柴油機曲軸斷裂故障診斷與預防措施

尤艷忠

（江西省工業(yè)和信息化研究院，江西 南昌 330096）

曲軸的折斷通常是從最小裂紋處開始，產(chǎn)生裂紋斷裂部位大部分是出現(xiàn)在頭缸或末缸連桿軸頸圓角處與曲柄臂聯(lián)結部分。在運轉過程中，裂紋逐漸擴大，到達一定程度時突然折斷。在折斷面上觀察時常會發(fā)現(xiàn)褐色部分，這顯然是舊裂紋，光澤發(fā)亮組織才是發(fā)展到后來突然折斷的痕跡。

1 柴油機曲軸斷裂故障診斷

1）曲軸軸頸兩端的圓角過小。磨曲軸時磨工未能正確控制該曲軸的軸勁圓角，除了弧面加工粗糙外，圓角半徑也過小，因而曲軸工作時圓角處就產(chǎn)生較大的應力集中，并縮短了曲軸的疲勞壽命。

2）曲軸主軸頸軸線偏移。曲軸主軸頸軸線偏移，破壞了曲軸組件的動平衡，柴油機高速運轉時便產(chǎn)生強大的慣性力，導致曲軸斷裂[1]。

3）曲軸的冷較量過大。曲軸經(jīng)長期使用，特別是發(fā)生燒瓦或搗缸事故后，會發(fā)生較大的彎曲，應卸下進行冷壓矯正。由于校正時曲軸內(nèi)部金屬塑性變形會產(chǎn)生很大的附加應力，從而降低曲軸的強度，如果冷較量過大，就可能是曲軸受損或出現(xiàn)裂紋，這種曲軸裝機使用不久就會斷裂。

4）飛輪松動。若飛輪螺栓松動，曲軸組件便失去了原有的動平衡，柴油機運轉后就會發(fā)生抖動，同時產(chǎn)生很大的慣性力，致使曲軸疲勞，容易在尾端產(chǎn)生斷裂。

5）曲軸自身質量差。購買曲軸不可貪圖便宜，一定要從正規(guī)渠道進貨。裝機前還應仔細檢查，若有問題則及時更換或退貨。另外，發(fā)動機大修時，對曲軸應進行磁力探傷檢查或浸油敲擊檢查，若軸頸表面有徑向或延至軸肩圓角的軸向裂紋，該曲軸則就不可再用。

6）主軸瓦不同軸。曲軸裝配時，若缸體上各道主軸瓦的中心線不同軸，柴油機工作后就容易發(fā)生燒瓦抱軸事故，而曲軸在交變應力的強烈作用下也會斷裂。

7）曲軸裝配間隙過大。若曲軸軸頸與軸瓦配合間隙過大，柴油機運轉后曲軸會沖擊軸瓦，只是合金脫落而燒瓦抱軸，曲軸也易受損。

8）供油時間過早或各缸油量不均。若噴油泵供油時間過早，活塞還未到上止點就燃燒做工，會引起柴油機爆震，并使曲軸受到交變應力的沖擊。若各缸供油量不均，會因各缸爆發(fā)力不一致而使曲軸各軸頸受力不勻，從而過早地疲勞、產(chǎn)生裂紋。

9）曲軸潤滑不良。若機油泵磨損嚴重，潤滑油道臟污、流通不暢，都會使供油量不足、油壓下降，導致曲軸與軸瓦之間不能形成正常的潤滑油膜，從而產(chǎn)生干摩擦并造成燒瓦抱軸、折斷曲軸等大事故。

10）操作不當引發(fā)曲軸斷裂。若作業(yè)中油門過大或過小、制動頻繁或長時間超負荷運轉，都會使曲軸受到過大扭矩或沖擊載荷而受損。另外，柴油機發(fā)生飛車、搗缸和頂氣門等事故時，也易是曲軸斷裂[2-3]。

2 柴油機曲軸斷裂故障預防措施

1）在修理曲軸以前，要認真檢查曲軸是否有裂紋，特別注意圓角過渡部位，如有裂紋軸應予報廢。光磨軸頸時，應使軸頸與曲柄臂保持一定的圓角半徑，切不可任意縮小圓角半徑尺寸，應注意圓角部位的表面光潔度，否則將造成應力集中，而使曲軸斷裂[4]。

2）軸頸尺寸磨損超限時，要盡量選用對軸頸疲勞強度影響較小的方法予以恢復，如采用噴鍍法對軸頸疲勞強度降低則較少，而采用堆焊法恢復時，則疲勞強度降低幅度較大。

3）各道軸頸與軸承的配合間隙和端隙要按標準，間隙過大，易因沖擊而損壞曲軸，間隙過小則可能因抱軸而折斷曲軸。在裝配方面，點火時間要校對準確，不能過早或過晚，注意曲軸、飛輪和離合器的平衡。

3 結束語

綜上所述，發(fā)動機長時間使用后其曲軸的修復，就相當于發(fā)動機壽命的修復。在使用中很多原因會造成曲軸的損壞，除曲軸本身的材質、形位尺寸、加工質量、氮化處理等因素外，還會出現(xiàn)不正常損傷、軸頸表面產(chǎn)生劃痕拉傷、燒傷、裂紋，以及曲軸發(fā)生變形、斷裂等故障或事故。曲軸是發(fā)動機中最重要的部件。它承受連桿傳來的力，并將其轉變?yōu)檗D矩通過曲軸輸出并驅動發(fā)動機上其他附件工作。對發(fā)動機內(nèi)部的零件來說，可以說是一榮俱榮、一損俱損。司機在平時使用時一定要勤于維護，才能保證發(fā)動機的強勁有力。