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的發(fā)動機(jī)故障。湖南發(fā)電機(jī)用戶反應(yīng)，拉缸時候產(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。而拉斷活塞或連桿、打壞機(jī)器、以致造成重大事故。因此對柴油機(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)對措施，對柴油機(jī)正確管理使用，提高可靠性和延長使用壽命，以及提高管理人員對故障的排除應(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)過程中的故障，發(fā)生拉缸現(xiàn)象的時候，外部跡象表現(xiàn)為：

1、發(fā)動機(jī)聲音沉悶、異常，有噠噠噠或吭吭吭地異常聲響。

2、發(fā)動機(jī)有震動現(xiàn)象。

3、缸套和活塞拉傷，在壓縮和作功行程時汽缸中發(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、潤滑油溫度明顯提高，轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定、啟動困難，曲柄箱出口冒煙，運(yùn)轉(zhuǎn)無力，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，則拉缸故障時有發(fā)生。

現(xiàn)代研究表明，柴油機(jī)活塞（環(huán)）—缸套的潤滑狀態(tài)處在混合潤滑模型狀態(tài)，即有時處于流體潤滑狀態(tài)、有時處于邊界潤滑狀態(tài)。拉缸故障產(chǎn)生的內(nèi)部機(jī)理籠統(tǒng)地說是汽缸內(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程。而活塞與缸套之間的潤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滑油膜一旦中斷，則兩者表面的金屬由原來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)動產(chǎn)生的摩擦熱，這樣的熱量積累的高溫會超過金屬的熔點(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)動時兩表面熔焊點(diǎn)又被該力扯斷拉開隨之冷卻，這樣就出現(xiàn)了一個表面的材料轉(zhuǎn)移黏附在另一滑動面上形成堅(jiān)硬層或脫落為磨料。如果油膜能及時得到補(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。但根本原因就是潤滑不良和局部負(fù)載過大。大的方面可以概括起來為：活塞組和汽缸套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題；工藝水平問題；安裝質(zhì)量問題；磨合運(yùn)轉(zhuǎn)程序問題；潤滑油的選擇；燃油的處理以及使用和維護(hù)等方面的問題。而每一個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)；活塞表面對硬度對拉缸有極大的影響，如果活塞熱處理過程中升溫速率、淬火溫度和保溫時間等某一參數(shù)稍有偏差，則會產(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、高溫時強(qiáng)度差，發(fā)動機(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)動機(jī)自動熄火，熄火瞬間可能形成粘缸，如果熄火頻繁，汽缸很快就會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合理的形狀，有理想的貼合面，所以某些活塞有個錐體，而設(shè)計(jì)不合理的錐度無法保證在大負(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，可能與錐度過小有關(guān)。還有鋁合金活塞在工作過程中由于受熱及受力和金屬分布不均等原因，會造成活塞在活塞銷軸線方向伸長，為了使活塞在工作時候膨脹留變形余地，在制造加工時候?qū)⒒钊龀蓹E圓形。

（3）活塞過熱，導(dǎo)致活塞過熱又有許多因素，包括噴油時刻太早，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有，缸套過熱保不住油膜，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說，如果水垢過多過厚，汽缸水套變成隔熱層，當(dāng)發(fā)動機(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)體溫度過高，使活塞熱膨脹量超過較大值，將配缸間隙完全消除，造成拉缸，此外，潤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?；钊推椎难b配間隙是嚴(yán)格按照規(guī)定的，間隙大了冷車時候會“敲缸”，同時可能造成串氣、串油等；間隙小了熱車時可能會“拉缸”，因此裝配活塞時應(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)，分析出一些針對性有建設(shè)性的意見。

柴油機(jī)在使用過程中對有經(jīng)驗(yàn)的操作者來說，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，再過渡到停車狀態(tài)。停車后還應(yīng)在未完成冷卻前盤一兩次車，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，使該缸暫時停止噴油。

3、搖動該缸的注油器，加強(qiáng)活塞與汽缸之間的潤滑。

4、打開該缸的示功閥，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，而針對某一具體拉缸的情況有各種不同的原因，針對這些原因應(yīng)采取的對策也各不相同。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）汽缸潤滑油系統(tǒng)不清潔；

（3）啟動空氣系統(tǒng)不清潔；

（4）零件加工階段清潔處理不好。

此時建議采取的對策：維護(hù)好潤滑系統(tǒng)，防止機(jī)械雜質(zhì)和積碳混入機(jī)油和燃油內(nèi)，在使用中對三濾（機(jī)油濾清器、燃油濾清器和空氣濾清器）要及時而且正確的維護(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）配缸間隙過小。

我們建議采取的對策是：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)間隙過小；

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

（3）活塞頭部過熱（活塞冷卻不良）；

（4）超負(fù)荷工作。

可以采取的對策是：

正確選擇活塞環(huán)的開口間隙和邊間隙，使用合適的潤滑油，定期更換潤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)長時間超負(fù)荷運(yùn)行。參照柴油機(jī)使用說明，定期拆開檢查、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，而采取的對策針對原因展開，我們應(yīng)該從基礎(chǔ)和根本上加強(qiáng)對柴油機(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。