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国Ⅲ柴油机拉缸原因分析

【摘要】:柴油机出现拉缸故障的一般原因是:柴油机运行时温度过高、润滑不良或缸套与活塞的配合间隙过小。发生粘缸后,因零件温度较高,切忌加入冷水,以免激裂零件。因此,修理柴油机时应细心测量,选用分组记号相同的活塞缸套组件,使配合间隙保持在规定范围内。因此,在修理柴油机时,务必严格控制活塞销与活塞的配合间隙。

柴油机出现拉缸故障的一般原因是:柴油机运行时温度过高、润滑不良或缸套与活塞的配合间隙过小。具体分析如下。

1.冷却液不足

由于大量消耗、泄漏等引起冷却液量严重不足,或由于放水螺塞松脱使冷却液流尽,都会造成柴油机温度过高。此时,虽然润滑系统没有问题,也会因为零件过热破坏了油膜,使缸套与活塞呈半干摩擦状态,导致柴油机运转吃力、冒黑烟,最终造成气缸套与活塞拉伤。

2.气缸套润滑不良

气缸套机油量不足,机油粘度过大或过小,与活塞配合间隙过小等原因,会使气缸套表面因局部润滑不良、摩擦严重而使其温度过高。遇此情况应立即熄火,否则气缸套与活塞便会形成干摩擦,进而咬滞,形成粘缸。发生粘缸后,因零件温度较高,切忌加入冷水,以免激裂零件。此时应摇转曲轴,使其自行冷却。

3.活塞与气缸套配合间隙不正确

活塞与气缸套配合间隙过大,活塞在往复运动中会出现摆头现象,从而敲击气缸壁,破坏运动件的正常机油膜,导致干摩擦,进而引起拉缸;配合间隙过小,在大负荷运行时因活塞受热膨胀,会使间隙完全消失,成活塞与气缸套无油膜直接摩擦,从而发生拉缸。因此,修理柴油机时应细心测量,选用分组记号相同的活塞缸套组件,使配合间隙保持在规定范围内。使用中若发现油底壳下窜气严重,应及时检测活塞与气缸套的配合间隙,必要时进行镗缸或更换活塞缸套组件。

4.活塞环折断或开口间隙小

活塞环装入气缸后,都留有一定的开口间隙,以防止柴油机工作时受热膨胀,拉坏气缸套或卡死在气缸套里。安装前将活塞环放在气缸套内,用活塞顶推平,再用塞规测量开口间隙,若间隙小于规定值,应用锉刀锉去一些。将活塞连同活塞环装入气缸套时,一定要用专用工具。可用薄铁皮卷成筒将活塞环箍住,或用同型号的废气缸套车制成喇叭口形状的专用工具。那种用螺钉旋具撬着活塞环安装的方法不可取,容易使活塞环折断,导致试车时就将气缸套拉伤。安装组合环中的油环时更应使用专用工具,以防止圆刮环不能卡在环槽里,进入缸筒时翻倒将气缸套拉坏。

5.活塞销与活塞的配合间隙过大或过小

活塞销与活塞配合间隙过小,活塞销装入后会挤压活塞使之变形,从而破坏活塞与气缸壁的正常配合,引起拉缸;配合间隙过大,柴油机高速运转时,活塞销会在销孔中来回窜动,撞坏卡簧或卡簧槽,导致活塞销外窜,造成拉缸。因此,在修理柴油机时,务必严格控制活塞销与活塞的配合间隙。

6.活塞销卡环损坏、脱落

活塞销装入活塞后,不要忘记装上卡环,以免活塞销窜出拉伤气缸套。另外,活塞销卡环在工作中疲劳折断脱出,因张力不足从卡环槽内窜出,或因卡环槽损坏而脱出,都会造成拉缸故障。因此,应定期检查或更换卡环,同时检查活塞上的卡环槽是否完好,卡环在槽内应贴合牢靠。

活塞销与活塞销座孔之间的间隙过大,活塞销两端有窜动量,也会撞坏卡环或卡环槽。

7.气缸套圆度或圆柱度超出允许范围

气缸套经长期使用后,若圆度或圆柱度超出技术标准的允许范围,密封性便会大幅度下降,造成燃烧室内的高温、高压气体窜入活塞裙部,使其温度迅速上升,并破坏机油膜,进而引起拉缸。因此,应及时更换磨损超标的气缸套。有的柴油机无气缸套,其气缸孔是直接在气缸体上加工出来的,若气缸圆度或圆柱度超出允许范围,应进行镗缸并使用加大尺寸的活塞组件。

8.气缸套封水圈不符合技术要求

气缸套封水圈太细,气缸套装入机体后会因密封不严而向油底壳渗水;封水圈太粗,气缸套强行压入机体后会引起气缸壁变形,从而影响气缸套与活塞组件的正常配合,并易引起拉缸。因此,阻水圈的规格和弹性应符合技术要求,阻水圈装入气缸套后应高出气缸套外圆0.3~0.5mm。

9.磨合不良

新机或大修后的柴油机,各运动件的实际接触面积要比设计要求的小得多,若未经充分磨合就投入重负荷作业,各运动件会因单位面积的负荷过大而使配合面受伤,并容易发生拉缸事故。新机或修理后的柴油机,均需要进行空车磨合运转,以消除零件表面的加工刀痕,然后才能加大负荷运转。

为此,应严格遵照使用说明书的规定,分阶段地经过空转、轻载和重载磨合后方可投入满负荷作业。如果磨合不良,零件表面的加工刀痕未消除便加大负荷运转,会使局部表面因摩擦加剧而发热,导致拉缸事故的发生。

10.活塞连杆组对中不良或气缸套台肩上端面凸出量不符合要求

由于安装不当,活塞连杆组的中心线与气缸套中心线偏移过大,或者连杆沿活塞销方向产生弯曲变形,使活塞偏向一侧或歪斜,造成局部表面摩擦严重,温度过高,易发生拉缸。气缸套装入气缸体后,其台肩上端面应凸出气缸体上平面0.10~0.20mm,且各缸的误差应在0.04mm以内。凸出量不够,不能压实气缸垫,容易冲缸垫;凸出量过大,会导致气缸套变形,并引发拉缸。

11.柴油机过热运行

长时间超负荷运行,喷油泵供油时间过迟或供油量过大,机体水道内水垢过多或水泵泵水量不够,气温过高或散热不良,涡轮增压器转速不足或渗漏机油等,都会使柴油机温度迅速上升,从而破坏活塞与气缸壁的正常机油膜,引起拉缸故障。应让机器在额定负荷下工作,并定期清除冷却系统的水垢和风冷柴油机散热片上的污垢,检查和维护水泵与冷却风扇,正确调整供油时间,及时检修或更换失效的涡轮增压器。