柴油发动机的拉缸诊断与维修技术

2010.4 ·责任编辑： 技术Technique使用维修 不安全因素，操作时必须格外小心。 而且此种结构过于 简单，分离时传动带易于脱落，沾上泥水容易打滑；安装 时柴油机必须熄火，否则易发生危险；传动带局部磨损 严重，寿命低。 另外，滑移时导轨上使用的润滑油有的会 导致水田的污染。 建议强制推行固定动力、在第一轴增加摩擦片式离 合器的机型，即可消除这一结构缺陷，增加安全性能。 分析多年以来发生的单轮耕整机事故，虽有制造质 量低劣的原因，但根本原因还在于结构上有缺陷。 随着 社会科技的发展，耕整机这一在南方水稻产区耕整地作 业发挥了重大作用的独特机具也将完成它的历史使命， 被更优秀的机具所取代。 ● 柴油机汽缸因受高温高压气体的推动、爆振或活塞 剧烈的摩擦都会使缸壁拉伤，并在汽缸壁上沿活塞运行 的方向出现一条条深度不等的沟槽和金属剥落杂质，从 而影响柴油机正常工作，此现象称为“拉缸”。 这是在无 外来物的情况下，由于活塞环外面与汽缸表面滑动接 触时，在极小的表面上产生很高的温度，进而引起活塞 环与汽缸壁之间烧熔、粘着。 当烧熔、粘着所产生的热量 散失后，在活塞环上产生碳化物。 这种碳化物或烧熔、粘 着生成物就像一把锋利的刀具， 将汽缸壁上的金属切 去，从而形成一道道深浅不规则的沟槽。 常见柴油机出现拉缸后，转速下降，功率减小，严重 时会自行停车。 停车后可出现摇车困难或摇不动车；柴 油机发出沉重的不正常声音；冷却水温度、汽缸温度、机 油温度明显升高；曲轴箱冒烟，可嗅到油焦味等现象。 柴油机发生拉缸故障时，首先应降低负荷，减小油 门，必要时应卸去柴油机的负荷，然后停车。 停车后放掉 冷却水，用减压装置打开气阀，摇动手柄转动飞轮，排出 汽缸内的燃气，此时不得向冷却水箱内加注冷水，以防 汽缸套突然收缩把活塞卡死在汽缸中。 最后卸下活塞连 杆组，检查活塞和汽缸套表面的磨损情况，可用细砂布 局部磨光。 查找并排除造成拉缸的原因后方可开车。 （1）冷却水不足、汽缸套润滑不良。 水套里的冷却水 由于大量消耗、泄漏严重不足时，或放水螺塞松脱，冷却 水流尽，都会造成机温过高。 此时润滑系统，会因为机件 过热，破坏了油膜，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。 汽缸套润滑油量不 足，机油浓度过大或过小，与活塞配合间隙过小等原因， 都会使汽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，缸套与活塞便会 形成干摩擦，进而咬滞，形成粘缸。 粘缸后，机件正热，切 忌加冷水，以免激裂零件；应摇转曲轴，使其自行冷却， 然后修复。 （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。 为此，修理柴油机时应细心地测量，选 用分组记号相同的活塞缸套组件，使其配合间隙保持在 技术范围内。 使用柴油机时，若发现油底壳下窜气 严重，则应及时活塞与缸套的配合间隙，必要时镗 缸修复或更换活塞缸套组件。 （3）活塞环折断或开口间隙小。 活塞环装入汽缸后， 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，应 用锉刀锉去一些。 活塞连同活塞环往缸套里安装时，一 定要用专用工具。 用薄铁皮卷成筒将活塞环箍住，或用 同型号的废缸套车制的喇叭口形状的专用工具。 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。 组合环中的油环往缸 套里安装时，要使用专用工具，防止油环不能卡在环槽 柴油发动机的拉缸诊断与维修技术 王春华 （杭州市农业技术学校） 1 拉缸的特征 2 拉缸的常见原因及维修 王庭茂 163 责任编辑：· 2010.4 技术Technique使用维修 里，进入缸筒时翻倒，将缸套拉坏。 （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 油机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。 因此，在 修理柴油机时，对活塞销与活塞的配合间隙务必严格控 制在技术规定的尺寸内。 （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。 修理柴油机时应定 期检查或更换卡簧，同时查看活塞上的卡簧环槽是否完 好，注意卡簧在槽内是否牢靠、贴合。 活塞销卡环损坏、 脱落的原因：卡环疲劳折断；卡环张紧力不够，在环槽中 活动，将环槽磨大后窜出；活塞销与销座孔间隙过大，活 塞销两端有窜动量，撞坏卡环或环槽。 （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。应及早更换磨损超标的缸套。另外，有的柴油机 无缸套，其汽缸孔是直接在缸体上加工而成的，若汽缸 的圆度或圆柱度超出允许使用范围，则应镗缸并配加大 尺寸的活塞配件。 （7）缸套阻水圈不符合技术要求。 若阻水圈太细，缸 套装入机体后会因密封不严而向油底壳渗水。 若阻水圈 太粗，缸套强行压入机体后会引起缸壁变形，从而影响 到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，阻水圈装入缸套后 应高出其外圆缸套配合面 0.3～0.5 mm。 （8）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 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。 新装或修理后的柴油机，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，应严格遵照机器使用说明的规定，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。 （9）活塞连杆组对中不良或缸套台肩上端面凸出量 不对。 由于安装不当，活塞连杆组的中心线与汽缸套中 心线偏移过大， 或者连杆沿活塞销方向产生弯曲变形， 使活塞偏向一边或歪斜，造成局部表面摩擦严重，温度 过高。 缸套装入机体后，其台肩上端面应凸出缸体平面 0.10～0.20 mm，且各缸的误差应在 0.04 mm以内。 若凸出 量不够，则不能压严缸垫而容易冲缸垫。 若凸出量过大， 就会导致缸套变形并引发拉缸。 （10）柴油机过热。 若机器长时间超负荷运行、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，以及涡轮增压 器转速不足或渗漏机油等， 都会使柴油机机温迅速上 升， 从而破坏活塞与缸壁的正常润滑油膜并引起拉缸。 应注意，要让机器在额定负荷下工作，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，以及及时检修或更 换失效的涡轮增压器。 （1）文明操作，注意内部清洁。 在发动机的拆卸和装 配过程中要避免乱敲乱击，对拆卸后仍准备继续使用的 机件要做好记号；按规定的方法妥善放置，防止产生变 形；要重视待装新件的清洁工作。 发动机各零部件在制 造加工过程中， 其表面和内部或多或少留有机械杂质， 在部件装配和总装前必须进行仔细清洗。 零件表面或内 部的机械杂质如果未经清洗而进入运动件的表面，不但 会加速运动件表面的磨损， 严重时甚至会堵塞油道，引 起运动件动作卡滞。 （2）注重对重要部件的测量。 在发动机解体后，对于 重要的零部件，无论是准备换新还是继续使用，都应进 行仔细的检查测量。 如果在换新缸套前对旧缸套进行磨 损情况的检查，对连杆进行弯曲情况的检验，就可以及 时发现个别汽缸的异常磨损及引起的原因，可避免事故 的发生。 装配过程中要严格按照装配工艺规程操作，特 别要重视对各种间隙（如主轴承间隙、连杆轴承间隙等） 的检查测量。 如果按规程先在不装活塞环的情况下，对 各缸活塞进行偏缸检查，就可及时发现活塞在汽缸中的 偏斜情况，不至于发生拉缸事故。 （3）修理中不得随意更改发动机的结构或增减发动 机的零件。 如发动机功率上不去，就采取磨削汽缸盖底平 面的方法来改变发动机的压缩比（缸盖底平面磨削后，减 少了缸盖内的燃烧室容积，使压缩比增大），从而提高发 动机的压缩压力和爆炸压力， 这样做的结果必然导致发 动机的机械负荷增大，影响发动机的使用寿命。 ● 3 拉缸故障的防范 王庭茂164