1黑龍江省航務(wù)勘察設(shè)計院 黑龍江哈爾濱 150001；

2黑龍江省航運(yùn)救撈站 黑龍江哈爾濱 150001

摘要：主要介紹了柴油機(jī)拉缸現(xiàn)象及其產(chǎn)生的機(jī)理、影響因素、預(yù)防措施等情況。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī)拉缸；機(jī)理；對策

拉缸是柴油機(jī)一種不為常見的故障，它是發(fā)動機(jī)活塞與缸套之間或活塞環(huán)與缸套之間發(fā)生的一種嚴(yán)重磨損損傷，屬于粘著磨損的一種。拉缸產(chǎn)生磨損量很大，可達(dá)正常磨損的幾十倍之多。拉缸一般多發(fā)生在柴油機(jī)試車磨合階段，在正常工作時也偶有發(fā)生。

1 拉缸表象

1.1 聲音-異常。柴油機(jī)振動突然加劇，有嗒嗒嗒或吭吭吭地異常聲響。

1.2 溫度-異常。排氣、冷卻水及潤滑油溫度都有明顯升高。

1.3 排煙-異常。打開曲軸箱蓋板等地方出現(xiàn)冒白煙或黑煙現(xiàn)象。

1.4 轉(zhuǎn)速-不穩(wěn)。常表現(xiàn)為轉(zhuǎn)速自動下降，嚴(yán)重時可使柴油機(jī)停車，此時氣缸可能咬死。

柴油機(jī)拉缸后，在氣缸表面可發(fā)現(xiàn)其表面有片狀或條狀蘭色條紋，并形成一定面積的拉毛，其表面硬度比原基體組織有所增高，這是由于在拉缸瞬間產(chǎn)生的局部高溫引起奧氏體轉(zhuǎn)變而形成的。值得說明的是，氣缸產(chǎn)生磨粒磨損時其表面也會產(chǎn)生拉傷條紋，但其顏色仍與原基體組織相同。

2 柴油機(jī)產(chǎn)生拉缸的機(jī)理

中小型柴油機(jī)，氣缸壁與活塞之間的潤滑是靠飛濺來實現(xiàn)的，工作條件不夠理想，故有時不能形成油膜保護(hù)其摩擦表面，易產(chǎn)生干摩擦。由于摩擦副表面的高速運(yùn)動，又產(chǎn)生很高的摩擦熱，這種熱量積累使其局部溫升高，當(dāng)達(dá)到金屬熔點(diǎn)時，在兩接觸處產(chǎn)生金屬顯微熔接，相當(dāng)于焊熔在一起。因活塞運(yùn)動又會被該力拉開隨之冷卻，這樣就出現(xiàn)了一個表面的材料轉(zhuǎn)移粘附在另一滑動面上，形成堅硬層或脫落為磨料。若形成的是堅硬層時，其表面的粗糙組織會繼續(xù)刮傷其摩擦表面，使拉傷范圍繼續(xù)擴(kuò)大，深度也加深，當(dāng)發(fā)展一定程度時至使柴油機(jī)停車，兩摩擦表面金屬燒熔到一起，就形成咬缸現(xiàn)象。

拉缸從金屬微觀形態(tài)上分析，可認(rèn)為是摩擦副雙方原子鍵的熔接和分離過程。如果摩擦副之間沒有產(chǎn)生油膜，勢必發(fā)生金屬與金屬直接接觸，在界面上會形成粘著結(jié)點(diǎn)。當(dāng)摩擦副運(yùn)動時，這種原子鍵的聯(lián)接又會脫開，其結(jié)果使材料從一方轉(zhuǎn)移到另一方上去，形成材料轉(zhuǎn)移過程，在這個過程中常常也會形成磨粒脫落。拉缸實質(zhì)就是這種粘著磨損發(fā)展到比較嚴(yán)重的結(jié)果。

