柴油機重大機械故障原因分析

陳立艷

摘 要：對柴油機重大機械故障搗缸、飛車、曲軸折斷的原因進行了分析，提醒廣大使用者在使用中注意預(yù)防，避免故障發(fā)生，減少機械損失，延長柴油機使用壽命。

關(guān)鍵詞：柴油機；重大機械故障；原因分析

中圖分類號：S218.05 文獻標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.02.043

搗缸、飛車、曲軸折斷等被稱為柴油機重大機械故障，輕則造成基礎(chǔ)件損傷，重則導(dǎo)致重大機械事故的發(fā)生，所造成的損失也是巨大的。我們要了解這些重大機械故障產(chǎn)生的原因，以便在使用中注意預(yù)防，避免事故發(fā)生，減少機械損失，延長柴油機使用壽命。

1 搗缸

在柴油機所有事故中，搗缸是很嚴(yán)重的。輕者使缸套損壞，連桿彎曲或折斷；重者機體被打穿，油箱被打漏，曲軸、連桿、活塞、缸蓋、平衡軸等都被損壞。搗缸發(fā)生前，在曲軸箱部位可聽到如用小錘輕擊耐火磚時的“嗒嗒”聲，敲擊聲由小變大，然后連桿螺栓突然折斷，搗缸事故產(chǎn)生。分析搗缸產(chǎn)生的原因有以下幾點：

（1）活塞銷折斷引起搗缸。在壓縮和作功行程中，活塞銷承受的負(fù)荷較大，若其質(zhì)量不好，強度不夠，或熱處理不當(dāng)有微觀裂紋，產(chǎn)生應(yīng)力集中，并在交變載荷作用下，將活塞銷折斷，引起搗缸。

（2）連桿折斷。造成連桿折斷的原因有：①連桿制造有缺陷，內(nèi)部有裂紋、孔穴，未經(jīng)磁力探傷，未發(fā)現(xiàn)缺陷。②連桿彎曲、扭曲，校正后未經(jīng)探傷，存有裂紋等隱患。③連桿熱處理不當(dāng)，硬度過高或過低。④飛車時未采取緊急措施。以上幾點都能使連桿強度減弱或承受不了過大的載荷而折斷，導(dǎo)致?lián)v缸事故。

（3）連桿螺栓折斷。連桿螺栓折斷后，螺紋損壞剎那間能使曲柄連桿機構(gòu)、缸套、平衡軸、機體及臥式柴油機油箱遭到破壞。折斷原因有：①飛車時未采取緊急措施。②未做好連桿螺栓的磁力探傷。③連桿螺栓扭緊力矩過大，裝配應(yīng)力超限，發(fā)生屈服變形破壞。④連桿螺栓扭緊力矩過小，未達(dá)到規(guī)定的數(shù)據(jù)，工作中松動。⑤連桿螺栓使用時間較長，有了內(nèi)傷而未覺察。因此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有拔長的螺栓，以及發(fā)生過嚴(yán)重飛車的螺栓，都應(yīng)更換。⑥兩個連桿螺栓扭緊力矩不等，使其中一只受力過大。⑦連桿瓦蓋支承面貼合不好。⑧使用不合格的螺栓，也會造成折斷。連桿螺栓與螺母都是用40鉻鋼經(jīng)熱處理制成的，具有較高的強度，不能用其它螺栓代用。

（4）氣門掉入汽缸。氣門掉入汽缸的原因，是由于氣門桿折斷（折斷部位通常在安裝鎖瓣和安裝卡簧的部位，或氣門大頭根部）。此外，氣門鎖瓣在工作中脫落，安全卡簧失去作用，整個氣門也會掉入汽缸中。

（5）缸套脫缸。缸套在上部臺肩與缸體接觸臺肩處折斷，會使活塞、連桿、曲軸及機體等零部件損壞。主要原因是缸套材質(zhì)不好、處理不當(dāng)或內(nèi)部有砂眼、裂紋等。

