34、发动机拉缸故障的案例分析
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柴油机拉缸现象及分析摘要:主要介绍了柴油机拉缸现象及其产生的机理、影响因素、预防措施等情况。
关键词:柴油机拉缸;机理;对策拉缸是柴油机一种不为常见的故障,它是发动机活塞与缸套之间或活塞环与缸套之间发生的一种严重磨损损伤,属于粘着磨损的一种。
拉缸产生磨损量很大,可达正常磨损的几十倍之多。
拉缸一般多发生在柴油机试车磨合阶段,在正常工作时也偶有发生。
1 拉缸表象1.1 声音-异常。
柴油机振动突然加剧,有嗒嗒嗒或吭吭吭地异常声响。
1.2 温度-异常。
排气、冷却水及润滑油温度都有明显升高。
1.3 排烟-异常。
打开曲轴箱盖板等地方出现冒白烟或黑烟现象。
1.4 转速-不稳。
常表现为转速自动下降,严重时可使柴油机停车,此时气缸可能咬死。
柴油机拉缸后,在气缸表面可发现其表面有片状或条状兰色条纹,并形成一定面积的拉毛,其表面硬度比原基体组织有所增高,这是由于在拉缸瞬间产生的局部高温引起奥氏体转变而形成的。
值得说明的是,气缸产生磨粒磨损时其表面也会产生拉伤条纹,但其颜色仍与原基体组织相同。
2 柴油机产生拉缸的机理中小型柴油机,气缸壁与活塞之间的润滑是靠飞溅来实现的,工作条件不够理想,故有时不能形成油膜保护其摩擦表面,易产生干摩擦。
由于摩擦副表面的高速运动,又产生很高的摩擦热,这种热量积累使其局部温升高,当达到金属熔点时,在两接触处产生金属显微熔接,相当于焊熔在一起。
因活塞运动又会被该力拉开随之冷却,这样就出现了一个表面的材料转移粘附在另一滑动面上,形成坚硬层或脱落为磨料。
若形成的是坚硬层时,其表面的粗糙组织会继续刮伤其摩擦表面,使拉伤范围继续扩大,深度也加深,当发展一定程度时至使柴油机停车,两摩擦表面金属烧熔到一起,就形成咬缸现象。
拉缸从金属微观形态上分析,可认为是摩擦副双方原子键的熔接和分离过程。
如果摩擦副之间没有产生油膜,势必发生金属与金属直接接触,在界面上会形成粘着结点。
当摩擦副运动时,这种原子键的联接又会脱开,其结果使材料从一方转移到另一方上去,形成材料转移过程,在这个过程中常常也会形成磨粒脱落。
设备管理与维修2021№3(下)1故障现象一台配备六缸柴油机、采用传统柱塞泵燃油系统的ZL50C 型装载机,在连续作业5h 后发动机突然熄火,再次启动发动机无反应。
打开飞轮壳检查孔,检查发现飞轮不能转动。
2故障部位检查飞轮不能转动的可能原因:①曲轴与连杆轴承或主轴承抱死;②活塞与汽缸发生了严重拉缸而卡死;③有异物落入汽缸将活塞顶死;④发动机与起动机卡死。
为了确定故障的具体部位,对发动机进行拆检。
根据故障检查“由表及里,由简到繁”的基本原则进行排查。
(1)检查起动机。
拆下起动机,检查小驱动齿轮伸缩情况良好,起动机空载试验运转正常。
(2)检查汽缸盖。
拆下发动机汽缸盖,检查缸盖上气门完好。
(3)检查汽缸。
放掉机油,拆下油底壳,从汽缸上、下两个方向目测和手感汽缸内壁磨损情况,发现第三、四、五缸均有“拉缸”现象。
(4)检查连杆轴承和主轴承。
如果有烧瓦、抱轴情况,轴承盖表面颜色会有改变,还有可能是轴瓦粘在曲轴上,轴瓦与轴承盖发生相对转动。
因此,先观察轴承盖的颜色,然后拆下所有轴承检查,未发现烧瓦、抱轴现象。
通过以上检查,确定故障是活塞与汽缸发生严重“拉缸”。
3故障分析在日常应用中,柴油机“拉缸”故障并不常见。
从摩擦学的角度分析,“拉缸”是汽缸与活塞间发生干摩擦,干摩擦导致“粘附与熔着磨损”,磨损机理如图1所示。
零件发生干摩擦时,两个摩擦面在载荷作用下挤压在一起,相对运动又会使摩擦面间产生大量热量,两摩擦面间的分子会在压力和高温的作用下粘接或熔焊在一起,又会在相对运动中被撕裂而造成零件表面的破坏。
撕裂过程中还会产生小的金属颗粒,金属颗粒又会在两摩擦面间充当磨料,造成磨料磨损。
严重的粘附与熔着磨损会造成运动副咬死,发生在活塞与汽缸间的“粘附与熔着磨损”通常称为“拉缸”。
