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船用柴油机拉缸故障及分析
来源:湖南康明斯工程机械设备有限公司
日期:2016/7/18 16:44:47
浏览次数:2137

拉缸现象是船用柴油机在生产、运行工作中一种危害性很大也很常见的发动机故障。湖南发电机用户反应分分快三平台,拉缸时候产生的磨损量很大,可达到正常磨损的几十甚至几百倍。柴油机的拉缸根据损伤的程度轻缓不同可以分为擦伤分分快三平台、划伤和咬死等几种故障。前两者是属于轻微的拉缸行为,通?分分快三平台?勺孕行薷捶址挚烊教ǚ址挚烊教?。若及时发现情况分分快三平台,排除故障,可以避免大的漏洞和损失分分快三平台。若拉缸逐步严重分分快三平台,造成活塞与汽缸壁粘连,轻者损坏活塞和汽缸分分快三平台分分快三平台,重者咬死活塞分分快三平台分分快三平台,活塞卡死在缸套里分分快三平台,柴油机熄火分分快三平台分分快三平台,摇转曲轴不动。而拉断活塞或连杆、打坏机器、以致造成重大事故分分快三平台分分快三平台。因此对柴油机拉缸故障的形成机理进行分析,找出早期预报和正确的应对措施分分快三平台分分快三平台,对柴油机正确管理使用,提高可靠性和延长使用寿命,以及提高管理人员对故障的排除应变能力分分快三平台,都有很重要的意义。

