柴油機(jī)搗缸事故發(fā)生原因分析

劉雪梅

摘 要：搗缸是柴油機(jī)重大事故之一，輕者使缸套、活塞、連桿搗壞，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)重要部件如機(jī)體、曲軸、連桿、缸蓋、缸套、凸輪及活塞等損壞報(bào)廢。從使用、修理、管理的角度，探討一下?lián)v缸的具體原因及其防止辦法。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī);搗缸;事故;原因分析

中圖分類號(hào)：S219.07 ???????文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.12.072

搗缸是柴油機(jī)重大事故之一，我們對(duì)搗缸事故的實(shí)例進(jìn)行認(rèn)真分析研究，找出其原因，并在使用、修理中采取相應(yīng)的措施，就能有效地防止這種重大事故發(fā)生。據(jù)實(shí)際調(diào)查，搗缸的主要原因是：發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)出了故障以至發(fā)生了事故性損壞，但機(jī)手沒(méi)有發(fā)現(xiàn)不能及時(shí)熄火， 發(fā)動(dòng)機(jī)帶病繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)然，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的某些零件質(zhì)量不合格，也會(huì)引起搗缸事故，但這是屬于制造方面的原因，本文不準(zhǔn)備探討。下面僅從使用、修理、管理的角度，探討一下?lián)v缸的具體原因及其防止辦法。

1 事故征象

搗缸事故發(fā)生前發(fā)動(dòng)機(jī)表現(xiàn)是：短時(shí)間工作不正常，有時(shí)單缸不工作，冒黑煙;有時(shí)有一股一股的黑煙，著火“憋勁”，發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)有強(qiáng)烈的打擊聲，很像鐵錘敲擊缸體的響聲。此時(shí)如不立即停車，就會(huì)造成不良后果。

2 發(fā)生原因

2.1 連桿螺栓折斷

連桿螺栓折斷后，連桿大頭與曲軸軸頸的連接脫開。此時(shí)，連桿下端的運(yùn)動(dòng)失去控制，甩在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體上，便把機(jī)體搗爛。連桿螺栓折斷的原因有下述幾種：

（1）嚴(yán)重拉瓦、燒瓦引起連桿螺栓折斷。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生了拉瓦、燒瓦，如發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，處理不得當(dāng)，將會(huì)使瓦片與連桿軸頸抱在一起，瓦片在軸瓦座孔中轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使軸頸與瓦片內(nèi)孔、瓦背與軸瓦座孔之間均有嚴(yán)重?zé)齻⒛p。此時(shí)，如發(fā)動(dòng)機(jī)仍然繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，很可能引起更嚴(yán)重的后果——連桿螺栓折斷而發(fā)生搗缸事故。具體原因?yàn)椋孩佼?dāng)連桿瓦片燒壞，并且在連桿大頭孔中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，連桿大頭處產(chǎn)生高溫與附加應(yīng)力，使連桿螺栓工作條件惡化，受力增加;②連桿瓦片嚴(yán)重磨損，使連桿瓦間隙成倍增大，從而此處的沖擊力增加，連桿螺栓的受力增加;③上下瓦片在座孔中轉(zhuǎn)動(dòng)，時(shí)間長(zhǎng)了會(huì)因錯(cuò)位而疊加在一起，也會(huì)使連桿螺栓受力增加。根據(jù)搗缸事故的現(xiàn)場(chǎng)分析，兩只連桿螺栓往往不是一起斷掉，而是先斷一只，爾后另一只也很快斷掉。

（2）連桿螺栓上緊扭力過(guò)大。一些修理人員隨意加大連桿螺栓的扭緊力矩，以為擰得緊點(diǎn)總比松了好。其不知這樣隨意加大連桿螺栓的扭緊力矩，會(huì)使螺栓的絲扣變形、損壞以致螺栓斷裂。上緊連桿螺栓要按規(guī)定力矩，上緊力矩過(guò)大則連桿螺栓被拉長(zhǎng)變形，產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。長(zhǎng)期使用后，連桿螺栓由于應(yīng)力作用而疲勞，最終導(dǎo)致折斷，上緊連桿螺栓扭力矩過(guò)大，還會(huì)引起螺栓和螺母滑扣。絲扣受傷后，螺母和螺栓不能緊密嚙合，結(jié)合強(qiáng)度降低，造成螺母自動(dòng)脫扣。

