柴油機重大事故發生原因分析

李成會

摘 要：平衡軸斷裂、搗缸、機體破裂一旦發生，將給使用者帶來巨大損失，了解故障發生的原因，做好預防工作，對延長機器的使用壽命很有必要。

關鍵詞：柴油機；重大故障；原因分析

中圖分類號：S21907 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.08.040

柴油機發生平衡軸斷裂、搗缸、機體破裂機械事故，輕則導致發動機不能工作，要停機大修，重則將損壞缸體、曲軸等零件，使整臺發動機報廢。

1 上、下平衡軸斷裂

柴油機運轉時突然發出“喀噠”一聲，柴油機自行熄火，有時把機體、缸蓋打破。檢查后，發現平衡軸斷裂。

1.1 原因分析

（1）平衡軸材料質量有問題，如有氣孔、砂眼等鑄造缺陷，強度達不到要求。

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

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

（4）平衡軸兩軸頸或機體上兩軸承孔不同軸度超差，平衡軸運轉時有別勁，導致運轉不靈活而折斷。

1.2 故障排除提示

排除平衡軸斷裂故障時，除了更換新平衡軸外，還應檢查平衡軸軸承有無松動，有無走外圓現象。

2 搗缸

發生搗缸前，發動機一般工作不正常，運轉無力，有一股一股的黑煙冒出，并有嚴重的敲缸聲，發生此癥狀應立即停車熄火檢查。此時如不立即停車，就會造成不良后果。

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，超過0.07～0.10 mm，應修理或更換。間隙過大，柴油機工作中會發出敲擊聲，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。實踐證明，柴油機轉速2000 r/min，緊度在0.02 mm左右，工作中襯套很易松動。襯套松動后，會發出“噠、噠”的敲擊聲，而且易使活塞銷折斷，發生搗缸事故。④活塞銷孔的中心線偏斜，與活塞縱向中心線不垂直，不僅會使活塞偏缸，加速活塞與缸套的磨損，造成燒、排機油，而且柴油機運轉中，活塞銷會受到附加應力作用而折斷，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，也會造成連桿螺栓松動而折斷。用鎖緊墊片防松的，應注意，墊片一般只用一次，其邊緣必須可靠地折在螺母的側面上。用鐵絲綁扎固定的，應注意鐵絲作用在每個螺母上的力矩方向，應和它們的旋緊方向一致。用開口銷防松的，當扭緊的力矩已達到，但沒對正孔而穿不上銷子時，只能繼續扭緊，直至對上孔為止，而不能扭松。

（3）缸套脫缸。缸套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。除缸套材質不好，處理不當或內部有砂眼、裂紋等原因外，尚有下列原因：①缸套的臺肩上端面凸出機體平面過高，在上緊缸蓋時，使臺肩與缸體連接臺肩處產生裂紋，壓斷缸套。②缸套臺肩與缸體截面改變處圓角太小或沒有圓角，柴油機工作時在交變載荷作用下，此處產生應力集中，慢慢產生裂紋，嚴重時發生脫缸。③缸套臺肩上下平面不平，或缸套臺肩下平面與機體支承面之間墊有臟物，使其歪斜，或因制造質量問題，缸套裝入后，臺肩凸出機體一邊高一邊低。時間長了，活塞工作時的側壓力，有可能使其在交變載荷下斷裂脫缸。

（4）活塞銷孔處斷裂。除未按規定安裝活塞銷，將活塞銷孔撐出裂紋，導致活塞銷斷裂搗缸外，尚有下列原因：①活塞與缸套安裝時，其間隙小于規定標準，或者是標準缸套誤安上了加大尺寸的活塞。工作時零件受熱膨脹，摩擦阻力增大，產生過多的熱量造成粘缸。粘缸初期未及時熄火，柴油機被迫熄火后，連桿將活塞在銷座處拉斷。拉斷后繼續運轉，導致搗缸。②活塞與缸套因磨損過多，間隙過大，活塞上、下運動時，敲擊嚴重，致使活塞被撞斷而搗缸。③連桿彎曲、扭曲變形，會使活塞受較大的附加應力，導致折斷搗缸。

（5）平衡軸或平衡重塊斷裂。平衡軸材質不好，或軸向間隙太大與其它零件相撞，平衡軸會斷裂。曲軸臂上的平衡重塊，因固定螺栓松動或由于飛車、超載，也會斷裂甩下來，斷裂后的碎塊會導致搗缸。

2.2 故障排除提示

駕駛員在行駛中，既要注意駕駛技術與處理故障的能力， 更要注意觀察機械運行中的異常變化， 不能聽到異響還盲目帶病運行，以致搗缸釀成大禍。發動機在發生搗缸前必有征兆，且有從量變到質變的過程，駕駛員稍有警惕就會察覺。

3 機體破裂

機體破裂表現為機體壁滲水，冷卻水消耗量大，或流入油底殼，使機油變質、變稀。

3.1 原因分析

（1）柴油機在寒冷的環境工作，工作結束后忘記放掉冷卻水，冷卻水結冰后體積膨脹，將機體凍裂。

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

（3）柴油機底腳螺栓松動，或柴油機振動大，使機體開裂。

（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體。

3.2 故障排除提示

機體破裂，故障明顯，排除方法可根據故障的情況而定。若是機體被打破，無法修補，則應更換機體；若是機體產生裂紋，可到修理廠用鑄鐵焊條進行修補。