拉缸現(xiàn)象是船用柴油機(jī)在生產(chǎn)、運(yùn)行工作中一種危害性很大也很常見(jiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)故障。湖南發(fā)電機(jī)用戶反應(yīng)，拉缸時(shí)候產(chǎn)生的磨損量很大，可達(dá)到正常磨損的幾十甚至幾百倍。柴油機(jī)的拉缸根據(jù)損傷的程度輕緩不同可以分為擦傷、劃傷和咬死等幾種故障。前兩者是屬于輕微的拉缸行為，通?？勺孕行迯?fù)。若及時(shí)發(fā)現(xiàn)情況，排除故障，可以避免大的漏洞和損失。若拉缸逐步嚴(yán)重，造成活塞與汽缸壁粘連，輕者損壞活塞和汽缸，重者咬死活塞，活塞卡死在缸套里，柴油機(jī)熄火，搖轉(zhuǎn)曲軸不動(dòng)。而拉斷活塞或連桿、打壞機(jī)器、以致造成重大事故。因此對(duì)柴油機(jī)拉缸故障的形成機(jī)理進(jìn)行分析，找出早期預(yù)報(bào)和正確的應(yīng)對(duì)措施，對(duì)柴油機(jī)正確管理使用，提高可靠性和延長(zhǎng)使用壽命，以及提高管理人員對(duì)故障的排除應(yīng)變能力，都有很重要的意義。

所謂拉缸現(xiàn)象就是在柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的故障，發(fā)生拉缸現(xiàn)象的時(shí)候，外部跡象表現(xiàn)為：

1、發(fā)動(dòng)機(jī)聲音沉悶、異常，有噠噠噠或吭吭吭地異常聲響。

2、發(fā)動(dòng)機(jī)有震動(dòng)現(xiàn)象。

3、缸套和活塞拉傷，在壓縮和作功行程時(shí)汽缸中發(fā)生串氣現(xiàn)象、串機(jī)油嚴(yán)重、油消耗量增加。

4、溫度異常。排氣溫度上升、冷卻水溫度升高、潤(rùn)滑油溫度明顯提高，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定、啟動(dòng)困難，曲柄箱出口冒煙，運(yùn)轉(zhuǎn)無(wú)力，功率不足，柴油機(jī)功率下降。

拉缸產(chǎn)生后，應(yīng)將活塞連桿取下，觀察活塞—環(huán)—汽缸壁工作表面沿活塞運(yùn)動(dòng)方向出現(xiàn)的片狀或者條狀的蘭色條紋，形成一定面積的拉毛，其表面硬度比原基體組織有所增高。并伴隨有變色（暗紅或發(fā)藍(lán)）的現(xiàn)象，甚至活塞環(huán)折斷、卡死、拉斷活塞或連桿、打壞機(jī)器。

眾所周知，船用柴油機(jī)是一種熱能動(dòng)力機(jī)械，工作條件十分惡劣，承受著較高的熱負(fù)荷和機(jī)械負(fù)荷。燃燒室是柴油燃燒和工質(zhì)膨脹的場(chǎng)所，活塞、缸套及汽缸蓋等是構(gòu)成燃燒室的主要零部件，其所處的工作環(huán)境是高溫、高壓以及帶有化學(xué)腐蝕性的混合油氣直接作用于燃燒室組件。若維護(hù)保養(yǎng)不好，則拉缸故障時(shí)有發(fā)生。

現(xiàn)代研究表明，柴油機(jī)活塞（環(huán)）—缸套的潤(rùn)滑狀態(tài)處在混合潤(rùn)滑模型狀態(tài)，即有時(shí)處于流體潤(rùn)滑狀態(tài)、有時(shí)處于邊界潤(rùn)滑狀態(tài)。拉缸故障產(chǎn)生的內(nèi)部機(jī)理籠統(tǒng)地說(shuō)是汽缸內(nèi)壁與活塞環(huán)、活塞之間的工作表面具有一定的硬度和表面粗糙度，在一定溫度條件下相互配合工作，機(jī)油起著潤(rùn)滑、冷卻、清洗和密封的作用。

若由于某種原因，油膜變薄或遭到破壞，因潤(rùn)滑不良出現(xiàn)干摩擦或半干摩擦，造成局部高溫粘附磨損的過(guò)程。而活塞與缸套之間的潤(rùn)滑油膜惡化中斷是產(chǎn)生拉缸的必要前提。由于活塞與缸套之間的潤(rùn)滑油膜一旦中斷，則兩者表面的金屬由原來(lái)的液體摩擦變成固體間的干摩擦或半干摩擦，由于摩擦副表面的高速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦熱，這樣的熱量積累的高溫會(huì)超過(guò)金屬的熔點(diǎn)，引起活塞或活塞環(huán)與缸套表面發(fā)生顯微熔化、撕脫并較終焊接在一起?；钊\(yùn)動(dòng)時(shí)兩表面熔焊點(diǎn)又被該力扯斷拉開(kāi)隨之冷卻，這樣就出現(xiàn)了一個(gè)表面的材料轉(zhuǎn)移黏附在另一滑動(dòng)面上形成堅(jiān)硬層或脫落為磨料。如果油膜能及時(shí)得到補(bǔ)救恢復(fù)，可起到清洗和冷卻作用，則溫度下降，微小熔著部分脫落而不會(huì)擴(kuò)展，如果油膜恢復(fù)遲緩，熔著擴(kuò)展將導(dǎo)致大范圍異常磨損，缸壁、活塞，活塞環(huán)急速受到嚴(yán)重?fù)p傷，在缸壁表面上呈現(xiàn)熔融流動(dòng)狀態(tài)，顯出不均勻、不規(guī)則邊緣的溝痕和褶皺，持續(xù)發(fā)展而產(chǎn)生拉缸。另外，從發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油和空氣管路進(jìn)入摩擦區(qū)的硬質(zhì)微粒造成的損壞，也會(huì)促進(jìn)拉缸情況的發(fā)生。