（3）發(fā)動(dòng)機(jī)飛車。發(fā)動(dòng)機(jī)飛車后，對(duì)其損害很大，若不能正確處理，將會(huì)造成連桿螺栓折斷或連桿折斷，繼而搗缸。

（4）電焊連桿螺栓。一臺(tái)手扶拖拉機(jī)在檢修時(shí)，修理工發(fā)現(xiàn)一只連桿螺栓滑扣，便將其螺紋部分電焊，并在車床上重新挑扣。裝機(jī)后頭一次啟動(dòng)，著火不久就發(fā)生了搗缸。連桿螺拴折斷，連桿嚴(yán)重彎曲、扭曲，活塞及缸套下邊緣被打爛，機(jī)體上部被打裂。連桿螺栓、連桿、曲軸等重要零件，在工作中受力很大，不能用電焊的方法來(lái)堆焊修復(fù)。這是因?yàn)殡姾笗r(shí)的高溫，破壞了金屬的結(jié)構(gòu)，降低了零件的強(qiáng)度，在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，這些零件極易折斷。

（5）連桿螺母的鎖定不可靠。鎖定連桿螺母的開口銷必須使用標(biāo)準(zhǔn)件，如應(yīng)該使用4 mm直徑的開口銷，修理工卻使用了3 mm直徑的開口銷代替，由于開口銷直徑小在銷孔內(nèi)易松動(dòng)脫落，致使連桿螺母失去鎖定而松動(dòng)，最終造成搗缸事故。另外還需注意的是，固定連桿螺母的開口銷，只準(zhǔn)使用一次，多次使用的開口銷易折斷，使連桿螺母自動(dòng)松脫，造成連桿瓦配合間隙過(guò)大和嚙合面不均，同樣造成連桿螺栓折斷。用鐵絲鎖定的連桿螺母，鐵絲應(yīng)成“8”字形穿插，且注意螺母松脫方向。

2.2 連桿折斷

根據(jù)實(shí)際調(diào)查，連桿折斷除了飛車以及電焊連桿桿身外，還有以下幾點(diǎn)原因：

（1）活塞銷襯套破碎。一臺(tái)拖拉機(jī)一汽缸連桿小頭的襯套破碎（此時(shí)連桿受力猛增），發(fā)動(dòng)機(jī)響聲異常，而機(jī)車?yán)^續(xù)運(yùn)行，然后熄火。原來(lái)是此缸連桿折斷，發(fā)生了搗缸事故。

（2）新車不進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)，且連續(xù)拉瓦、燒瓦。一臺(tái)剛大修過(guò)的拖拉機(jī)，本應(yīng)該進(jìn)行磨合試運(yùn)轉(zhuǎn)，而沒(méi)有進(jìn)行試運(yùn)轉(zhuǎn)就投入了作業(yè)，之后幾個(gè)月內(nèi)連續(xù)發(fā)生拉瓦、燒瓦，曲軸嚴(yán)重磨損，連桿無(wú)形中也受到內(nèi)傷。最后導(dǎo)致連桿折斷，發(fā)生了搗缸。

（3）冷卻水漏光，機(jī)體嚴(yán)重過(guò)熱。一臺(tái)拖拉機(jī)發(fā)生了冷卻水漏失故障，駕駛員沒(méi)有引起注意，冷卻水漏光了也沒(méi)發(fā)覺(jué)，還在繼續(xù)駕駛，直到機(jī)體燒得發(fā)紅，一個(gè)連桿折斷，敲爛了機(jī)體。

2.3 曲軸折斷

因曲軸折斷而引起搗缸的事例很罕見，但也確有發(fā)生。一臺(tái)柴油機(jī)（帶50 kW發(fā)電機(jī)），在白班工作時(shí)聲音就不正常。交班后，聲音越來(lái)越難聽，工人便把油門關(guān)死，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)快熄火時(shí)，機(jī)體被搗爛了。拆檢發(fā)現(xiàn)：該曲軸（球墨鑄鐵的）斷成三截，中間一截與連桿還連在一起，在曲柄折斷的斷茬處，有的地方已磨得發(fā)亮。這說(shuō)明，該機(jī)器的曲軸已折斷多時(shí)，若及時(shí)熄火檢查，可避免發(fā)生搗缸事故。

通過(guò)以上關(guān)于搗缸事故原因和情況的論述，不難得出如下結(jié)論：只要我們遵守技術(shù)規(guī)程，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)認(rèn)真使用，合理保養(yǎng)，正確修理，科學(xué)管理，搗缸的事故是完全可以避免的。