柴油机活塞烧顶故障原因浅析

柴油机活塞烧顶故障原因浅析

柴油机在使用的过程中活塞烧顶是常见的现象，本文将主要从以下几个方面讲述柴油机活塞烧顶的原因，希望用户在使用柴油机时加强维护，使柴油机一直保持良好的状态。柴油机活塞烧顶的主要原因： 1.喷油器滴油或者雾化不良，柴油机内燃油长时间再活塞顶部燃烧，造成活塞顶部高温，从而使活塞烧顶。

2.柴油机活塞严重磨损或者断裂机油上窜，导致活塞烧顶。 3.选择了劣质润滑油，加速了柴油机汽缸磨损，曲轴箱废气压力增大，燃烧室内积碳增多，从而导致活塞烧顶。

4.柴油机各缸供油量和供油时间不均匀，使部分汽缸燃烧过程恶化，形成积炭或者严重后燃，柴油燃烧的热量使部分汽缸内的活塞顶温度过高，导致柴油机材料热疲劳而烧熔，导致活塞烧顶。 5.活塞缸套质量有问题，如果柴油机的活塞在铸造时存在气孔、疏松、微裂纹、夹渣等缺陷，在高温高压作用下，这些缺陷就会成为疲劳源而导致活塞疲劳损坏；活塞中的夹渣首先熔化，造成活塞烧熔。所以柴油机在选择活塞时一定要注意选用原厂或质量过硬的活塞。 6.活塞顶间隙不当，装配柴油机时，如果活塞顶间隙调整不当，就会影响柴油机的压缩比，导致活塞拉缸或者活塞烧顶，这就要求柴油机在装配时要严格按照要求调整。

7.超负荷的柴油发动机转速运行很长一段时间，破坏的发动机冷却。活塞有一个长期热应力和机械应力，容易疲劳消融。

8.活塞环损坏或折断。活塞环损坏或折断导致活塞环装配不能密

切缸壁，活塞顶部不能散去大规模的热量，而且还导致窜高温气体，其结果是顶端活塞和活塞环槽过热而烧融。

许多中小型柴油发动机由于汽缸直径较小，要完成活塞复杂的内、外部结构布置存在较多困难，故大部分活塞都不设加强筋，都从增加活塞顶的厚度来满足强度要求，但过厚的活塞顶结构，一方面增加了活塞顶的热容量，另一方面散热速度较慢，这两方面都会增加活塞顶的温度，使活塞顶有较高的热应力，容易导致活塞顶的热疲劳损坏。

硅铝合金在450℃左右机械性能急剧下降，材质变化发生热疲劳损坏。很多情况都会导致活塞顶部温度超过450℃，从而使活塞容易熔化而损坏。柴油发动机的活塞易在铸造时产生气孔、疏松、微裂纹、夹渣等缺陷，这些内部缺陷在柴油发动机工作时的高温、高压的作用下，会成为疲劳源而导致疲劳损坏。活塞材料中的杂质会在高温、高压的作用下而熔化，导致活塞的烧熔和开裂。喷油嘴在工作中会出现滴油、二次喷射、燃油雾化不良等情况，这些情况的出现，都会使燃油滴到活塞顶上，形成活塞顶的局部高温区，使活塞顶的局部温度升高，热应力增大，导致活塞顶部烧损。供油量和供油角度严重不均时，将使部分汽缸燃烧恶化，形成积炭或严重后燃，柴油燃烧热量不能用来做功，使部分汽缸活塞温度过高，材料变质烧熔。柴油发动机在工作中往往会在活塞顶、活塞环槽处形成积炭，这些积炭都会成为

活塞顶的局部过热区域点，使活塞顶产生局部高温而烧熔。柴油发动机活塞环在工作中经常发生咬死、断裂，大大减少了活塞顶部热量向外传递，使活塞顶部温度升高而导致烧熔。另外，因活塞环咬死和断裂而失去密封作用，导致高温燃气大量下泄，活塞环槽部位的温度升得很高，使形状复杂、强度较低的活塞环槽部位烧熔。有些柴油发动机使用者不按操作规程使用，使柴油机长期超速、超负荷运行，活塞在高温下长期工作，在过高热应力和机械应力作用下，材料易发生热疲劳和机械疲劳，活塞顶容易烧熔和开裂。