另一些學(xué)者則認(rèn)為“摩擦界面溫度升高導(dǎo)致粘著，摩擦副表面的強(qiáng)烈摩擦導(dǎo)致硬化表面的強(qiáng)烈摩擦導(dǎo)致硬化相的破裂甚至折斷等因素是產(chǎn)生拉缸的根本原因。拉缸首先在接觸載荷較大的局部區(qū)域發(fā)生，再進(jìn)一步擴(kuò)展，從磨損機(jī)理來(lái)看是從正常磨損到嚴(yán)重磨粒磨損的突變?！?/span>

影響拉缸產(chǎn)生的因素很多，很復(fù)雜，而各種因素之間往往存在著相互影響和相互制約的關(guān)系，具有不確定性。但根本原因就是潤(rùn)滑不良和局部負(fù)載過(guò)大。大的方面可以概括起來(lái)為：活塞組和汽缸套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題；工藝水平問(wèn)題；安裝質(zhì)量問(wèn)題；磨合運(yùn)轉(zhuǎn)程序問(wèn)題；潤(rùn)滑油的選擇；燃油的處理以及使用和維護(hù)等方面的問(wèn)題。而每一個(gè)方面的原因都有很多，例如：僅其中之一活塞組方面的原因就可能有：

（1）活塞材料選擇或熱處理不當(dāng)；活塞表面對(duì)硬度對(duì)拉缸有極大的影響，如果活塞熱處理過(guò)程中升溫速率、淬火溫度和保溫時(shí)間等某一參數(shù)稍有偏差，則會(huì)產(chǎn)生表面硬度低，活塞的內(nèi)應(yīng)力不能完全消除，使活塞金相組織處于不穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)活塞質(zhì)軟，熱膨脹系數(shù)大、高溫時(shí)強(qiáng)度差，發(fā)動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)、機(jī)器溫度升高、機(jī)油稀薄的情況下，活塞受力面的合金很容易熔化，使摩擦阻力增大，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)熄火，熄火瞬間可能形成粘缸，如果熄火頻繁，汽缸很快就會(huì)被粘積的鋁合金層破壞，形成串氣，串煙，最后形成拉缸。

（2）活塞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理；由于活塞在工作中受熱變形，所以為了使活塞在工作中能有一個(gè)合理的形狀，有理想的貼合面，所以某些活塞有個(gè)錐體，而設(shè)計(jì)不合理的錐度無(wú)法保證在大負(fù)荷下彌補(bǔ)活塞由于受熱、受力而產(chǎn)生的變形，拉痕為三角形和八字形的拉缸活塞，可能與錐度過(guò)小有關(guān)。還有鋁合金活塞在工作過(guò)程中由于受熱及受力和金屬分布不均等原因，會(huì)造成活塞在活塞銷(xiāo)軸線方向伸長(zhǎng)，為了使活塞在工作時(shí)候膨脹留變形余地，在制造加工時(shí)候?qū)⒒钊龀蓹E圓形。

（3）活塞過(guò)熱，導(dǎo)致活塞過(guò)熱又有許多因素，包括噴油時(shí)刻太早，冷卻水損失、水垢太多，水泵停轉(zhuǎn)等造成冷卻不足或完全沒(méi)有，缸套過(guò)熱保不住油膜，缸套與活塞呈半干摩擦狀態(tài)，運(yùn)轉(zhuǎn)吃力，密封不好造成串氣等因素。單就其中某一因素來(lái)說(shuō)，如果水垢過(guò)多過(guò)厚，汽缸水套變成隔熱層，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高，溫度上升，負(fù)荷加重而需要迅速散熱的時(shí)候，水垢不但不能迅速傳熱，反而起到保溫的作用。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的熱量不能迅速傳遞到循環(huán)水中去，從而導(dǎo)致機(jī)體溫度升高，由于機(jī)體溫度過(guò)高，使活塞熱膨脹量超過(guò)較大值，將配缸間隙完全消除，造成拉缸，此外，潤(rùn)滑油在高溫下變得稀薄，使活塞環(huán)和汽缸壁之間的摩擦系數(shù)增大，表面粗糙度增大，而造成拉缸。

