)1000K以上；此時，如果沒有及時采取措施轉(zhuǎn)動發(fā)動機排除廢氣，則該缸活塞可能就會出現(xiàn)局部燒熔。重新起動發(fā)動機投入全負(fù)荷工作后，數(shù)分鐘之內(nèi)該缸活塞就會出現(xiàn)嚴(yán)重的燒頂故障。排除方法：

首先要避免柴油機在全負(fù)荷作業(yè)時出現(xiàn)突然停機故障，如果出現(xiàn)類似故障，一定要立即轉(zhuǎn)動柴油機曲軸數(shù)圈，或用起動馬達(dá)拖動柴油機運轉(zhuǎn)數(shù)次，每次5－6s時間，并盡快判斷突然柴油機停機原因。

注意：在未判明故障原因之前，不要盲目重新啟動柴油機。（2）柴油機潤滑油有問題如果潤滑油選用不合適，如低溫時選用了高溫用油，或潤滑油長時間沒有更換，使發(fā)動機起動時的潤滑條件變得惡劣。如果此時柴油機未充分預(yù)熱即投入全負(fù)荷工作，可能導(dǎo)致發(fā)動機產(chǎn)生拉缸故障。

如果選用了劣質(zhì)潤滑油或質(zhì)量等級很低的潤滑油，也可能由于潤滑不良，加速汽缸磨損，曲軸箱廢氣壓力增大，使燃燒室機油和積碳增多而導(dǎo)致活塞拉缸或燒頂。曲軸箱廢氣閉式循環(huán)系統(tǒng)更應(yīng)特別注意這個問題。排除方法：

嚴(yán)格按要求選用柴油機潤滑油。

根據(jù)季節(jié)的不同，選用不同牌號的潤滑油。如果潤滑油選擇得不合適，將造成柴油機的嚴(yán)重?fù)p壞。選用潤滑油的一般要求是：在確認(rèn)了潤滑油的質(zhì)量等級之后，夏季高溫區(qū)使用高溫潤滑油（如40、50、60等），冬季嚴(yán)寒區(qū)使用低溫潤滑油（如0W、5W、10W等）。其它地區(qū)使用混合潤滑油（15W/40、20W/40等）。按照使用說明要求選用潤滑油的質(zhì)量等級，可以選用比使用說明書規(guī)定高的潤滑油，但決不能選用低于使用說明書要求的潤滑油（比如：使用說明書要求使用CD級潤滑油，可以選用CE、CF質(zhì)量等級的潤滑油，不能選用CC、CB等質(zhì)量等級的潤滑油）。(責(zé)任編輯：華全動力)（3）柴油機燃油有問題劣質(zhì)燃油，經(jīng)噴油器噴射后的霧化質(zhì)量差，噴注中油粒的平均直徑大，一方面是柴油機的滯燃期延長，當(dāng)柴油機一旦著火，其壓力"style="float:right;clear:both;top:0;vertical-align:top;">（3）柴油機燃油有問題

劣質(zhì)燃油，經(jīng)噴油器噴射后的霧化質(zhì)量差，噴注中油粒的平均直徑大，一方面是柴油機的滯燃期延長，當(dāng)柴油機一旦著火，其壓力升高率迅速升高，從而使柴油機工作粗暴，甚至產(chǎn)生敲缸；另一方面使后燃增加，排氣溫度升高，冒黑煙，同時嚴(yán)重污染燃燒室，所產(chǎn)生的不完全燃燒產(chǎn)物有一些混入汽缸壁的潤滑油中，在活塞環(huán)槽里堆積，堵塞了槽壁,柴油發(fā)電機組，使活塞環(huán)卡死，破壞了燃燒室的密封，導(dǎo)致燃?xì)庑孤�。泄漏的高溫燃�(xì)饪赡軣�掉汽缸壁上潤滑油膜，使活塞的潤滑狀況更加惡化，這就大大增加拉缸或活塞燒頂?shù)奈ｋU性。排除方法：

