鉆井柴油機拉缸故障分析及預防對策

張吉平　袁金磊　管寧　張釗　李二順　趙海　張洪君

摘 要 鉆井柴油機拉缸是柴油機運行中的常見故障，多發生在柴油機重載、高溫、進氣道雜質多、潤滑油臟、異物進入等情況下。當柴油機出現該故障時，應及時排除。本文分析了造成發動機拉缸的主要原因，闡述了鉆井柴油機拉缸預防對策。

關鍵詞 柴油機 活塞 拉缸

1造成發動機拉缸的主要原因

1.1冷卻水不足、氣缸套潤滑不良

水套里的冷卻水嚴重不足時，或放水螺塞松脫，冷卻水流盡，都會造成機溫過高。此時雖然潤滑系統沒問題。也會因為機件過熱破壞油膜，使缸套與活塞呈半干摩擦狀態，運轉吃力，冒黑煙，造成缸套與活塞拉傷。氣缸套潤滑油量不足，機油濃度過大或過小。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、摩擦嚴重而使其溫度過高。

1.2活塞與缸套配合間隙過大或過小

若配合間隙過大，活塞在往復運動中會出現擺頭現象，從而敲擊缸壁，破壞運動件的正常潤滑油膜，導致干摩擦而引起拉缸。若配合間隙過小，機器重載作業時又會因活塞受熱膨脹，使該間隙完全消失，造成活塞與缸套無油膜直接摩擦而發生拉缸。

1.3活塞環折斷或開口間隙小

活塞環裝入氣缸后，都留有一定的開口間隙。防止柴油機工作時受熱膨脹，拉壞缸套或卡死在缸套里。安裝前將環放在缸套內，用活塞頂推平，用塞規量好其開口間隙，尺寸小于規定。那種用起子撬著活塞環安裝活塞的方法，常會在安裝時就使活塞環折斷，試車時就將缸套拉傷。

1.4活塞銷與活塞的配合間隙過大或過小若配合間隙過小

活塞銷裝入后會擠壓活塞變形，從而破壞活塞與缸壁的正常配合，并引起拉缸。若配合間隙過大，柴油機高速運轉時活塞銷會在銷孔中來回竄動并撞壞卡簧或卡簧槽，導致活塞銷外竄而造成拉缸事故。

1.5活塞銷卡環損壞、脫落

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

1.6缸套的圓度或圓柱度超出允許范圍

缸套經長期使用后。若圓度或圓柱度超出技術標準的允許范圍，密封性便會大幅度下降，造成燃燒室內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滑油膜而引起拉缸。

1.7多缸柴油機噴油泵個別缸供油量過大

如果噴油泵個別缸供油量過大，進入燃燒室的柴油也就過多，在柴油機負荷較大時，造成該缸燃燒爆發壓力急劇增大，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，產生熔著磨損，引起拉缸。

1.8配氣及進排氣系統故障

配氣機構及進排氣系統出現故障后，造成排氣門不能及時關閉，燃燒室只進氣不排氣，燃油噴人燃燒室后產生爆燃，大量的熱量不能排除，造成進氣門燒損、化活塞等現象，進而引起拉缸。

1.9磨合不良

未經充分磨合便投入帶負荷運行。新機或大修后的柴油機，各運動件的實際接觸面積比設計要求小得多，若未經充分磨合就投入重負荷作業，各運動件會因單位面積的負荷過重而使配合面受傷，并容易發生拉缸事故。

2鉆井柴油機拉缸預防對策

2.1注意運行時的各狀態參數值

要密切注意柴油機的各工況參數與運行狀態。

（1）汽缸油注油量指標。相應指標應符合說明書的要求。太大的注油率，不但浪費汽缸油，增加運營成本，使部件處沉積物增多，引起活塞環粘著，使氣口因積碳而變窄等，還將導致掃氣箱著火。保持活塞環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指標。

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

（3）滑油指標。目前的活塞冷卻都是利用套管式的主機系統油冷卻，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，不良的冷卻會導致活塞頭過熱，進而導致拉缸。

（4）測示功圖。運行中要經常測取柴油機的P-V示功圖與P-Q功率圖，分析各缸的工作狀態和內部工況，及時進行調節是十分必要的。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，則需要對單缸油門或者VIT進行調節。

（5）做好柴油機的調整。柴油機運轉1000小時左右就需要對供油提前角進行檢查、調整，消除傳動件之間的磨損而造成的供油提前角的誤差，避免供油時間過晚，造成油耗增加。柴油機運行500h后，及時調整柴油機的氣門間隙、拆檢、校驗噴油器。經常檢查高壓油泵的工作情況，更換高壓油泵時，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節，應注意檢查燃油系統中的粗、細濾器。燃油離心分離是凈化燃油最有效的手段，正確選擇比重環的尺寸，油溫的加熱時間和最佳排油量，可以兩臺分油機并聯使用以保證油的質量。在燃油加裝時避免不同牌號的燃油混艙。為改善低質燃油的性能，添加燃油添加劑。

2.3良好的磨合

理想的磨合是關系到拉缸與否的重要因素。磨合時使用的滑油品質和數量也是磨合的關鍵因素之一。初期磨合是拉缸的高發期，在磨合期的負荷應由小到大，轉速由低到高，不要急于加大負荷運轉。

2.4選擇合適的氣缸潤滑油

柴油機氣缸油的選擇主要考慮含硫量、柴油機的換氣類型等，根據實際機型選擇合適堿值和粘度指數的潤滑油。

2.5加強冷卻系統維護

柴油機運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情況，水溫保持在要求的范圍內，大的溫差變化會加速橡皮圈的老化，還會使部件產生機械應力。定期對缸套水進行化驗處理和清洗冷卻系統水垢，避免柴油機冷卻系統異常高溫。柴油機停機要利用鍋爐的蒸汽或者電加熱對缸套、活塞頭等部位進行暖缸，避免缸套嚴重磨損，減少壁缸的熱應力。

3結束語

造成柴油機拉缸的因素很多，而且各種因素之間往往存在著相互影響和相互制約的關系，具有很大的不確定性。但根本原因就是潤滑不良和局部負載過大。因此，在使用和維護方面應嚴格按照要求進行，只有正確使用和維護柴油機，才能確保車輛有良好的技術狀況，確保車輛的安全運行，同時也才能延長車輛的使用壽命。