引起“粘附与熔着磨损”的根本原因是摩擦副间缺少持续且强度足够的油膜。
原因有以下4个方面:(1)机油品质问题。
随着使用时间的延长,由于机油受到高温和燃烧产物等作用,机油性能会逐渐劣化;同时,机油中的杂质,如积炭、冷却液、燃油、磨损下来的金属和非金属材料等,也会使机油性能劣化。
柴油发动机拉缸故障分析与预防排除方法柴油发动机是目前大多数商用车辆及工程机械所采用的动力来源,其高效、稳定的特性受到了广泛的认可和应用。
柴油发动机在长时间运行过程中,可能会出现拉缸故障,造成发动机性能下降甚至无法正常工作。
对柴油发动机拉缸故障进行分析,并采取预防和排除方法,对于保护发动机的正常工作和延长使用寿命具有重要意义。
一、柴油发动机拉缸故障的原因分析1. 燃油系统故障柴油发动机的燃油系统由燃油泵、喷油器等部件组成,如果这些部件出现故障,如燃油泵压力不稳定、喷油器堵塞或喷射不均匀等,就会导致柴油燃烧不充分,造成拉缸现象。
2. 润滑系统故障柴油发动机的润滑系统负责对发动机内部零部件进行润滑和冷却,如果润滑油品质不佳或者润滑油压力不稳定,就会导致发动机部分缸体无法正常工作,引起拉缸故障。
3. 空气系统故障柴油发动机的空气系统包括空气滤清器、进气管道等,如果这些部件出现故障,如空气滤清器堵塞、进气管道漏气等,就会导致空气供给不足,从而引起发动机拉缸。
5. 其他原因除了上述几种常见的原因外,柴油发动机拉缸故障还可能由于缸套磨损、气缸垫漏气、气门间隙过大等原因引起。
1. 定期检查维护对柴油发动机进行定期的检查和维护是防止拉缸故障的关键。
在日常使用中,要注意检查并更换燃油滤清器、空气滤清器、机油、散热水等易损件,确保其正常运转。
2. 检测燃油系统定期检测燃油泵的工作压力和喷油器的工作状态,保证燃油系统的正常运转。
若发现燃油泵压力不稳定或喷油器喷射不均匀,要及时进行维修或更换。
4. 检测空气系统定期检测空气滤清器和进气管道,确保空气供给的充足和清洁。
若发现空气滤清器堵塞或进气管道漏气,要及时进行清洗或更换。
5. 检测散热系统定期检测散热水温度和冷却液的质量,确保散热系统的正常工作。
如发现散热水温度过高,要及时进行清洗或更换冷却液。
6. 注意驾驶技巧在日常驾驶中,要避免急加速、急刹车等不良驾驶习惯,减小发动机的负荷,延长发动机的使用寿命。
船用柴油机机组拉缸故障原因分析及解决方案摘要:柴油机发生拉缸故障时,其振动信号较为复杂,而且伴有较强的背景噪声。
因此文章结合实例,就某船用柴油机机组拉缸故障原因展开分析,进而提出了相应的解决方案。
关键词:船用柴油机;拉缸故障;原因;解决方案随着船舶行业的快速发展,对于船舶设备的要求越来越严格,由于船舶作业大多在恶劣工作中进行,受到施工地点限制,无法提供有效作业方案。
因此在这种殊条件下只能采用柴油机进行发电、带泵等动力工作。
船舶柴油机是一种利用热能作功的动力机械,设备系统结构较为复杂,而柴油机在长时间的工作中机组各部件经常会发生故障,如活塞、连杆、曲轴及其轴承等在运转过程中,受外界因素、内部件磨损以及受力运动状态等各种情况影响,引起柴油机产生各种各样的故障。
船舶作业时一旦发生柴油机拉缸故障现象,就会影响船舶作业的正常工作,不仅降低了工作效率,还造成了经济损失。
因此对船舶用拉缸故障展开分析,并提出解决措施十分必要。
1船舶用柴油机拉缸故障及原因分析船舶用柴油机发生拉缸现象时,就会降低柴油机的动力性,严重的还会造成活塞环卡死在缸内,高温气体窜入曲轴箱,造成机油温度升高粘度降低,影响柴油机的正常工作。
导致拉缸故障的原因较多,由于使用不规范、产品质量差、活塞装配不合理造成间隙过小、缸套选组不当、机油粘度过大或过小等问题,都会造成柴油机发生拉缸现象。
发生拉缸的原因主要有以下几点:(1)发动机水温过高。
如果散热器脏污或缸体水套内沉积的水垢过多,冷却系统循环不通畅,使散热功能下降,冷却系统水泵机件磨损严重出现漏水,叶片发生损坏或折断,泵水量严重不足,冷却液流动缓慢,热量不能及时被散发,导致发动机水温过高。