嚴(yán)格按照使用要求選用合格燃油，如果受到條件限制，沒有高質(zhì)量的燃油時，必須注意燃油濾芯的保養(yǎng)。

（4）柴油機低速運轉(zhuǎn)時間太長

柴油機長時間低速無負(fù)荷運轉(zhuǎn)，由于整體溫度低，各運動部位的間隙相對較小，會加劇相關(guān)運動部件的磨損。如果活塞環(huán)與缸套的磨損過大，會使機油上竄燃燒室，會導(dǎo)致柴油機工作無力、冒藍(lán)煙、燃燒室積碳增多，大負(fù)荷工作時容易造成柴油機出現(xiàn)拉缸或活塞燒頂?shù)墓收稀?/p>

排除方法：避免柴油機低速無負(fù)荷長時間運轉(zhuǎn)，一般情況下，柴油機怠速運轉(zhuǎn)不要超過30min。冬季使用更應(yīng)注意此類問題。（5）柴油機噴油泵油量太大或供油量不均勻

柴油機各缸供油量和供油時間如果不均勻，將會使部分汽缸燃燒過程惡化，形成積炭或嚴(yán)重后燃，柴油燃燒的熱量不能用來作功，而使部分汽缸內(nèi)的活塞頂溫度過高，導(dǎo)致材料熱疲勞而燒熔。油量太大是造成的拉缸或活塞燒頂?shù)闹饕�原因之一�?/p>

排除方法：

嚴(yán)格按照技術(shù)要求調(diào)整噴油泵供油量，保證各缸油量誤差不大于2%。并定期檢查和校對供油量。

（6）柴油機噴油嘴工作不良

當(dāng)噴油嘴出現(xiàn)滴油、二次噴射、霧化不良等情況時，活塞頂積油處局部溫度過高，熱應(yīng)力增大，以致燒蝕。噴油嘴霧化不良、滴油還會導(dǎo)致柴油機工作時冒黑煙。

排除方法：

定期檢查調(diào)整噴油嘴，按要求校對噴油壓力。(責(zé)任編輯：華全動力)（7）柴油機長時間超負(fù)荷運行發(fā)動機長時間超負(fù)荷超速運行，或發(fā)動機散熱不良時，活塞長期受過高熱應(yīng)力和機械應(yīng)力作用，易于疲勞燒蝕，容易產(chǎn)生拉"style="float:right;clear:both;top:0;vertical-align:top;">（7）柴油機長時間超負(fù)荷運行

發(fā)動機長時間超負(fù)荷超速運行，或發(fā)動機散熱不良時，活塞長期受過高熱應(yīng)力和機械應(yīng)力作用，易于疲勞燒蝕，容易產(chǎn)生拉缸。排除方法：避免柴油機長時間全負(fù)荷工作，全負(fù)荷全速運行時間一段時間（車用機30min左右、工程機械用機1h左右）后應(yīng)降速冷卻3－5min。這對延長柴油機的使用壽命是十分重要的。

（8）柴油機起動即投入全負(fù)荷運行

柴油機起動即投入全負(fù)荷工作，此時柴油機溫度低，活塞缸套的間隙很小，加之潤滑狀況

不好，極易造成拉缸。排除方法：

無論是夏季還是冬季，柴油機啟動后都不要立即高轉(zhuǎn)速或帶負(fù)荷運轉(zhuǎn)，冬季尤其要注意。柴油機啟動后應(yīng)該在怠速或低速（800～1000r/min）無負(fù)荷運轉(zhuǎn)3min（夏季）到5min（冬季），然后才開始帶負(fù)荷工作，且逐步加大致全負(fù)荷工作。

（9）活塞缸套質(zhì)量有問題如果活塞鑄造時存在氣孔、疏松、微裂紋、夾渣等缺陷，在高溫高壓作用下，這些氣孔、疏松、微裂紋會成為疲勞源而導(dǎo)致疲勞損壞；活塞中的夾渣首先熔化，造成活塞燒熔。排除方法：