发动机，特别是柴油机拉缸或活塞烧顶是较为常见的故障之一。发动机（柴油机）拉缸或活塞烧顶大多发生在活塞顶部和第一、二道活塞环槽处，损坏形式主要有顶面烧熔、穿孔、麻坑和顶部周围处的键槽状缺口、塌陷。活塞烧顶将导致高温燃气窜入曲轴箱、加速润滑的氧化变质、汽缸密封性变差、压缩比下降、燃油燃烧过程变坏、 发动机的动力性和经济性下降；严重时活塞开裂破碎，损坏缸套、连杆、曲轴、机体等零部件。综合各类发动机拉缸或活塞烧顶的文章介绍，发动机（柴油机）拉缸或活塞烧顶的原因大致有以下几个方面： 一、造成发动机（柴油机）拉缸或活塞烧顶的主要因素 １、使用和保养方面的原因：

（１）柴油机经常在全负荷工作时突然停机； （２）柴油机润滑油有问题； （３）柴油机柴油有问题；

（４）柴油机低速运转时间太长；

（５）柴油机喷油泵油量太大或供油不均匀； （６）柴油机喷油嘴工作不良； （７）柴油机长时间超负荷运行； （８）柴油机刚起动即投入全负荷运行。 ２、零部件和调整方面的原因 （９ ）活塞缸套质量有问题 （１０）活塞顶间隙不对 （１１）供油提前角不对 （１２）机油冷却喷嘴损坏 （１３）其它调整原因

二、柴油机“拉缸”或活塞“烧顶”故障原因及排除方法 （１）柴油机经常在全负荷工作时突然停机

柴油机经常在全负荷工作时突然停车，由于柴油机在全负荷工作时，汽缸内部的温度瞬间可达２０００Ｋ以上，全负荷停机后，个别汽缸由于正处在膨胀冲程，缸内温度仍然很高，可达１０００Ｋ以上；此时，如果没有及时采取措施转动发动机排除废气，则该缸活塞可能就会出现局部烧熔。重新起动发动机投入全负荷工作后，数分钟之内该缸活塞就会出现严重的烧顶故障。 排除方法：

首先要避免柴油机在全负荷作业时出现突然停机故障，如果出现类似故障，一定要立即转动柴油机曲轴数圈，或用起动马达拖动柴油

机运转数次，每次５－６秒时间，并尽快判断突然柴油机停机原因。 注意：在未判明故障原因之前，不要盲目重新启动柴油机。 （２）柴油机润滑油有问题

如果润滑油选用不合适，如低温时选用了高温用油，或润滑油长时间没有更换，使发动机起动时的润滑条件变得恶劣。如果此时柴油机未充分预热即投入全负荷工作，可能导致发动机产生拉缸故障。 如果选用了劣质润滑油或质量等级很低的润滑油，也可能由于润滑不良，加速汽缸磨损，曲轴箱废气压力增大，使燃烧室机油和积碳增多而导致活塞拉缸或烧顶。曲轴箱废气闭式循环系统更应特别注意这个问题。 排除方法：

严格按要求选用柴油机润滑油。

根据季节的不同，选用不同牌号的润滑油。如果润滑油选择得不合适，将造成柴油机的严重损坏。选用润滑油的一般要求是：在确认了润滑油的质量等级之后，夏季高温区使用高温润滑油（如４０、５０、６０等）， 冬季严寒区使用低温润滑油（如０Ｗ、５Ｗ、１０Ｗ等）。其它地区使用混合润滑油（１５Ｗ４０、２０Ｗ４０等）。 按照使用说明要求选用润滑油的质量等级，可以选用比使用说明书规定高的润滑油，但决不能选用低于使用说明书要求的润滑油（比如：使用说明书要求使用ＣＤ级润滑油，可以选用ＣＥ、ＣＦ质量等级的润滑油，不能选用ＣＣ、ＣＢ质量等级的润滑油）。 （３）柴油机燃油有问题

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