柴油機(jī)重大事故發(fā)生原因分析

李成會(huì)

摘 要：平衡軸斷裂、搗缸、機(jī)體破裂一旦發(fā)生，將給使用者帶來巨大損失，了解故障發(fā)生的原因，做好預(yù)防工作，對(duì)延長機(jī)器的使用壽命很有必要。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī)；重大故障；原因分析

中圖分類號(hào)：S21907 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.08.040

柴油機(jī)發(fā)生平衡軸斷裂、搗缸、機(jī)體破裂機(jī)械事故，輕則導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)不能工作，要停機(jī)大修，重則將損壞缸體、曲軸等零件，使整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)廢。

1 上、下平衡軸斷裂

柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)突然發(fā)出“喀噠”一聲，柴油機(jī)自行熄火，有時(shí)把機(jī)體、缸蓋打破。檢查后，發(fā)現(xiàn)平衡軸斷裂。

1.1 原因分析

（1）平衡軸材料質(zhì)量有問題，如有氣孔、砂眼等鑄造缺陷，強(qiáng)度達(dá)不到要求。

（2）平衡軸軸承松動(dòng)或軸承座孔磨損較大，軸承長期走外圓，工作不平穩(wěn)，造成平衡軸折斷；突然提高轉(zhuǎn)速或因“飛車”等使轉(zhuǎn)速急劇提高，造成平衡軸折斷。

（3）飛輪與曲軸因配合松動(dòng)而產(chǎn)生撞擊，撞擊產(chǎn)生的動(dòng)載荷傳給了上、下平衡軸，使平衡軸由于疲勞而折斷。

（4）平衡軸兩軸頸或機(jī)體上兩軸承孔不同軸度超差，平衡軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有別勁，導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活而折斷。

1.2 故障排除提示

排除平衡軸斷裂故障時(shí)，除了更換新平衡軸外，還應(yīng)檢查平衡軸軸承有無松動(dòng)，有無走外圓現(xiàn)象。

2 搗缸

發(fā)生搗缸前，發(fā)動(dòng)機(jī)一般工作不正常，運(yùn)轉(zhuǎn)無力，有一股一股的黑煙冒出，并有嚴(yán)重的敲缸聲，發(fā)生此癥狀應(yīng)立即停車熄火檢查。此時(shí)如不立即停車，就會(huì)造成不良后果。

2.1 原因分析

（1）活塞銷折斷。造成活塞銷折斷的原因有：①活塞銷質(zhì)量問題。②活塞銷與連桿小頭襯套孔的間隙，一般在0.015～0.040 mm范圍內(nèi)，超過0.07～0.10 mm，應(yīng)修理或更換。間隙過大，柴油機(jī)工作中會(huì)發(fā)出敲擊聲，而且活塞銷很容易在交變沖擊力的作用下疲勞折斷，造成搗缸事故。③連桿小頭孔與襯套的配合緊度一般在0.033～0.099 mm范圍內(nèi)。實(shí)踐證明，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速2000 r/min，緊度在0.02 mm左右，工作中襯套很易松動(dòng)。襯套松動(dòng)后，會(huì)發(fā)出“噠、噠”的敲擊聲，而且易使活塞銷折斷，發(fā)生搗缸事故。④活塞銷孔的中心線偏斜，與活塞縱向中心線不垂直，不僅會(huì)使活塞偏缸，加速活塞與缸套的磨損，造成燒、排機(jī)油，而且柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中，活塞銷會(huì)受到附加應(yīng)力作用而折斷，引起搗缸。

（2）連桿螺栓折斷。造成連桿螺栓折斷的原因有：①連桿螺栓的材質(zhì)不佳，承載能力差，疲勞折斷。②連桿螺栓扭緊力矩過小、軸瓦間隙過大、沖擊載荷過大或燒瓦引起連桿螺栓折斷。③連桿螺栓、螺母的鎖緊裝置在工作中松動(dòng)，也會(huì)造成連桿螺栓松動(dòng)而折斷。用鎖緊墊片防松的，應(yīng)注意，墊片一般只用一次，其邊緣必須可靠地折在螺母的側(cè)面上。用鐵絲綁扎固定的，應(yīng)注意鐵絲作用在每個(gè)螺母上的力矩方向，應(yīng)和它們的旋緊方向一致。用開口銷防松的，當(dāng)扭緊的力矩已達(dá)到，但沒對(duì)正孔而穿不上銷子時(shí)，只能繼續(xù)扭緊，直至對(duì)上孔為止，而不能扭松。

