重柴油引发的积碳问题及环折断导致拉缸的故障分析与处理
某船使用的主机为捷克斯洛伐克生产的6L350PN型涡轮增压四冲程柴油机。该机额定功率为980马力，额定转速375转/分，配备6个气缸，缸径350毫米，行程500毫米。随着节能的推行，柴油的品位逐渐下降。该船自1980年起，将原先使用的O#或10#轻柴油更换为20#重柴油，并在主机上加装了冬季电加热装置，以确保低温环境下的顺利运行。
在改燃重柴油后，机组经历了632小时的正常运行。某次航行途中，船舶驶向目的港时，主机曲轴箱的通风口和进、排气阀的挺杆导筒孔附近冒烟越来越严重。特别是在第四缸外壁，出现了明显的刮擦声，船员发现主机转速从原本的365转/分下降到350转/分。进一步检查显示，第4缸开始出现拉缸现象，表现在气缸压缩压力偏低且不均匀，第4缸的压缩压力比其他气缸低了6-7公斤/厘米²。与此曲轴箱通风口冒烟，气缸盖冷却水温度较高，明显超过了其他缸的4-5℃。这些异常现象指示着第4缸存在严重的拉缸问题。
在发现故障后，轮机长立即切断了该缸的燃油供应，暂时停止了该气缸的工作，以避免进一步损坏。
故障处理
船舶抵达目的港后，船员迅速展开抢修，首先拆卸了第4缸的气缸盖，并将拉出。检查发现头部严重烧毁，裙部有明显的拉伤痕迹，且第一道和第二道气环已断裂成碎片，气缸壁也出现局部拉伤。经过手工修磨并更换了及环后，机组顺利进行了试车，运行状况良好。但由于任务紧迫，未能及时对拉缸的具体原因进行深入分析，船舶便继续出航。
故障原因分析
该机组在多次使用过程中，曾发生过类似的拉缸故障。通过对故障原因的分析，可以归结为以下几点：
燃料更换导致燃烧不良
从轻柴油改为重柴油后，柴油的质量发生了显著变化。20#重柴油中的重馏分成分较多，容易造成燃烧不均匀，增加了滞燃期，甚至可能出现不完全燃烧的现象。这使得燃烧过程中产生的碳分和灰分增多，从而加剧了、环和缸套等部件的磨损。在发动机运行过程中，积碳沉积在环的环槽内，使环受到反复弯曲，最终导致其断裂。断裂的环片会泄漏气体，逐步破碎成小块，这些碎片会成为磨粒，对和缸套造成进一步的严重磨损，产生高温，最终引发拉缸故障。
缺乏暖机设备及操作不当
该机的为铝合金材质，其热膨胀系数较大，冷态时与气缸套之间的配合间隙较大。由于缺乏预热系统，船舶在冷启动时便进行全速航行，造成与缸壁之间的剧烈碰撞和摩擦。特别是在柴油机油和水温尚未达到正常工作温度时，和缸壁之间的配合不当，极易导致敲击气缸壁，进一步加剧环的损伤。这种过度的振动会加速环的疲劳，最终导致其断裂。
重柴油质量问题
重柴油中含有较高的残碳、灰分、机械杂质和水分，这些成分不仅会增加柴油滤清器的堵塞风险，还会导致燃烧后积碳、灰分沉积在、缸套和喷油嘴等部件上。长期以来，柴油机内部的积碳问题得不到及时清理，会导致更多的部件磨损，并增加拉缸的发生概率。船员需要定期清理和保养这些关键部件，以减少积碳的堆积。
故障预防与改进措施
针对上述问题，可以采取以下几项改进措施来预防类似故障的发生：
优化燃烧过程
重柴油由于其较高的重馏分成分，容易导致燃烧过程不完全，排气温度升高并产生黑烟。为了解决这一问题，可以调整喷油器的角度和压力，提前2°喷油，并将喷油压力提高15公斤/厘米²，以优化燃烧过程。通过这些调整，可以明显改善燃烧效果，降低排气温度并减少有害排放，排气烟色也将由黑色变为淡灰色。
加装预热设备
为了避免冷启动时与气缸壁之间的冲击，可以安装辅助柴油机的冷却水加热装置。在出航前，利用备用柴油机的冷却水对主机进行预热，将冷却水温度提高至40℃左右，这样可以有效减少冷车启动时的磨损，避免因温度过低导致的敲击。
加强维护和清洁
鉴于重柴油中杂质较多，柴油滤清器容易堵塞，积碳和灰分也容易沉积在机组的各个部件上，因此必须加强日常的保养和清洁工作。定期检查和更换滤清器，清除机组内的积碳，并及时检查喷油嘴和环等重要部件，确保其处于良好的工作状态。
通过以上措施，可以有效降低重柴油带来的负面影响，减少因积碳和磨损引发的故障，延长发动机的使用寿命。
故障分析该轮主机因改用20#重柴油后，燃烧条件恶化，积碳增多，导致环断裂、磨损和最终拉缸。船员在发现故障后采取了及时处理措施，但由于时间紧迫，未能在出航前充分分析故障原因。通过事后的分析，结合机组的使用情况，可以得出上述结论，并建议通过优化燃烧、加装预热设备和加强清洁维护等措施来防范类似问题的再次发生。