選用原廠或質(zhì)量過硬的活塞。（10）活塞頂間隙不對

如果裝配時，活塞頂間隙調(diào)整不正確，會影響柴油機的壓縮比，無論頂間隙大還是小，都可能導(dǎo)致柴油機產(chǎn)生拉缸或活塞燒頂故障。如果壓縮比偏小，會使壓縮壓力和溫度降低，燃油燃燒速度減慢，后燃增多，柴油機可能過熱。如果壓縮比偏大，會使壓縮壓力和溫度增大，柴油機操負(fù)荷運行，同樣造成柴油機過熱。排除方法：柴油機裝配時，嚴(yán)格按要求調(diào)整活塞頂間隙并嚴(yán)格按照缸蓋螺栓擰緊要求緊固。(責(zé)任編輯：華全動力)（11）供油提前角不對噴油提前角不對，無論推遲或提前，都將導(dǎo)致燃油燃燒不完全，柴油機工作不極易造成柴油機過熱，產(chǎn)生拉缸或活塞燒頂故障。排"style="float:right;clear:both;top:0;vertical-align:top;">（11）供油提前角不對

噴油提前角不對，無論推遲或提前，都將導(dǎo)致燃油燃燒不完全，柴油機工作不極易造成柴油機過熱，產(chǎn)生拉缸或活塞燒頂故障。排除方法：嚴(yán)格按要求調(diào)整噴油提前角。（12）機油冷卻噴嘴損壞

有些大功率發(fā)動機機體上設(shè)有機油冷卻噴嘴，通過向活塞內(nèi)腔噴射機油以幫助冷卻散熱。如果機油冷卻噴嘴堵塞，活塞就會積熱升溫，也易導(dǎo)致活塞燒頂。機油冷卻噴嘴故障導(dǎo)致拉缸或活塞燒頂具有規(guī)律性。即如果某缸總是拉缸或燒頂，在排除了其它原因之后,濰柴發(fā)動機，則該缸機油冷卻噴嘴一定有問題（堵塞或損壞）。排除方法：

更換機油冷卻噴嘴或使用專用工具校對噴孔位置。（13）其它調(diào)整原因

進(jìn)氣溫度太高－進(jìn)氣溫度太高，導(dǎo)致進(jìn)入氣缸的空氣溫度增加，柴油機將出現(xiàn)過熱現(xiàn)象，長時間工作后將可能導(dǎo)致拉缸或活塞燒頂故障�；钊�頂部積炭嚴(yán)重。活塞頂部的積炭使活塞頂局部過熱并產(chǎn)生高溫，當(dāng)局部高溫超過材料的熔點時，就會將活塞頂部燒熔形成熔洞。

活塞環(huán)膠結(jié)或斷裂�；钊�環(huán)膠結(jié)或斷裂會導(dǎo)致活塞環(huán)不能與缸壁緊密貼合，活塞頂?shù)臒崃坎荒芗皶r傳走，同時還會引導(dǎo)高溫氣體下竄，結(jié)果使活塞頂及活塞環(huán)槽部位因過熱而燒蝕。發(fā)動機產(chǎn)生爆震。發(fā)動機工作中，活塞頂部要承受燃燒爆發(fā)力的周期性機械沖擊，其瞬時沖擊力可達(dá)7.0MPa，直接作用于活塞頂上的沖擊力可達(dá)100kN以上。如果發(fā)動機產(chǎn)生爆震，其沖擊力將會成倍上升�；钊�頂在熱應(yīng)力和周期性燃燒爆發(fā)力的作用下，產(chǎn)生熱疲勞和機械疲勞，最終導(dǎo)致燒熔和開裂。而發(fā)動機產(chǎn)生爆震的原因主要是供油時間或點火時間過早、汽缸內(nèi)積炭過多、壓縮比過高、活塞頂上形成熾熱點引起早燃、所用汽油辛烷值過低等。根據(jù)上述這些導(dǎo)致活塞燒頂?shù)脑�因分析可以知道，預(yù)防柴油機拉缸或活塞燒頂?shù)年P(guān)鍵是加強對發(fā)動機的維護(hù)保養(yǎng)，使發(fā)動機始終保持良好的技術(shù)狀態(tài)，避免發(fā)動機產(chǎn)生過熱、積炭、爆燃爆震現(xiàn)象；正確裝配和使用，避免發(fā)動機長期超負(fù)荷工作。

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