（3）缸套脫缸。缸套上部臺(tái)肩與缸體接觸臺(tái)肩處折斷，會(huì)使活塞、連桿、曲軸及機(jī)體等零部件損壞。除缸套材質(zhì)不好，處理不當(dāng)或內(nèi)部有砂眼、裂紋等原因外，尚有下列原因：①缸套的臺(tái)肩上端面凸出機(jī)體平面過高，在上緊缸蓋時(shí)，使臺(tái)肩與缸體連接臺(tái)肩處產(chǎn)生裂紋，壓斷缸套。②缸套臺(tái)肩與缸體截面改變處圓角太小或沒有圓角，柴油機(jī)工作時(shí)在交變載荷作用下，此處產(chǎn)生應(yīng)力集中，慢慢產(chǎn)生裂紋，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生脫缸。③缸套臺(tái)肩上下平面不平，或缸套臺(tái)肩下平面與機(jī)體支承面之間墊有臟物，使其歪斜，或因制造質(zhì)量問題，缸套裝入后，臺(tái)肩凸出機(jī)體一邊高一邊低。時(shí)間長了，活塞工作時(shí)的側(cè)壓力，有可能使其在交變載荷下斷裂脫缸。

（4）活塞銷孔處斷裂。除未按規(guī)定安裝活塞銷，將活塞銷孔撐出裂紋，導(dǎo)致活塞銷斷裂搗缸外，尚有下列原因：①活塞與缸套安裝時(shí)，其間隙小于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，或者是標(biāo)準(zhǔn)缸套誤安上了加大尺寸的活塞。工作時(shí)零件受熱膨脹，摩擦阻力增大，產(chǎn)生過多的熱量造成粘缸。粘缸初期未及時(shí)熄火，柴油機(jī)被迫熄火后，連桿將活塞在銷座處拉斷。拉斷后繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致?lián)v缸。②活塞與缸套因磨損過多，間隙過大，活塞上、下運(yùn)動(dòng)時(shí)，敲擊嚴(yán)重，致使活塞被撞斷而搗缸。③連桿彎曲、扭曲變形，會(huì)使活塞受較大的附加應(yīng)力，導(dǎo)致折斷搗缸。

（5）平衡軸或平衡重塊斷裂。平衡軸材質(zhì)不好，或軸向間隙太大與其它零件相撞，平衡軸會(huì)斷裂。曲軸臂上的平衡重塊，因固定螺栓松動(dòng)或由于飛車、超載，也會(huì)斷裂甩下來，斷裂后的碎塊會(huì)導(dǎo)致?lián)v缸。

2.2 故障排除提示

駕駛員在行駛中，既要注意駕駛技術(shù)與處理故障的能力， 更要注意觀察機(jī)械運(yùn)行中的異常變化， 不能聽到異響還盲目帶病運(yùn)行，以致?lián)v缸釀成大禍。發(fā)動(dòng)機(jī)在發(fā)生搗缸前必有征兆，且有從量變到質(zhì)變的過程，駕駛員稍有警惕就會(huì)察覺。

3 機(jī)體破裂

機(jī)體破裂表現(xiàn)為機(jī)體壁滲水，冷卻水消耗量大，或流入油底殼，使機(jī)油變質(zhì)、變稀。

3.1 原因分析

（1）柴油機(jī)在寒冷的環(huán)境工作，工作結(jié)束后忘記放掉冷卻水，冷卻水結(jié)冰后體積膨脹，將機(jī)體凍裂。

（2）柴油機(jī)冷卻水因蒸發(fā)或泄漏而缺水甚至耗干，此時(shí)柴油機(jī)的溫度很高，如果突加冷卻水，會(huì)使缸體位于缸套上部位置因驟冷而炸裂。

（3）柴油機(jī)底腳螺栓松動(dòng)，或柴油機(jī)振動(dòng)大，使機(jī)體開裂。

（4）上、下平衡軸斷裂，連桿螺栓斷裂或連桿小頭斷裂而打壞機(jī)體。

3.2 故障排除提示

機(jī)體破裂，故障明顯，排除方法可根據(jù)故障的情況而定。若是機(jī)體被打破，無法修補(bǔ)，則應(yīng)更換機(jī)體；若是機(jī)體產(chǎn)生裂紋，可到修理廠用鑄鐵焊條進(jìn)行修補(bǔ)。