正常情況下，往複式壓縮機或內燃機的曲軸和連桿軸頸等運動部件飛濺出來的潤滑油落到氣缸壁上，由於活塞的「泵油」作用，使活塞環、活塞及缸套表面形成一層極薄的油膜。這層油膜一方面使運動部件之間的摩擦係數降低，另一方面使相對運動的零件間建立起流體壓力，以支承活塞環和活塞。如果油膜形成良好，便可以保證機器正常運轉，否則會產生拉缸現象。
一、故障機理
引起拉缸的原因比較多，但從拉缸的現象和機理分析，通常是由於活塞與氣缸壁局部區域的油膜破壞所造成的。摩擦副表面產生的熱量與其相對運動速度、作用壓力和摩擦係數的乘積有關，摩擦產生的熱量使局部區域溫度升高，導致局部點狀膨脹凸起。若這時如能及時得到潤滑與冷卻，就能將剛出現膨脹凸起的部分磨合掉；此時若不能得到良好的潤滑與冷卻，摩擦熱會繼續增長，熱量又不能及時傳出，會造成氣缸與活塞過熱，油膜完全破壞，使溫度上升到高於金屬粘附的臨界溫度時，凸起由點狀發展成塊狀，硬質金屬顆粒磨落成為磨料，加劇磨損的惡性循環，最終導致拉缸故障的發生。
拉缸可分為輕度拉缸和嚴重拉缸。輕度拉缸時，通常在氣缸壁上有幾條深約10μm左右的條狀貫通拉傷痕迹，在排氣口筋部及其上方或燃燒室附近有較大面積的拉傷痕迹，活塞環外表面只有局部拉傷條紋，在活塞裙部外表面無拉傷痕迹。嚴重拉缸時，在缸套工作表面會出現較大面積的拉傷痕迹，有非常明顯的手觸感，在活塞裙外表面有嚴重的較大面積的拉傷，甚至有明顯的咬合痕迹，在這種情況下，很有可能發生抱缸故障，造成嚴重事故。
二、故障原因
根據上述分析可知，造成拉缸故障的原因主要如下：
(1)設計間隙過小或新缸套、新活塞、新活塞環配合間隙過小，磨合時間不夠即投入使用；
(2)材質不均勻、局部膨脹量過大；
(3)柴油機油溫過高，潤滑油黏度降低；
(4)潤滑油位過低；
(5)潤滑油臟或主油道有異物；
(6)潤滑油中進水；
(7)潤滑油泵故障；
(8)冷卻機低溫強迫起動；
(9)活塞環折斷損壞。
三、拉缸信號的特徵及其分析
發生拉缸故障時，高頻部分的能量變化較為顯著。當內燃機活塞由下止點向上止點運動時，通過氣缸套對氣缸蓋產生向上的衝擊。由於在上止點處曲柄連桿機構側壓力換向，所以此時活塞對缸套的衝擊最大，幾乎與柴油機發火同步。柴油機出現拉缸故障后，油膜被破壞，活塞與缸套之間的摩擦比正常工作時大幅度增加，因此氣缸蓋向上的衝擊力也有較大的增加。
圖1所示，為某柴油機發生拉缸時的故障信號與正常信號的對比情況。正常工作時，柴油機發火時的加速度響應幅值為0.3860V，如圖(a)所示。發生拉缸故障時，柴油機發火時的加速度響應幅值為0. 5042V，為正常時的1.31倍，如圖(b)所示。
往複式壓縮機或內燃機的氣缸蓋上振動加速度響應的功率譜分佈在0～4.5kHz之間，大致可劃分為如下三個頻帶：①0~1.5kHz；②1.5～3.0kHz；③3.0~4.5kHz。
正常工作情況下，能量主要均布在第一和第二個頻帶內，如圖1（a)所示。
當柴油機拉缸時，第一和第二個頻帶比正常情況下略有增加，第三頻帶比正常時有所拓寬，而且能量也比正常時有明顯增加，如圖1(b)所示。
圖1 某內燃機正常信號與拉缸故障信號對比
發生拉缸故障后，缸套內壁油膜被破壞，活塞環與氣缸套在油膜被破壞的區域成為干摩擦，金屬表面被拉傷，粗糙度大大增加，因而活塞環對氣缸套由於摩擦而產生的激勵為高頻激勵，這就是功率譜中第三個頻帶比正常時有所拓寬、能量也有明顯增加的原因。
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