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曲軸主軸承及軸承蓋斷裂故障原因及預(yù)防

2014-10-29

杜子文 四川
  曲軸、軸瓦、軸承座等是柴油機中相當(dāng)重要的部件,如果出現(xiàn)故障,輕者導(dǎo)致發(fā)動機能工作,重者會導(dǎo)致發(fā)動機曲軸及氣缸體報廢。
  我們先來看一個實例。有一臺正在工作的柴油發(fā)動機,突然出現(xiàn)一種不正常的響聲,有點類似曲軸斷裂的聲音,低速時響聲明顯、清脆,逐漸提高轉(zhuǎn)速,響聲隨之消失。
  停車檢查,沒有找到故障部位。拆開發(fā)動機,檢查曲軸、軸瓦、軸承座、主軸承蓋等處,也沒有發(fā)現(xiàn)問題。對發(fā)動機活塞、連桿小頭襯套以及發(fā)動機配氣機構(gòu)等部位進行細(xì)致的檢查,同時對可能出現(xiàn)響聲的部位都檢查了一遍,均未發(fā)現(xiàn)問題,但裝車后重新起動,同樣的問題又出現(xiàn)了。
  對噴油嘴進行“斷缸”試驗,響聲有明顯變化;再對配氣機構(gòu)作“斷缸”試驗,響聲沒有明顯變化,但故障現(xiàn)象仍然存在。于是,修理人員認(rèn)為可能只是配氣機構(gòu)出現(xiàn)一點小問題,汽車應(yīng)該可以繼續(xù)運行。
  隨后,汽車運行不到一小時,發(fā)動機發(fā)生嚴(yán)重的損壞事故。拆下發(fā)動機檢查,發(fā)現(xiàn)曲軸從第4道主軸頸處斷裂,同時氣缸體上的3、4、5道主軸承蓋折斷,軸瓦斷裂,整個發(fā)動機報廢。
  導(dǎo)致上述故障的原因有以下幾方面:
  ①氣缸體鑄造有問題:如果氣缸體的鑄造質(zhì)量太差,氣缸體的強度和剛度均不符合設(shè)計要求,當(dāng)發(fā)動機長時間工作時,一級建造師報名,就會由于其強度和剛度的不足而發(fā)生疲勞破壞,導(dǎo)致主軸承座破損及主軸瓦斷裂,并連帶引起曲軸折斷。
 ?、谘b配質(zhì)量有問題:一是發(fā)動機出廠前,沒有按照規(guī)定的扭矩擰緊曲軸主軸承蓋螺栓,或者是沒有按照規(guī)定的擰緊順序進行擰緊;二是在發(fā)動機的日常保養(yǎng)中,沒有仔細(xì)檢查主軸承蓋螺栓的緊固情況,給曲軸留下了事故隱患,Z終導(dǎo)致曲軸斷裂。
 ?、郯l(fā)動機在使用過程中超載:由于汽車嚴(yán)重超載,作用在曲軸上的力及扭矩超過了曲軸的承載能力,導(dǎo)致曲軸發(fā)生彎扭變形。當(dāng)曲軸工作時,首先出現(xiàn)動不平衡,從而引起曲軸主軸承座及主軸瓦振動過大,Z終導(dǎo)致曲軸斷裂,并進一步導(dǎo)致曲軸主軸承座及主軸瓦的損壞。
  ④使用及維修方面的問題:在對發(fā)動機進行就車檢查維修時,在調(diào)整曲軸主軸瓦及連桿軸瓦時,可能沒有裝復(fù)到原位,或者是沒有按照規(guī)定的扭矩擰緊。如果擰緊力矩過小,發(fā)動機在工作時則會出現(xiàn)振動過大的情況,從而導(dǎo)致曲軸斷裂;如果擰緊力矩過大,則有可能在擰緊過程當(dāng)中,發(fā)動機曲軸的主軸承座或主軸承蓋上就已經(jīng)出現(xiàn)了小裂紋,而當(dāng)時又不可能發(fā)現(xiàn)。
  當(dāng)發(fā)動機工作時,曲軸承受著從連桿傳來的不斷變化的氣體壓力,自身作往復(fù)運動時的慣性力、離心力,以及由于氣體壓力、往復(fù)運動的慣性力引起的扭矩和彎矩的共同作用,其工作負(fù)荷相當(dāng)復(fù)雜。在如此復(fù)雜的受力環(huán)境條件下,本來已有小裂紋的主軸承座或主軸承蓋,其裂紋不斷擴大,進而引起曲軸主軸承蓋螺栓慢慢松動。在曲軸自身作往復(fù)運動時的慣性力、離心力的作用下,其主軸承座或主軸承蓋便相繼出現(xiàn)斷裂,使曲軸軸瓦的同心度受到破壞,曲軸的動力得不到平衡,Z終導(dǎo)致曲軸、主軸瓦、主軸承座、主軸承蓋等部件在交變載荷的作用下發(fā)生疲勞斷裂及破壞。
  要想避免曲軸主軸承座或主軸承蓋發(fā)生斷裂事故,可以采取以下預(yù)防措施:
 ?、僭跉飧左w鑄造過程中嚴(yán)格把好質(zhì)量關(guān),保證氣缸體有足夠的強度和剛度。同時,應(yīng)保證出廠的氣缸體沒有變形及裂紋等缺陷。
 ?、诖_保發(fā)動機的裝配質(zhì)量,在發(fā)動機出廠前,曲軸主軸承蓋螺栓應(yīng)按規(guī)定的扭矩及擰緊順序進行緊固;在發(fā)動機的日常保養(yǎng)中,要仔細(xì)檢查曲軸主軸承座及主軸承蓋螺栓的緊固情況,發(fā)現(xiàn)問題及時處理,避免釀成嚴(yán)重事故。
  ③汽車在使用中應(yīng)避免超載,使作用在曲軸上的力及扭矩不超過曲軸的承載能力;應(yīng)保證曲軸的動、靜平衡,使之不至于在使用中出現(xiàn)較大的振動。
 ?、芫S修人員在進行維修時,應(yīng)當(dāng)將曲軸主軸瓦及連桿軸瓦裝復(fù)到原位,并嚴(yán)格按照規(guī)定的扭矩及擰緊順序?qū)χ鬏S承蓋螺栓進行緊固。
來源:《汽車維修》2008年第12期