  所谓拉缸现象就是在柴油机的运转过程中的故障分分快三平台,发生拉缸现象的时候,外部迹象表现为

     1、发动机声音沉闷分分快三平台分分快三平台、异常分分快三平台,有哒哒哒或吭吭吭地异常声响分分快三平台分分快三平台。

      2分分快三平台分分快三平台分分快三平台、发动机有震动现象。

     3分分快三平台、缸套和活塞拉伤,在压缩和作功行程时汽缸中发生串气现象、串机油严重分分快三平台分分快三平台、油消耗量增加。

     4分分快三平台、温度异常分分快三平台。排气温度上升分分快三平台分分快三平台分分快三平台分分快三平台、冷却水温度升高、润滑油温度明显提高分分快三平台,转速不稳定分分快三平台分分快三平台、启动困难分分快三平台分分快三平台分分快三平台,曲柄箱出口冒烟,运转无力分分快三平台分分快三平台,功率不足分分快三平台,柴油机功率下降分分快三平台分分快三平台。
  拉缸产生后分分快三平台,应将活塞连杆取下分分快三平台分分快三平台,观察活塞—环—汽缸壁工作表面沿活塞运动方向出现的片状或者条状的兰色条纹,形成一定面积的拉毛,其表面硬度比原基体组织有所增高分分快三平台分分快三平台。并伴随有变色(暗红或发蓝)的现象分分快三平台,甚至活塞环折断、卡死分分快三平台、拉断活塞或连杆分分快三平台分分快三平台、打坏机器分分快三平台。
  众所周知,船用柴油机是一种热能动力机械,工作条件十分恶劣分分快三平台分分快三平台,承受着较高的热负荷和机械负荷分分快三平台分分快三平台。燃烧室是柴油燃烧和工质膨胀的场所,活塞分分快三平台、缸套及汽缸盖等是构成燃烧室的主要零部件,其所处的工作环境是高温分分快三平台、高压以及带有化学腐蚀性的混合油气直接作用于燃烧室组件分分快三平台。若维护保养不好,则拉缸故障时有发生分分快三平台。
  现代研究表明分分快三平台,柴油机活塞(环)—缸套的润滑状态处在混合润滑模型状态分分快三平台,即有时处于流体润滑状态分分快三平台、有时处于边界润滑状态分分快三平台。拉缸故障产生的内部机理笼统地说是汽缸内壁与活塞环、活塞之间的工作表面具有一定的硬度和表面粗糙度,在一定温度条件下相互配合工作分分快三平台分分快三平台分分快三平台分分快三平台,机油起着润滑、冷却、清洗和密封的作用分分快三平台分分快三平台。
  若由于某种原因分分快三平台,油膜变薄或遭到破坏分分快三平台,因润滑不良出现干摩擦或半干摩擦分分快三平台,造成局部高温粘附磨损的过程分分快三平台分分快三平台。而活塞与缸套之间的润滑油膜恶化中断是产生拉缸的必要前提。由于活塞与缸套之间的润滑油膜一旦中断分分快三平台分分快三平台,则两者表面的金属由原来的液体摩擦变成固体间的干摩擦或半干摩擦分分快三平台,由于摩擦副表面的高速运动产生的摩擦热分分快三平台,这样的热量积累的高温会超过金属的熔点分分快三平台,引起活塞或活塞环与缸套表面发生显微熔化、撕脱并最终焊接在一起分分快三平台》址挚烊教?分分快三平台;钊硕绷奖砻嫒酆傅阌直桓昧Τ抖侠嬷淙捶址挚烊教ǎ庋统鱿至艘桓霰砻娴牟牧献起じ皆诹硪换嫔闲纬杉嵊膊慊蛲崖湮チ?分分快三平台分分快三平台分分快三平台。如果油膜能及时得到补救恢复分分快三平台,可起到清洗和冷却作用分分快三平台,则温度下降分分快三平台,微小熔着部分脱落而不会扩展分分快三平台,如果油膜恢复迟缓分分快三平台,熔着扩展将导致大范围异常磨损分分快三平台分分快三平台,缸壁分分快三平台、活塞分分快三平台,活塞环急速受到严重损伤,在缸壁表面上呈现熔融流动状态,显出不均匀分分快三平台、不规则边缘的沟痕和褶皱分分快三平台,持续发展而产生拉缸分分快三平台。另外分分快三平台,从发动机机油和空气管路进入摩擦区的硬质微粒造成的损坏分分快三平台,也会促进拉缸情况的发生分分快三平台分分快三平台。
  另一些学者则认为“摩擦界面温度升高导致粘着分分快三平台分分快三平台,摩擦副表面的强烈摩擦导致硬化表面的强烈摩擦导致硬化相的破裂甚至折断等因素是产生拉缸的根本原因分分快三平台。拉缸首先在接触载荷较大的局部区域发生分分快三平台分分快三平台,再进一步扩展,从磨损机理来看是从正常磨损到严重磨粒磨损的突变分分快三平台?分分快三平台!?br/>  影响拉缸产生的因素很多,很复杂,而各种因素之间往往存在着相互影响和相互制约的关系分分快三平台分分快三平台分分快三平台,具有不确定性。但根本原因就是润滑不良和局部负载过大分分快三平台分分快三平台。大的方面可以概括起来为:活塞组和汽缸套的结构设计问题分分快三平台;工艺水平问题分分快三平台;安装质量问题分分快三平台;磨合运转程序问题分分快三平台;润滑油的选择分分快三平台分分快三平台分分快三平台;燃油的处理以及使用和维护等方面的问题。而每一个方面的原因都有很多分分快三平台分分快三平台,例如:仅其中之一活塞组方面的原因就可能有:

     (1)活塞材料选择或热处理不当分分快三平台;活塞表面对硬度对拉缸有极大的影响,如果活塞热处理过程中升温速率分分快三平台分分快三平台、淬火温度和保温时间等某一参数稍有偏差分分快三平台分分快三平台分分快三平台分分快三平台,则会产生表面硬度低,活塞的内应力不能完全消除分分快三平台分分快三平台,使活塞金相组织处于不稳定状态分分快三平台分分快三平台,当活塞质软分分快三平台,热膨胀系数大、高温时强度差分分快三平台,发动机在高速运转分分快三平台分分快三平台、机器温度升高分分快三平台、机油稀薄的情况下,活塞受力面的合金很容易熔化分分快三平台,使摩擦阻力增大分分快三平台,导致发动机自动熄火分分快三平台分分快三平台分分快三平台分分快三平台,熄火瞬间可能形成粘缸分分快三平台,如果熄火频繁分分快三平台,汽缸很快就会被粘积的铝合金层破坏分分快三平台,形成串气分分快三平台分分快三平台,串烟分分快三平台分分快三平台,最后形成拉缸分分快三平台。