(2)活塞选择不当。
要使活塞在气缸中保持正常的运动,又要有良好的气密性,则要求活塞与气缸有一个合理的配合间隙。
由于柴油机是处于在高温下工作,在温度的影响下活塞的几何尺寸也在不断地变化,温度愈高,活塞比气缸的膨胀越厉害,工作状态时的间隙也愈小,润滑油膜的形成条件也愈差,产生的摩擦热量也愈大,膨胀量会进一步增大;如此恶性循环就会造成拉缸,甚至抱死而烧毁活塞,特别是对新机和大修后在行驶里程不长的阶段内,上述现象发生的可能性较大。
谈发动机大修后拉缸的原因分析及预防方法裴云金摘要:本文对发动机大修后,发生拉缸的原因,进行了综合分析,从而得出在发动机大修过程中“应严把更换配件质量关、严格装配配合间隙及装配工艺”杜绝导致发动机大修后短期内出现拉缸卡死的故障。
关键词:拉缸、配件质量、装配间隙,原因分析。
前言:拉缸是指气缸内壁在活塞及活塞环的运动范围内出现明显的气缸壁拉痕损伤(纵向机械划痕和刮伤),严重时发生,造成发动机启动困难或者自行熄火的故障。
发动机在大修过程中,由于对新换件存在“合格品”、对镗缸的配缸间隙已加工好等先入为主的思想影响,从而缺少对新更换件进行应有的配合间隙检查,以致有可能造成发动机大修短期内拉缸,应引起维修人员的高度重视。
一:拉缸的根本原因是气缸内壁与活塞环、活塞之间难以形成油膜,因而造成润滑不良,甚至出现干磨擦的现象。
而造成这种状况的具体原因有多种,归结起来大致有三个方面:1:活塞、活塞环和气缸套的品质:(1)活塞的材质不良、制造尺寸误差过大,活塞与活塞销间隙小,装配活塞销后活塞产生变形,造成活塞与气缸的配合间隙过小,活塞受热膨胀后被卡住,进而拉伤气缸壁;活塞和活塞环侧隙过小,活塞受热膨胀后将活塞环卡死,进而拉伤气缸壁。
(2)活塞环开口间隙过小。
开口间隙是指活塞环装入气缸后,在开口处呈现的间隙。
开口间隙的大小,对发动机工作有很大影响。
间隙过大则漏气严重,使发动机功率减少;间隙过小则活塞环受热膨胀后可能导致卡死或折断。
由于活塞环与缸壁是圆周接触,所以通常由活塞环开口间隙过小导致的拉缸,其现象一般是气缸的拉花痕迹沿圆周均布(如图1),且沿轴向大概在活塞环运动的区域内,活塞环表面的拉痕也沿圆周方向均布。
活塞环弹力过大,导致气缸壁表面干燥,缺乏润滑,也能引起拉缸。
(3)装湿式汽缸套的发动机,在生产过程中,由于热处理不当,汽缸套的热应力未消除,发动机工作时因缸套产生变形而拉缸;气缸套缸径公差超出允许的范围,汽缸套与活塞配合间隙过大(如图2),引起气缸严重漏气,燃烧火焰甚至会通过会使环缝隙下窜,进而破换汽缸壁与活塞间的油膜;汽缸套与活塞配合间隙过小,活塞或活塞环受热膨胀,使活塞或活塞环在气缸内涨死;缸套高度太大使上端面凸出气缸平面过大,安装气缸盖后将缸套压变形,都容易引起拉缸。
发动机拉缸故障的原因及维修保养方法拉缸故障是汽车发动机的常见故障之一,拉缸就是指气缸内壁被拉成很深的沟纹,活塞、活塞环与气缸壁摩擦副丧失密封性,从而导致气缸压缩压力降低,动力性丧失。
下面就为大家讲解发动机拉缸故障的原因及维修保养方法。
以下是店铺为你整理的发动机拉缸故障的原因及维修保养方法,希望能帮到你。
发动机拉缸的表现1、润滑油上窜到气缸内引起烧机油;2、排气管冒烟严重;3、发动机噪声异常;4、发动机不能正常工作甚至熄火。
怎样预防发动机拉缸1、对新机和大修后的发动机,一定要先经过磨合在保持良好润滑的条件下,按照转速由低到高,负荷从小到大的原则,认真按磨合规程操作,然后才能投入正式的负荷运转。
2、维修发动机方法要得当要按照使用说明书的规定,正确选配活塞裙部与气缸套之间的间隙、活塞环的开口间隙和边间隙。
另外,在修理上还要把住活塞偏缸这一关,同时要保证气缸套的尺寸精度。
3、行驶时注意观察发动机水温保持冷却水正常温度70℃~95℃,避免发动机过热。
冬季启动前应采取预热措施。
4、仔细呵护发动机合理操作使用发动机,不要超负荷作业,不要乱轰油门,不要缺水启动。