3 影響拉缸的幾方面因素

影響柴油發(fā)動機(jī)拉缸的因素很復(fù)雜，其根本原因是潤滑不良和局部載荷過大等問題，因此，影響因素主要概括為以下幾個方面。

3.1潤滑情況的影響

活塞頭部溫度很高，油膜易被燒損。若刮油環(huán)刮油作用過甚，也會使表面難以形成油膜導(dǎo)致干摩擦。故有些刮油環(huán)上開有縱向槽，保證刮油不過量，可有效防止拉缸現(xiàn)象。

3.2工作條件的影響

柴油機(jī)在磨合期磨合質(zhì)量對拉缸產(chǎn)生有很大關(guān)系，未經(jīng)磨合或磨合不好時，其磨合表面沒有形成有利的工作狀態(tài)，此時若投入全負(fù)荷工作易產(chǎn)生拉缸；經(jīng)過磨合的氣缸，當(dāng)工況變化過于劇烈：如處于低速空載時加載到滿負(fù)荷的時間過于短促，也易引起拉缸；柴油機(jī)在散熱不良或缺水狀態(tài)下工作時，當(dāng)氣缸工作產(chǎn)生的熱量多于散出的熱量時，熱平衡被破壞，溫升加快，溫度增高，氣缸表面油膜燒壞而產(chǎn)生拉缸；在裝配柴油機(jī)時，若活塞與缸壁間隙過小或活塞連桿組件的對中性不好時，均易產(chǎn)生摩擦熱繼而形成拉缸。

3.3材質(zhì)及結(jié)構(gòu)設(shè)計方面的因素

發(fā)動機(jī)氣缸套的材質(zhì)對拉缸的產(chǎn)生有直接的關(guān)系，據(jù)研究如基體鐵素體過多時易產(chǎn)生拉缸。在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，如氣缸及活塞的剛性主要影響在瞬時沖擊力作用下其裙部與缸套的接觸狀態(tài)，特別是在長期高負(fù)荷工況下工作，活塞處于高溫膨脹狀態(tài)，其受熱變形后的輪廓形狀及此時與缸套的配合情況更為重要。

4 拉缸的應(yīng)急處理及預(yù)防對策

柴油機(jī)在使用過程中對有經(jīng)驗的操作者來說，可根據(jù)拉缸的種種跡象采取應(yīng)急措施。一般正確的操作方法是：先減速運(yùn)行，然后逐漸卸去負(fù)荷，再過渡到停車狀態(tài)。停車后還應(yīng)在未完全冷卻前盤一兩次車，防止氣缸被咬死。

根據(jù)前面分析影響拉缸的各種因素，也不難找出預(yù)防拉缸的措施。

4.1對大修后的發(fā)動機(jī)一定要正確履行磨合工藝，其中包括冷磨合、空載熱磨合等等，這對預(yù)防拉缸和防止過快磨損、延長柴油機(jī)使用壽命都有重要的意義。

4.2要注意保證柴油機(jī)的潤滑及冷卻。在潤滑方面應(yīng)注意定期更換潤滑油并保證一定的液面高度。注意檢查刮油環(huán)的情況，從而保證能在缸壁上形成油膜。在冷卻方面應(yīng)注意清理冷卻系統(tǒng)中的污垢，保證冷卻效果良好。

4.3在維修裝配時除要檢查缸壁間隙外，還應(yīng)檢查活塞在氣缸中的對中性，防止由于活塞的傾斜而拉傷缸壁。

4.4如果條件允許，也可采取一些表面處理工藝。

4.4.1經(jīng)磷化處理的缸套，由于表面形成一層較軟的多孔性的保護(hù)膜，這種膜具有良好的吸附能力，良好的貯油性及工作時的自潤性，提高了發(fā)動機(jī)磨合效果及抗拉缸能力。

4.4.2高磷合金鑄鐵缸套，在澆鑄時由于內(nèi)壁冷卻速度較慢，往往析出較粗大的石墨，石墨剝落后形成針孔狀，這種多孔性有利于表面的自潤能力，有利于提高抗拉缸能力。氣缸套有時采用多孔性鍍鉻也是出于同樣目的。