2 飛車

飛車多發(fā)生在使用1000 h左右或經(jīng)第一次檢修后的柴油機，空載啟動不久即發(fā)生飛車。個別也有在突卸負(fù)荷后發(fā)生飛車的情況。柴油機一旦飛車，轉(zhuǎn)速急劇增加，超過正常轉(zhuǎn)速（2000 r/min）的2～3倍，并發(fā)出尖厲的怪叫聲，如不采取緊急停車措施，輕則曲軸、連桿拉斷，重則機體、飛輪炸裂，甚至釀成人身事故。分析柴油機飛車產(chǎn)生的原因有以下幾點：

（1）油泵故障。①拆修噴油泵后，未將油泵柱塞的裝配記號對準(zhǔn)調(diào)節(jié)齒輪記號而偏向于大油門處，致使供油時油量過大，小油門時又?jǐn)嘤筒混`。②往齒輪室蓋上裝高壓油泵時，未把齒條凸柄球頭插入調(diào)速撥叉槽中，造成油門失靈。③拆修高壓油泵后，清洗不凈，有雜物將油泵齒條卡死在大油門處，致使供油量大增，調(diào)速器失靈。

（2）調(diào)速器故障。①調(diào)速器飛塊銷軸磨損后脫落，使調(diào)速器失靈。②調(diào)速器上的小推桿尾部磨損，造成開口銷斷裂，調(diào)速失靈。

（3）吸入機油過多。①正時齒輪室內(nèi)的呼吸器脫落，油氣不能很快分離，致使大量機油通過氣嘴螺栓通管進入氣道，嚴(yán)重?zé)龣C油引起飛車。②缸蓋氣門導(dǎo)管孔磨損嚴(yán)重，致使缸蓋罩內(nèi)的機油被吸入汽缸，引起飛車。③柴油機正在運轉(zhuǎn)時，突然發(fā)生前傾（超過30°）或向齒輪室蓋側(cè)翻倒。如手扶拖拉機翻入路旁溝內(nèi)、帶動水泵的柴油機座傾斜等，此時如來不及熄火，就會造成大量機油通過呼吸器塑料管吸入汽缸，引起飛車。

3 曲軸折斷

曲軸折斷一般都有一個從量變到質(zhì)變的過程。當(dāng)曲軸頸軸肩處有細(xì)小裂紋時，故障征兆尚不明顯；隨著裂紋的擴大加深，曲軸箱內(nèi)會發(fā)出沉悶的敲擊聲，抖動油門時敲擊聲加大，柴油機冒黑煙；不久，敲擊聲增加，柴油機明顯抖動，此時若不立即熄火，曲軸便會折斷。分析柴油機曲軸折斷的原因有以下幾點：

（1）機體各道主軸承中心線不重合（不同心），導(dǎo)致高速運轉(zhuǎn)時，曲軸受交變應(yīng)力的作用，而發(fā)生折斷事故，這主要是修理裝配或刮瓦不當(dāng)引起主軸承不同心。

（2）磨修曲軸時，曲軸主軸頸和連桿軸頸的圓角幾何尺寸及粗糙度不符合技術(shù)要求，使曲軸圓角處產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中。尤其是經(jīng)過多次磨修后，由于軸頸尺寸相應(yīng)減小，更易折斷。

（3）曲軸安裝的平衡塊不符合要求，或安裝時錯位，以及曲軸磨修時采用偏心法，使曲軸半徑超差，破壞了原來的平衡，運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生較大的慣性力，使曲軸疲勞而折斷。

（4）飛輪連接螺栓松動，運轉(zhuǎn)時曲軸發(fā)生抖動而失去平衡，產(chǎn)生較大的慣性力，使曲軸疲勞，極易在其尾端折斷。

（5）曲軸彎曲變形超差，使不平衡量大大超過允許值，在不平衡離心力的作用下，軸承超載，發(fā)動機產(chǎn)生強烈振動，使曲軸折斷。endprint