5、按期更换空气滤清器加强空气滤清器的维护保养,严防灰尘吸入气缸内。
6、保证润滑系统正常工作维护好润滑系统,防止机械杂质和积炭混入机油内而加剧气缸套的磨损。
7、确保不缺机油,机油质量要好适时检查发动机机油油面高度,亏油时添加。
温馨提示作为车主应该好好呵护爱车,不要让它出现拉缸这种“罢工”的情况,如果发现发动机启动困难或者突然自己熄火,就要提高警惕了。
拉缸故障是什么由原因引起的1、发动机冷却系因泄漏、缺水,未能及时补充而造成发动机过热;2、发动机机油压力过低,导致气缸密封性和润滑功能丧失;3、活塞环断裂,刮伤缸壁;4、活塞销卡圈脱落,刮伤缸壁;5、活塞环因积碳卡死在环槽内,丧失密封作用;6、活塞销外出,刮伤缸壁;7、气缸内进入异物;8、活塞与缸壁配合间隙过小;9、活塞销装配过紧,引起活塞变形;10、活塞热变形严重或烧顶熔化;11、发动机长时间高速或超负荷运转等。
柴油机发动机拉缸与原因分析及预防摘要:本文主要分析了柴油发动机拉缸形成的机理及其原因,提出了预防措施。
关键词:柴油发动机拉缸;原因;预防车辆柴油机由于受到路途远、高压力重负荷、环境恶劣且负荷曲线变化大等因素影响时常发生拉缸的现象,从而导致发动机气缸套出现异常磨损,大大降低了活塞、活塞环及缸套的使用寿命,严重时使活塞与缸套卡死造成发动机的严重损坏。
本文探讨了拉缸形成的机理,分析产生的原因,提出了预防措施和解决的方法,保证发动机正常工作提供借鉴。
一、拉缸形成的机理拉缸就是活塞或活塞环与缸套之间局部产生的高温使环与缸套产生的高温熔蚀。
活塞与缸套之间的油膜中断是产生拉缸的主要原因,活塞与缸套之间的油膜一但中断,则活塞与缸套就产生干摩擦,同时高速相对运动产生的高温会超过金属的熔点,引起活塞、活塞环与缸套表面产生熔蚀,活塞继续运动时两表面熔点又被扯断,从而产生拉缸。
二.成发动机拉缸的原因(一)超负荷大修刚出厂或首次使用的机械都存在一个合理的磨合期,由于磨合期各配合面最有利的工作表面和润滑油膜还未形成,因此磨合期内发动机转速不应大于标定转速的百分之八十、大负荷工作将造成摩擦面局部过热产生高温熔蚀粘附形成拉缸。
(二)活塞與缸套配合间隙过小由于活塞的膨胀系数比活塞环、缸套的膨胀系数大,发动机在工作当中由于温度上升,将使活塞与缸套间隙进一步缩小。
如果活塞与缸套之间装配时的间隙过小,随着发动机温度升高,缸套与活塞之间的正常关系将会被破坏。
活塞与缸套之间的油膜不能形成,从而导致拉缸。
(三)发动机温度过高或者过低适宜的工作温度是柴油发动机高效运转的重要条件,发动机温度过高或过低都容易拉缸。
一方面发动机温度过高会破坏活塞与缸套之间的间隙,造成发动机拉缸。
另一方面,发动机温度过高还会造成润滑油的粘度下降,导致活塞、活塞环与缸套之间不能良好的润滑,导致拉缸。
(1)导致发动机温度过高的原因有:冷却系漏水、缺水;长时间超负荷使用、节温器失效无大循环、水道或散热器通风受堵、喷油器提前角过小或喷油量过大;风扇装反;风扇和皮带过松;风扇硅油或电磁离合器损坏;(2)发动机温度过低会造成润滑油粘度过大使活塞、活塞环之间不能良好的润滑。
发动机拉缸故障的案例分析
每到盛夏季节,天气持续高温,发动机高温、拉缸等故障就会频频发生。
这不,近两天笔者就处理了几起发动机拉缸的故障。
究其原因也是多种多样的,我们在这里不作一一叙述,就把这些故障的原因归纳起来综合如下:
何为发动机拉缸?汽车发动机拉缸是指气缸内壁在活塞环的运动范围内出现明显的纵向机械划痕和刮伤,严重时发生熔着性磨损,造成发动机启动困难或者自行熄灭的故障。
拉缸是发动机的一种重大事故,拉缸的根本原因是气缸内壁与活塞环,活塞之间难以形成油膜,因而造成润滑不良,甚至出现干摩擦的现象。
发动机拉缸具体原因大致有三方面:
一、气缸套方面的原因
1、气缸套的圆度,圆柱度公差超出允许的范围:使活塞与缸套密封性大大降低,气缸内的高温气体下窜,破坏活塞与气缸壁之间的油膜,进而引起拉缸.
