济柴12v190B型钻井柴油机水温过高与拉缸问题分析

张东

摘要：水温过高对190系列柴油机不利影响显著，因此及时分析原因，有的放矢的排除故障，对柴油机正常使用至关重要。常规做法按照柴油机各系统逐一分析判断，比较零乱繁琐，本文以热量生转角度，从散热、传热、制热三个方面分层次进行分析判断，得出的结论对于实践工作中具有一定的指导作用。同时通过对维修后的柴油机出现拉缸故障的分析，进一步阐述了柴油机出现拉缸的现象和各种原因，为现场操作人员及时处理此类故障提供指导，从而避免更为严重的事故发生。

关键词：柴油机；水温过高；拉缸

1.水温过高问题分析

190系列柴油机工作过程中，正常情况下，燃料在气缸内燃烧所产生的热量，一部分转化为有效功，一部分随着废气排到大气中去，另有一部分的热量则通过与燃气接触的零件，传给冷却介质被带走，再由散热系统散发出去，使柴油机始终在允许温度范围内运行。如果柴油机出现故障，有时会比正常情况多产生热量，造成水温过高；传热系统由于积垢严重等原因，传热效率下降，也使水温升高；再者强制散热系统出现故障，生成的热量不能及时散发，会造成水温急剧升高。无论何种原因造成水温过高，都必须及时发现、分析、排除柴油机水温过高。

1.1造成水温过高的散热方面原因

190系列柴油机散热系统如果出现问题，柴油机水温上升很快，如果不及时发现、排除，后果会很严重。因此，在柴油机使用过程中，这部分应重点关注、检查。（1）冷却系统水量不足；（2）散热水箱散热片或散热铜管表面积垢过多；（3）节温器工作不正常；（4）散热风扇转速不足；（5）风扇皮带松驰断裂或张紧轮调节不当；（6）水泵叶轮与水泵轴松脱，滚键或叶轮损坏；（7）水路中有气阻、气障。

1.2造成水温过高的制热方面的原因

有时190系列柴油机工作中，传热、散热方面没有问题，由于供油燃烧系统、进排气系统、配气系统、零部件本身缺陷、超负荷、配载不均衡等原因，产生了过多的热量，已经超出了原有传热、散热系统的能力范围，从而导致水温过高。（1）产生严重拉缸现象；（2）供油提前角过迟；（3）燃油质量不符合要求，爆燃严重；（4）柴油机长时间超负荷运行；（5）缸套上有裂纹或砂眼；（6）增压器污堵；（7）燃烧室的积炭过多；（8）气门间隙值不符合要求；（9）排气总管、消声器不匹配、阻力大。

1.3造成水温过高的传热方面的原因

190系列柴油机在设计制造时，已经考虑到材料及冷却介质导热性能方面的因素，正常情况下能够满足传导热量性能要求。可实际使用过程中，冷却水中不可避免的含有矿物质，久而久之就会附着在冷却表面，形成水垢，影响热量的传导。这种影响有一个较长的时间过程，没有显著的特征，容易被忽视，然而覆垢严重能造成水温居高不下。

1.4造成水温过高原因综合分析

分析判断水温过高时应注意一个重要环节，看其是否是急剧升温，对急剧升温的情况应果断、迅速查找原因所在，首先用手触摸机体的外表，以确定水温的真实情况，如果水温虚高，那明显是水温表或传感器失灵所致。

如果急剧升温应立即散热装置是否正常工作。检查冷却水是否循环流动或者观察流速的变化现象，加以确定水泵的工作性能以及判断冷却水道内的堵塞情况。如果缸套壁有沙眼或裂纹的话，那么水箱中的水会产生大量气泡或者有冲浪的感觉。对于因风扇皮带松驰、断裂、张紧轮调节不当，液力偶合器工作不正常，风扇转速明显不足。如果散热装置正常，就要转向制热环节，摩擦生热，燃烧不良，超负荷。

190系列柴油机产生严重拉缸现象必须停车后进行逐步检查，柴油机拉缸有几种征兆，排气管冒黑烟，运转声音不正常，类似超负荷运转的感觉，呼吸器口处有大量燃气涌出，停车后盘车费劲，飞轮转动时缺乏一定的弹性，可根据摩擦阻力位确定某一缸后，打开机体侧盖板再进行仔细检查及时修理。