     (2)活塞结构设计不合理;由于活塞在工作中受热变形分分快三平台分分快三平台分分快三平台,所以为了使活塞在工作中能有一个合理的形状分分快三平台,有理想的贴合面,所以某些活塞有个锥体分分快三平台分分快三平台分分快三平台分分快三平台,而设计不合理的锥度无法保证在大负荷下弥补活塞由于受热、受力而产生的变形分分快三平台分分快三平台,拉痕为三角形和八字形的拉缸活塞分分快三平台,可能与锥度过小有关分分快三平台分分快三平台》址挚烊教ǚ址挚烊教?分分快三平台;褂新梁辖鸹钊诠ぷ鞴讨杏捎谑苋燃笆芰徒鹗舴植疾痪仍?,会造成活塞在活塞销轴线方向伸长分分快三平台,为了使活塞在工作时候膨胀留变形余地分分快三平台分分快三平台,在制造加工时候将活塞做成椭圆形。

      (3)活塞过热分分快三平台,导致活塞过热又有许多因素分分快三平台,包括喷油时刻太早分分快三平台分分快三平台,冷却水损失分分快三平台分分快三平台、水垢太多,水泵停转等造成冷却不足或完全没有分分快三平台分分快三平台,缸套过热保不住油膜,缸套与活塞呈半干摩擦状态,运转吃力,密封不好造成串气等因素分分快三平台分分快三平台。单就其中某一因素来说分分快三平台,如果水垢过多过厚分分快三平台,汽缸水套变成隔热层分分快三平台,当发动机转速升高,温度上升分分快三平台分分快三平台,负荷加重而需要迅速散热的时候分分快三平台,水垢不但不能迅速传热,反而起到保温的作用分分快三平台分分快三平台。因此分分快三平台分分快三平台,发动机汽缸的热量不能迅速传递到循环水中去,从而导致机体温度升高,由于机体温度过高分分快三平台分分快三平台分分快三平台,使活塞热膨胀量超过最大值,将配缸间隙完全消除分分快三平台分分快三平台,造成拉缸分分快三平台,此外,润滑油在高温下变得稀薄,使活塞环和汽缸壁之间的摩擦系数增大分分快三平台,表面粗糙度增大,而造成拉缸。

      (4)配缸间隙大小等分分快三平台?;钊推椎淖芭浼湎妒茄细癜凑展娑ǖ?,间隙大了冷车时候会“敲缸”,同时可能造成串气分分快三平台、串油等分分快三平台分分快三平台;间隙小了热车时可能会“拉缸”分分快三平台分分快三平台,因此装配活塞时应严格控制其配缸间隙分分快三平台。有关柴油机产生拉缸的具体外部原因和影响因素较多分分快三平台分分快三平台,这里就不一一列举分分快三平台。下面我们根据拉缸后结果出发,分析出一些针对性有建设性的意见分分快三平台。
  柴油机在使用过程中对有经验的操作者来说,可根据拉缸的种种迹象采取应急措施分分快三平台分分快三平台。一般正确的操作方法是:先减速运行分分快三平台,然后逐渐卸去负荷分分快三平台,再过渡到停车状态分分快三平台。停车后还应在未完成冷却前盘一两次车,防止汽缸被咬死分分快三平台分分快三平台。
  具体步骤如下:

      1分分快三平台分分快三平台分分快三平台,将操纵手柄退回一格或者数格分分快三平台分分快三平台,从而减少供油分分快三平台分分快三平台,降低主机运转速度。

      2、使用专用工具把事故发生的汽缸油泵柱塞抬起,使该缸暂时停止喷油。

     3、摇动该缸的注油器分分快三平台,加强活塞与汽缸之间的润滑分分快三平台。

     4分分快三平台分分快三平台、打开该缸的示功阀,释压放出汽缸内的气体及污物。

     5、加强活塞的冷却分分快三平台,以便把活塞的热量部分带走分分快三平台分分快三平台分分快三平台,防止活塞与缸套咬死分分快三平台分分快三平台分分快三平台。切不可加强缸套的冷却分分快三平台,否则汽缸冷却收缩分分快三平台,把活塞咬死分分快三平台分分快三平台,引发更大事故分分快三平台分分快三平台。
  拉缸产生的因素是多方面的,而针对某一具体拉缸的情况有各种不同的原因分分快三平台,针对这些原因应采取的对策也各不相同分分快三平台。下面举一些典型的情况进行分析分分快三平台。
  如有发现异常磨损分分快三平台分分快三平台分分快三平台分分快三平台、划痕严重,有外界硬微粒成为磨料等状况分分快三平台,可能的原因是:

     (1)燃油系统不清洁分分快三平台分分快三平台;(2)汽缸润滑油系统不清洁分分快三平台分分快三平台分分快三平台;(3)启动空气系统不清洁分分快三平台;(4)零件加工阶段清洁处理不好分分快三平台分分快三平台。
  此时建议采取的对策:维护好润滑系统分分快三平台分分快三平台,防止机械杂质和积碳混入机油和燃油内分分快三平台分分快三平台,在使用中对三滤(机油滤清器分分快三平台、燃油滤清器和空气滤清器)要及时而且正确的维护和清洗分分快三平台分分快三平台。加强装配的清洁度分分快三平台,严防灰尘吸入汽缸内分分快三平台分分快三平台。
  如有发现活塞裙部擦伤的状况,那么可能的原因是:(1)活塞裙部结构设计不合理分分快三平台;(2)活塞材料选择不当,热处理方式不当,材料线膨胀系数大;(3)配缸间隙过小分分快三平台分分快三平台分分快三平台。
  我们建议采取的对策是:正确履行磨合工艺分分快三平台,其中包括冷磨合、空载热磨合等等分分快三平台。对活塞的结构进行重新设计或适当切削拉缸的部位分分快三平台分分快三平台;选用合适的活塞材料;选用适当的热处理工艺;选择正规厂家生产的汽缸分分快三平台分分快三平台、活塞组件,并配以适当间隙的活塞环。
  如发现活塞环卡死分分快三平台,胶结等情况发生,那么可能的原因是:(1)活塞环间隙过蟹址挚烊教?分分快三平台?;(2)活塞环严重积碳(汽缸润滑油质量不好或油量过多);(3)活塞头部过热(活塞冷却不良)分分快三平台;(4)超负荷工作分分快三平台。
  可以采取的对策是:正确选择活塞环的开口间隙和边间隙分分快三平台,使用合适的润滑油分分快三平台分分快三平台,定期更换润滑油并保证一定的液面高度;注意检查刮油环的情况分分快三平台,从而保证能在缸壁上形成油膜分分快三平台。改善活塞的冷却条件分分快三平台分分快三平台,清理冷却系统中的污垢分分快三平台分分快三平台分分快三平台,保证最好的冷却效果分分快三平台;合理操作使用发动机分分快三平台分分快三平台,不超负荷工作分分快三平台分分快三平台分分快三平台。
  另外,注意主机的冷却适中分分快三平台分分快三平台,保持正常的工作温度分分快三平台分分快三平台分分快三平台分分快三平台,避免主机长时间超负荷运行分分快三平台分分快三平台分分快三平台。参照柴油机使用说明,定期拆开检查分分快三平台分分快三平台分分快三平台、清洗分分快三平台分分快三平台、更换易受损部件分分快三平台。
  以上处理方法分分快三平台分分快三平台,主要围绕拉缸涉及的成因入手分析分分快三平台,而采取的对策针对原因展开分分快三平台,我们应该从基础和根本上加强对柴油机严谨科学的系统设计分分快三平台分分快三平台分分快三平台,合理细致的维护保养和规范的管理使用,并进一步提高柴油机燃烧室各零部件的润滑质量分分快三平台,才是防止、避免发生柴油机拉缸故障的最佳方法分分快三平台分分快三平台。


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