2、气缸套在装配过程中产生变形:例如:缸套上端面凸出量过大,安装气缸盖后将缸套压变形;缸套阻水圈太粗,压入机体后造成缸套变形.都容易引起拉缸.
二、活塞组方面的原因
1、活塞环间隙过小:如果活塞环的开口间隙,边间隙或背间隙过小,发动机工作时活塞环受热膨胀卡死,与气缸壁压得很紧,或者活塞环折死,很容易在气缸壁上拉沟槽.
2、活塞销窜出:由于活塞销卡簧未装或脱落,折断,活塞销在运动中窜出,很容易拉伤气缸内壁,造成气缸窜气至曲轴箱。
3、活塞的配缸间隙过大或过小:如果活塞的材质不良,制造尺寸误差过大,或者装配活塞销后活塞产生变形,赞成活塞与气缸的配合间隙过小,活塞受热膨胀后被卡住,进而拉伤气缸壁.
4、活塞环严重积炭:过多的积炭造成活塞环粘结或咬死在坏槽内,同时积炭是一种硬质磨料,会在气缸壁上磨成纵向沟槽.
5、活塞严重偏缸:由于连杆弯曲和扭曲变形,连杆轴劲,活塞销座的平行度和同轴度偏差过大,引起活塞明显偏缸,会加速活塞环,活塞及气缸壁的磨损,破坏油膜的形成.
三、使用方面的原因
1、空气滤清器不密封:过滤效果变差,空气中的尘埃,砂子等杂质吸入气缸内,形成磨料造成气缸壁磨损.试验表明,假如每天吸进几克灰尘,气缸套的磨损量将增大10倍以上.
2、磨合不良:新机或大修后的发动机,在气缸套、活塞和活塞环等零件表面存在许多微观凹凸不平,润滑油膜较难形成.如果未经磨合立即投入大负荷运转,则更容易引起拉缸等事故.
3、经常低温启动:发动机低温启动时,润滑油粘度大,流动性差,在气缸内壁难以形成有效的油膜.另外,金属零件要达到相应的温度才会有最佳地刚性和韧性,在低温情况下由于达不到相应的韧性,所产生的摩擦都是刚性的,所以,柴油机在低温下负荷作业时,气缸套等机件的磨损量是正常温度时的几倍甚至数十倍。
4、发动机过热:当冷却系统维护不善,或者超负荷作业时,过高的机温不仅使零件的机械强度降低,而使气缸内壁的润滑油膜无法形成,活塞等零件受热膨胀后,容易卡死在缸套内,其后果往往是活塞部分熔化,缸套内壁被拉坏,迫使发动机熄火.
5、喷油时间过早或喷油压力过大会击穿或击伤活塞而造成拉缸。
6、喷油时间过晚或喷油雾化不好引起燃烧速度缓慢气缸内温度升高,活塞熔顶而造成拉缸。
在实际使用中,拉缸往往是由几种因素共同影响的结果.例如.未经磨合的发动机冷机启动后立即投入满负荷运转,此时很容易发生拉缸事故。
因此,我们在维修和使用操作过程中,一定要按照操作规程做,发现问题及时解决,尽可能避免故障的扩大化。
刘从镜2009年8月18日。