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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。（3）机油压力过低。出现该种情况的原因有很多，比如机油油路堵塞，机油泵损坏，机油压力传感器损坏，机油粘度太低，机油滤清器有问题，容易造成零件过度，甚至发生烧瓦抱轴、活塞烧蚀等机械故障。
2 实例分析
2.1 基本概况
某船用发电机组高压油泵传动机构漏油，在机组恢复性试验中出现曲轴箱压力高报警停机，经拆检发现柴油机（TBD620V12）A2、B1、B2 缸气缸套断裂，故对该机进行扩大拆检修复。柴油机于2018年9月5日修复完毕，在恢复性磨合试验运行至 80%功率时突然出现异响，紧急停机后拆检发现 A2、B5缸拉缸，其中 A2 气缸套断裂。故障柴油机累计运行时间为 26751 小时。
2.2 现场拆检情况
对该机组进一步拆检，具体情况如下：①检查两组滑油滤器，壳体内有金属屑，滤前金属屑稍多一些，滤后金属屑微小颗粒不多。②检查A2故障缸活塞，圆周方向均严重拉伤，活塞体从头部到裙部拉伤产生的铝屑粘接在气缸套内壁。使用压缩空气检查活塞进出油孔通畅，使用柴油检查活塞油环槽中的四个油孔通畅无堵塞。气缸套从第一道0形圈槽处断裂。③检查BS故障缸，活塞分别有四个方向拉缸，拉缸方向均与活塞环环槽的四个油孔基本对应。
拆下油环及弹簧检查有油渍无生锈，用柴油倒入活塞检查活塞油环槽内四个油孔通畅无堵塞，活塞进出油孔正常无堵塞；活塞销油孔位置磨损较严重，手摸衬套表面较粗糙。④拆下其它10个缸活塞连杆组，检查活塞外观无明显异常，检查活塞环侧隙及开口间隙无异常，检查连杆大端轴瓦不同程度的拉痕，检查连杆小端衬套有不同程度的磨损，其中B1，B2，B6拉痕较深。⑤拆下其它10个缸气缸套，检查发现气缸套内均有纵向拉痕（头发丝似得竖纹）其中A1，A4，B3，B4，B6气缸套内纵向拉痕手摸有轻微的刮手感。其它缸套虽有竖纹手摸表面光滑无感觉，正常的网纹存在。对10个气缸套进行测量缸径均在技术极限范围内，满足使用要求。另对B2，B3，B4缸气缸套0形圈槽位置着色探伤，未见明显异常。⑥拆下A1/B1，A2/B2，A5/BS，A6/B6缸活塞冷却喷嘴盖板，检查盖板内有油水混合物油渍非常黑，且内部有少量微小颗粒。嘴吹喷嘴孔正常通畅，倒入柴油检查喷嘴孔出油正常。⑦分解清洗滑油调压阀，阀体内部有金属屑。⑧拆下机体挺柱发现挺柱孔内壁有微小颗粒物。⑨清洗活塞积碳，发现6个活塞顶部有不同程度痕迹。
2.3故障原因分析
根据以上拆检现象，导致柴油机轴瓦划伤、拉缸以及活塞顶部痕迹的原因分析如下：①柴油机轴瓦划伤。主要是由于滑油滤器失效使颗粒物进入滤器后主油道，进而进入各运动摩擦副，导致轴瓦划伤。②柴油机拉缸。根据拉缸痕迹与活塞油环槽内的四个出油孔位置一致的现象，推断由于滑油滤器失效使颗粒物进入滤器后主油道，进而通过活塞冷却喷嘴进入活塞润滑油腔，从活塞上油环槽小孔出来时，在油环与气缸套接触表面造成划伤，进而导致拉缸。③柴油机活塞顶部痕迹应为高温腐蚀现象，可能由于柴油机主油道内颗粒物通过活塞冷却喷嘴进入活塞油腔，降低了滑油对活塞的冷却效果，使活塞顶温度未及时导出而升高。也可能为柴油机喷油提前角偏大，喷油器过早喷出燃油未充分燃烧导致，喷油提前，则滞燃期长，在滞燃期内喷入的燃烧室的燃料增多，在着火前形成的可燃混合气也多，这些预混合燃料在急燃期几乎同时燃烧，使压力升高率和最高燃烧压力升高，运动零件受到强烈的冲击负荷，柴油机运转粗暴。
2.4修复方案
（1）对机体气缸孔水腔进行清理。（2）对连杆、连杆瓦进行检查、测量，不符合技术要求的进行更换。（3）对气缸套进行检查、测量，不符合技术要求的进行更换。（4）对活塞组进行检查，不符合技术要求的进行更换。（5）清洗所有活塞冷却喷嘴，确保喷油嘴通畅。（6）清洗油底壳。（7）检查滑油冷却器，检查清洗滑油调压阀。（8）检查、清洗滑油双联滤器并更换滤芯。（9）检查、清洗滑油离心滤器。（10）检查、清洗气缸盖。（11）检查、雾化喷油器。（12）复查喷油提前角。（13）换新滑油，采用滑油预供油泵对机体润滑油道进行串油，串油后检查并更换滑油滤芯，根据滤器内金属屑过滤的情况，增加串油次数，确保滑油系统清洗干净。（14）复装柴油机外围管路，恢复后的机组进行试验。
总之，随着船舶行业的快速发展，船舶用柴油机的使用频率和强度不断提升。于特殊的作业环境和柴油机的结构特点，增加了柴油机拉缸及轴承损伤的故障率。因此针对发动机水温过高、机油压力过低和缸套外径与机体缸套孔内径的间隙问题引起的拉缸故障，以及轴承出现的磨损、剥落、烧熔等故障现象进行分析研究，并采取科学合理的维护维修措施。加强定期检测清洗，正确合理的操作使用，减少或避免故障的发生，提高船舶用柴油机的工作效率和使用效率，保障船舶行业的健康有序发展。
参考文献：
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[2]张永祥，王宇，姚晓山.基于加窗和卷积神经网络的柴油机拉缸故障诊断[J].车用发动机，2019（06）
[3]王宇，张永祥.柴油机拉缸故障监测诊断方法综述[J].设备管理与维修，2019（16）