（4）配缸間隙大小等。活塞和汽缸的裝配間隙是嚴(yán)格按照規(guī)定的，間隙大了冷車(chē)時(shí)候會(huì)“敲缸”，同時(shí)可能造成串氣、串油等；間隙小了熱車(chē)時(shí)可能會(huì)“拉缸”，因此裝配活塞時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制其配缸間隙。有關(guān)柴油機(jī)產(chǎn)生拉缸的具體外部原因和影響因素較多，這里就不一一列舉。下面我們根據(jù)拉缸后結(jié)果出發(fā)，分析出一些針對(duì)性有建設(shè)性的意見(jiàn)。

柴油機(jī)在使用過(guò)程中對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的操作者來(lái)說(shuō)，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(guò)渡到停車(chē)狀態(tài)。停車(chē)后還應(yīng)在未完成冷卻前盤(pán)一兩次車(chē)，防止汽缸被咬死。

具體步驟如下：

1，將操縱手柄退回一格或者數(shù)格，從而減少供油，降低主機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度。

2、使用專用工具把事故發(fā)生的汽缸油泵柱塞抬起，使該缸暫時(shí)停止噴油。

3、搖動(dòng)該缸的注油器，加強(qiáng)活塞與汽缸之間的潤(rùn)滑。

4、打開(kāi)該缸的示功閥，釋壓放出汽缸內(nèi)的氣體及污物。

5、加強(qiáng)活塞的冷卻，以便把活塞的熱量部分帶走，防止活塞與缸套咬死。切不可加強(qiáng)缸套的冷卻，否則汽缸冷卻收縮，把活塞咬死，引發(fā)更大事故。

拉缸產(chǎn)生的因素是多方面的，而針對(duì)某一具體拉缸的情況有各種不同的原因，針對(duì)這些原因應(yīng)采取的對(duì)策也各不相同。下面舉一些典型的情況進(jìn)行分析。

如有發(fā)現(xiàn)異常磨損、劃痕嚴(yán)重，有外界硬微粒成為磨料等狀況，可能的原因是：

（1）燃油系統(tǒng)不清潔；

（2）汽缸潤(rùn)滑油系統(tǒng)不清潔；

（3）啟動(dòng)空氣系統(tǒng)不清潔；

（4）零件加工階段清潔處理不好。

此時(shí)建議采取的對(duì)策：維護(hù)好潤(rùn)滑系統(tǒng)，防止機(jī)械雜質(zhì)和積碳混入機(jī)油和燃油內(nèi)，在使用中對(duì)三濾（機(jī)油濾清器、燃油濾清器和空氣濾清器）要及時(shí)而且正確的維護(hù)和清洗。加強(qiáng)裝配的清潔度，嚴(yán)防灰塵吸入汽缸內(nèi)。

如有發(fā)現(xiàn)活塞裙部擦傷的狀況，那么可能的原因是：

（1）活塞裙部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理；

（2）活塞材料選擇不當(dāng)，熱處理方式不當(dāng)，材料線膨脹系數(shù)大；

（3）配缸間隙過(guò)小。

我們建議采取的對(duì)策是：正確履行磨合工藝，其中包括冷磨合、空載熱磨合等等。對(duì)活塞的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)或適當(dāng)切削拉缸的部位；選用合適的活塞材料；選用適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚕贿x擇正規(guī)廠家生產(chǎn)的汽缸、活塞組件，并配以適當(dāng)間隙的活塞環(huán)。

如發(fā)現(xiàn)活塞環(huán)卡死，膠結(jié)等情況發(fā)生，那么可能的原因是：

（1）活塞環(huán)間隙過(guò)??；

（2）活塞環(huán)嚴(yán)重積碳（汽缸潤(rùn)滑油質(zhì)量不好或油量過(guò)多）；

（3）活塞頭部過(guò)熱（活塞冷卻不良）；

（4）超負(fù)荷工作。

可以采取的對(duì)策是：

正確選擇活塞環(huán)的開(kāi)口間隙和邊間隙，使用合適的潤(rùn)滑油，定期更換潤(rùn)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。改善活塞的冷卻條件，清理冷卻系統(tǒng)中的污垢，保證較好的冷卻效果；合理操作使用發(fā)動(dòng)機(jī)，不超負(fù)荷工作。

另外，注意主機(jī)的冷卻適中，保持正常的工作溫度，避免主機(jī)長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷運(yùn)行。參照柴油機(jī)使用說(shuō)明，定期拆開(kāi)檢查、清洗、更換易受損部件。

以上處理方法，主要圍繞拉缸涉及的成因入手分析，而采取的對(duì)策針對(duì)原因展開(kāi)，我們應(yīng)該從基礎(chǔ)和根本上加強(qiáng)對(duì)柴油機(jī)嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，合理細(xì)致的維護(hù)保養(yǎng)和規(guī)范的管理使用，并進(jìn)一步提高柴油機(jī)燃燒室各零部件的潤(rùn)滑質(zhì)量，才是防止、避免發(fā)生柴油機(jī)拉缸故障的較佳方法。