钻井柴油机拉缸故障分析及预防对策

张吉平　袁金磊　管宁　张钊　李二顺　赵海　张洪君

摘 要 钻井柴油机拉缸是柴油机运行中的常见故障，多发生在柴油机重载、高温、进气道杂质多、润滑油脏、异物进入等情况下。当柴油机出现该故障时，应及时排除。本文分析了造成发动机拉缸的主要原因，阐述了钻井柴油机拉缸预防对策。

关键词 柴油机 活塞 拉缸

1造成发动机拉缸的主要原因

1.1冷却水不足、气缸套润滑不良

水套里的冷却水严重不足时，或放水螺塞松脱，冷却水流尽，都会造成机温过高。此时虽然润滑系统没问题。也会因为机件过热破坏油膜，使缸套与活塞呈半干摩擦状态，运转吃力，冒黑烟，造成缸套与活塞拉伤。气缸套润滑油量不足，机油浓度过大或过小。与活塞配合间隙过小等原因，都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。

1.2活塞与缸套配合间隙过大或过小

若配合间隙过大，活塞在往复运动中会出现摆头现象，从而敲击缸壁，破坏运动件的正常润滑油膜，导致干摩擦而引起拉缸。若配合间隙过小，机器重载作业时又会因活塞受热膨胀，使该间隙完全消失，造成活塞与缸套无油膜直接摩擦而发生拉缸。

1.3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。防止柴油机工作时受热膨胀，拉坏缸套或卡死在缸套里。安装前将环放在缸套内，用活塞顶推平，用塞规量好其开口间隙，尺寸小于规定。那种用起子撬着活塞环安装活塞的方法，常会在安装时就使活塞环折断，试车时就将缸套拉伤。

1.4活塞销与活塞的配合间隙过大或过小若配合间隙过小

活塞销装入后会挤压活塞变形，从而破坏活塞与缸壁的正常配合，并引起拉缸。若配合间隙过大，柴油機高速运转时活塞销会在销孔中来回窜动并撞坏卡簧或卡簧槽，导致活塞销外窜而造成拉缸事故。

1.5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，以免活塞销窜出拉坏缸套。另外，活塞销卡环在工作中折断脱出，或因活塞卡环槽损坏，卡环脱出，都会造成拉缸。或当卡簧疲劳折断或因张力不够而从环槽内窜出时，也会引起拉缸。

1.6缸套的圆度或圆柱度超出允许范围

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润滑油膜而引起拉缸。

1.7多缸柴油机喷油泵个别缸供油量过大

如果喷油泵个别缸供油量过大，进入燃烧室的柴油也就过多，在柴油机负荷较大时，造成该缸燃烧爆发压力急剧增大，燃烧恶化，活塞受热膨胀，使活塞与缸套间超出正常的配合间隙，油膜遭到破坏，产生熔着磨损，引起拉缸。

1.8配气及进排气系统故障

配气机构及进排气系统出现故障后，造成排气门不能及时关闭，燃烧室只进气不排气，燃油喷人燃烧室后产生爆燃，大量的热量不能排除，造成进气门烧损、化活塞等现象，进而引起拉缸。

1.9磨合不良

未经充分磨合便投入带负荷运行。新机或大修后的柴油机，各运动件的实际接触面积比设计要求小得多，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重而使配合面受伤，并容易发生拉缸事故。

2钻井柴油机拉缸预防对策

2.1注意运行时的各状态参数值

要密切注意柴油机的各工况参数与运行状态。

（1）汽缸油注油量指标。相应指标应符合说明书的要求。太大的注油率，不但浪费汽缸油，增加运营成本，使部件处沉积物增多，引起活塞环粘着，使气口因积碳而变窄等，还将导致扫气箱着火。保持活塞环最大清洁度与缸套最低的磨损量是衡量最佳的注油率的两个指标。

（2）排温指标。各缸的排烟温度是否处于正常范围内，一般偏差应控制在平均值5%之内，排烟温度反应燃烧室热负荷与机械负荷参数。油头滴油、高压油泵故障、燃烧室密封不好等都会引起排烟温度的异常。

（3）滑油指标。目前的活塞冷却都是利用套管式的主机系统油冷却，检查其回油的流量与温度，如果回油流量小且温度高表示活塞冷却不良，不良的冷却会导致活塞头过热，进而导致拉缸。

（4）测示功图。运行中要经常测取柴油机的P-V示功图与P-Q功率图，分析各缸的工作状态和内部工况，及时进行调节是十分必要的。P-V示功图中若某缸压缩压力明显比其他缸低，则表示燃烧室密封不良，可能是排气阀烧蚀漏气；P-Q功率图中某缸图形面积小，则表示此缸做功小，可能是油头或高压油泵故障；某缸爆压太高，则需要对单缸油门或者VIT进行调节。

（5）做好柴油机的调整。柴油机运转1000小时左右就需要对供油提前角进行检查、调整，消除传动件之间的磨损而造成的供油提前角的误差，避免供油时间过晚，造成油耗增加。柴油机运行500h后，及时调整柴油机的气门间隙、拆检、校验喷油器。经常检查高压油泵的工作情况，更换高压油泵时，注意左右两泵工作平衡。

2.2燃油方面

燃油的净化是重要环节，应注意检查燃油系统中的粗、细滤器。燃油离心分离是净化燃油最有效的手段，正确选择比重环的尺寸，油温的加热时间和最佳排油量，可以两台分油机并联使用以保证油的质量。在燃油加装时避免不同牌号的燃油混舱。为改善低质燃油的性能，添加燃油添加剂。

2.3良好的磨合

理想的磨合是关系到拉缸与否的重要因素。磨合时使用的滑油品质和数量也是磨合的关键因素之一。初期磨合是拉缸的高发期，在磨合期的负荷应由小到大，转速由低到高，不要急于加大负荷运转。

2.4选择合适的气缸润滑油

柴油机气缸油的选择主要考虑含硫量、柴油机的换气类型等，根据实际机型选择合适碱值和粘度指数的润滑油。

2.5加强冷却系统维护

柴油机运行中要多检查冷却水的温度和压力，检查各缸冷却水的流动情况，水温保持在要求的范围内，大的温差变化会加速橡皮圈的老化，还会使部件产生机械应力。定期对缸套水进行化验处理和清洗冷却系统水垢，避免柴油机冷却系统异常高温。柴油机停机要利用锅炉的蒸汽或者电加热对缸套、活塞头等部位进行暖缸，避免缸套严重磨损，减少壁缸的热应力。

3结束语

造成柴油机拉缸的因素很多，而且各种因素之间往往存在着相互影响和相互制约的关系，具有很大的不确定性。但根本原因就是润滑不良和局部负载过大。因此，在使用和维护方面应严格按照要求进行，只有正确使用和维护柴油机，才能确保车辆有良好的技术状况，确保车辆的安全运行，同时也才能延长车辆的使用寿命。