2.拉缸问题分析

柴油机拉缸就是指活塞、活塞环与缸套内表面之间因相互作用被损伤，在气缸壁内部出现一些深淺不一的纵向沟槽，同时在活塞环外表也会出现碳黑磨损的现象。190系列柴油机拉缸现象在生产中经常会出现，遇到这些故障怎样识别判断和排除一直是设备管理者关注的问题。

柴油机在工作中发出“咄咄”、“哒哒”等不正常的干摩擦声，或润滑油、冷却水、排气温度都显著升高，或曲轴箱冒烟，转速自动下降等现象时，就可以判断柴油机发生了拉缸。机油温度偏高、呼吸器处有大量废气排出、柴油机功率下降现象；此现象表明此台柴油机发生了拉缸故障。因此，很有必要分析一下出现此类故障的主要原因，以便使操作者在使用维护中有针对性地进行预防。

2.1柴油机拉缸故障原因分析

1）柴油机拉缸故障分析

装配时气缸间隙符合要求；单一气缸出现拉缸且是冷却条件较好的6缸，可排除活塞膨胀系数过高的可能性；柴油机修理后水温正常，排除温度过高的原因；新装空气滤清器完好，排除杂质进入气缸形成磨料磨损的原因；润滑油品质合格且活塞没有积炭。因其余各缸完好，所以主要考虑气缸套与活塞连杆组方面的原因。

2）缸套方面的原因

由于是个别缸发生拉缸故障，排除缸套制造和材质的因素。缸套使用机械压入，安装完成后对气缸都进行过测量，圆度误差、圆柱度误差均符合标准，故予以排除。

3）活塞连杆组方面的原因

（1）检查活塞销卡环，完好；（2）检查活塞销与活塞、连杆铜套之间的配合，符合标准；（3）检查活塞环，未发现活塞环断裂；（4）检查缸内积炭，活塞环未因积炭卡滞；（5）检查活塞环间隙是否过小，符合装配要求；（6）检查连杆是否弯曲、扭曲变形。通过连杆检验器进行检测，运用百分表测量试棒两端，发现连杆垂直方向平行度误差超过标准规定值0.03mm。因为连杆弯曲值超标后，会导致活塞发生偏缸。活塞在缸套内往复运动过程中形成为干摩擦，因接触面积过小，摩擦产生的高温难以散发，使活塞与活塞环间熔化粘结，形成拉缸。

2.2柴油机拉缸故障的原因综合因素分析

造成拉缸的因素主要包括：使用操作、维修装配、配件质量等三个方面，具体如下：

1）使用过程方面的因素

（1）活塞环因积炭卡死；（2）活塞环断裂；（3）空滤器失效，尘土等颗粒状硬质磨料进入气缸；（4）活塞销卡环脱落；（5）柴油机温度过高，润滑油粘度降低难以形成润滑油膜。（6）润滑油品质变差；（7）柴油机经常处于高负荷工况（8）长期冷车大油门操作；（9）新车或更换缸套、活塞、活塞环后，未经很好磨合或初期磨合运转效果不好就直接在高负荷下运转；（10）柴油机在过低温度下启动后没有经过充分暖机就带高负荷运转；（11）起车前没有盘车或用预供油泵预供油，造成缸壁润滑不良。

2）造成拉缸在维修装配方面的因素

（1）活塞环间隙过小；（2）活塞销卡环装配不当；（3）活塞销铜套铰削偏差致使活塞销与连杆轴颈平行度偏差过大导致偏缸；（4）连杆轴承装配不当；（5）连杆弯曲、扭曲程度超标；（6）气缸套变形；（7）配缸间隙过小；（8）曲轴轴向间隙过大。

3.结论与认识

190系列柴油机使用不科学、维护保养不良等是诱发柴油机拉缸的重要原因；要提高发动机的使用质量，关键在于提高操作人员和修理人员的技术水平，特别是在科学技术飞速发展，新技术、新材料、新工艺广泛应用的当今时代，如果不重视对修理及操作人员的技术培训和知识更新，不但难以完成一些新型柴油机的正常维修，甚至无法保证基本的修理质量、使用效率。

参考文献

[1]李太敏；低温下预防柴油机机体开裂方法[N]；山东科技报；2002年

[2]潘树良；柴油机机体出现裂纹的补救[N]；新疆科技报（汉）；2002年