柴油機連桿搗缸原因探析

孫偉華

摘 要：搗缸是柴油機重大的機械事故之一，由連桿引起的搗缸事故占有很大的比例，對連桿引起的搗缸事故原因進行了分析，以提醒使用者注意預防。

關鍵詞：柴油機;連桿;搗缸

中圖分類號：S219.07文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.11.069

搗缸是指發動機發生機械事故時，缸體被連桿、活塞、平衡塊等機件搗毀，出現破損的現象。搗缸是柴油機重大的機械事故之一，輕則使活塞、連桿、缸套損壞，重則將損壞缸體、曲軸等零件，使整臺發動機報廢。搗缸事故發生的原因有：氣門掉入汽缸中引起搗缸，活塞斷裂損壞打壞缸體，柴油機發生燒瓦、飛車等事故引起搗缸，連桿螺栓折斷或連桿打斷引起搗缸。對柴油機事故調查處理資料顯示，因連桿螺栓折斷或連桿打斷引起的搗缸事故在整個機損事故中占有較大的比例，事故的后果是極為嚴重的，可導致整機報廢。在此我們重點探討因連桿螺栓折斷或連桿打斷引起的搗缸事故。

連桿搗缸表現為發動機機體或油底殼被打穿，打穿部位多見于發動機左右兩側和油底殼底部。故障原因分析如下。

1 連桿螺栓折斷

連桿螺栓是細牙螺紋精制而成，桿身較長，當螺帽扳到應有緊固程度后，若再加力扳緊仍可扳動。一些修理人員認為越緊越好，不按螺栓規定的力矩擰緊，致使螺栓承受過大的拉應力而產生拉伸變形而折斷。活塞連桿的直線往復運動，一靠缸套的導向，二靠連桿大端與連桿軸頸的定位。連桿螺栓折斷后，下瓦蓋與連桿脫離，連桿失去定位控制，在曲軸高速旋轉的帶動下，連桿活塞為浮動懸掛進行擺動，連桿大頭猛烈碰擊機體，使機體打穿。另一種情況是曲軸曲柄在旋轉過程中將連桿往缸蓋方向頂起，使行程過長，活塞與缸蓋碰擊后被打碎，連桿彎曲并與活塞分離，運動中，機體上部被打穿。失落在油底殼中的連桿下瓦蓋在與曲軸碰擊時，把油底殼打穿。處理建議：更換被打壞零件，認真檢查曲軸和其它連桿，已彎曲變形時需進行校正。

2 活塞銷折斷或活塞破碎

活塞銷制造質量差、有微裂紋而引起應力集中;或者是活塞銷與銅套間隙過大，導致活塞銷竄出，使活塞連桿組運動失去控制;發動機工作時活塞銷承受較大的交變沖擊載荷而引起疲勞折斷;活塞銷孔中心線同活塞縱向軸線的垂直度不符合標準，工作時活塞銷因承受一個彎曲力矩而過早折斷。由于活塞銷折斷，造成連桿小頭與活塞脫節。連桿與活塞脫節后，連桿失去活塞導向，被旋轉的曲軸甩向機體兩側，將機體打壞。活塞破碎主要是氣門掉入汽缸或活塞頂撞擊氣門頭。活塞銷與銷孔配合間隙過大，也易造成活塞破碎。處理建議：聽到發動機上部有敲擊聲，且排氣管冒黑煙，發動機轉速明顯下降時，應迅速停車熄火檢查。已造成搗缸事故后，則對曲軸、連桿進行檢查校正。

3 連桿折斷

由于連桿折斷導致發動機搗缸比較少見。常見的原因有零部件本身存在質量問題，會造成發動機在使用過程中連桿斷裂。如，連桿材質不良，制造質量低劣;在鍛造過程中產生缺陷;連桿桿身油道加工偏斜，使油道在連桿小端孔處形成臺階，造成應力集中而使連桿折斷。連桿折斷常見的更主要原因是由于連桿銅套破碎后，連桿小頭直接與活塞銷接觸，間隙增大。發動機工作中連桿不斷與活塞銷碰撞，使連桿小頭受力猛增，發動機發出異常敲擊聲。此時，如果不立即熄火停車，連桿小頭將先產生裂紋，裂紋貫通連桿小頭后（沿活塞銷軸向），連桿小頭張口，連桿與活塞銷脫節，導致連桿搗缸。值得一提的是，目前一些農機戶購買新車后未進行試車而直接投入生產。如果使用中多次發生燒瓦事故，連桿則產生內傷，當發動機轉速過高或負荷較重時，連桿易折斷。另外，有些駕駛員用電焊修補連桿裂紋，由于電焊過程中易產生應力集中，所以，電焊修復的連桿最易折斷，導致連桿搗缸。處理建議：嚴禁使用有內傷或裂紋的連桿。

4 汽缸套折斷

安裝缸套時，因阻水圈過緊，用力打下缸套，由于用力不均，使缸套的圓角處或其他強度薄弱的地方產生微觀裂紋，工作中發生脫缸。汽缸套壓入機體后，汽缸套上部臺肩與機體配合起支承定位作用，下部則與阻水圈配合起浮動固定。汽缸套壓入后臺肩凸出機體平面過高，上緊缸蓋螺栓后則易開裂折斷。缸套在臺肩處折斷后，只依靠缸套下部的阻水圈是無法對活塞進行穩定導向的作用。活塞上行時，缸套與活塞偏離垂直位置而倒向機體某一側，導致連桿搗缸。處理建議：及時檢查和更換缺陷缸套。

5 曲軸折斷

曲軸折斷產生連桿搗缸也是較少見的故障。曲軸折斷后，曲軸軸心線變成折線，高速旋轉運動中曲軸產生擺動，連桿大頭產生運動位置變化，使活塞行程加大，連桿活塞搗壞缸蓋。曲軸折斷導致連桿搗缸蓋，多發生在單缸柴油機和雙缸柴油機。這兩種柴油機一般都是主軸承處在曲軸兩端頭。曲軸折斷后，曲軸變成單臂懸梁，旋轉中搖動量大，故造成搗缸。處理建議：更換損壞的零部件。

6 活塞銷竄動

活塞銷與銷孔應是過盈配合，如果配合出現間隙，發動機溫度升高后，則產生活塞銷軸向竄動。活塞銷竄動時先把活塞銷卡簧擠出卡簧槽。卡簧脫離卡簧槽后，活塞銷竄動量急劇增大，直接碰擊缸套，使缸套碎裂，活塞失去導向，導致連桿搗缸。處理建議：安裝活塞時，必須按規定選配活塞銷，保證過盈配合。

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