【检修知识】柴油机曲轴伤害起因剖析及防备办法

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曲轴是of/きだよよ 0/的核心零件之一，柴油机的所有动力都是通过它输出的。 在使用中，曲轴受到很大的气体压力、惯性力和离心力。除磨损特征外，还会出现轴颈表面的异常损伤、擦伤和拉伤，曲轴的烧伤、裂纹、变形和断裂等故障或事故。 1曲轴的结构特点曲轴飞轮组主要由曲轴、主轴承和飞轮组成，如图1所示。 曲轴的作用是将连杆传来的力转化为扭矩，然后通过飞轮向外输出动力，通过齿轮或皮带轮带动柴油机的各种机构和系统工作。 它由五部分组成:曲轴轴颈、连杆轴颈、曲柄、曲轴前端和曲轴后端。 主轴颈由主轴承支撑。 连杆轴颈绕主轴颈的中心线旋转。 连接曲柄主轴颈和连杆轴颈。 连杆轴颈和两端的曲柄构成曲柄。 在曲柄的反方向增加一个配重，以抵消曲柄转动时的离心力，从而减少柴油机的振动。 主轴轴颈和连杆轴颈之间有一条倾斜的油道。 一些柴油发动机曲轴连杆轴颈配备有离心油清洁室。当曲轴旋转时，进入油室的油中的杂质和胶体被甩到油室壁上，净化后的油进入连杆轴颈和轴瓦之间。 油清洗腔的加工孔用螺塞密封。使用一段时间后，拧下螺塞，清洁油腔。 曲轴前端装有起动爪、曲轴正时齿轮和皮带轮。 曲轴后端设有飞轮适配器，飞轮适配器通过螺栓与飞轮连接。 2曲轴常见损坏2.1曲轴轴颈磨损曲轴轴颈磨损后，曲轴轴颈与轴瓦的配合间隙增大，运转时发出异响，工况恶化。 主要原因:①油量过少或油中有硬磨料，油变质并含有酸性物质。 ②轴颈与轴瓦的配合间隙过大或过小，难以形成油膜，干摩擦会导致早期磨损。 ③柴油机长期超负荷运转，柴油机在过热状态下工作，磨损很快。 ④曲轴转动时，在离心力的作用下，机油中的机械杂质倾向油孔一侧，成为磨料，造成轴颈的不均匀磨损和锥度。 ⑤连杆弯曲、扭曲、缸套偏斜，使作用在曲轴上的力分布不均匀，也导致锥度。 2.2曲轴轴颈表面擦伤或拉伤的主要原因有:①装配时不注意清洗，导致柴油机内出现浮渣、金属等磨损颗粒。 ②未及时更换油底壳的润滑油，使润滑油中的大金属等磨粒混入轴瓦与轴颈之间的间隙，擦伤和拉伤摩擦面。 ③由于空气滤清器保养不当，气缸套、活塞、活塞环的磨损间隙增大。沙子和杂质等磨料随空气被吸入气缸燃烧，然后跑到油底壳，循环进入轴颈和轴承的配合间隙。 2.3曲轴轴颈烧伤轴颈烧伤处有蓝色烧蚀痕迹。 曲轴轴颈的烧伤和磨损是由烧瓦引起的。 这种情况下，轴颈与轴瓦之间会产生剧烈的摩擦，润滑油膜被破坏变粘，温度急剧升高，使轴颈表面氧化发蓝，轴颈表面硬度下降，粘着的轴承合金往往会被粘住。 2.4曲轴轴颈表面裂纹曲轴裂纹多发生在曲轴与轴颈过渡的圆角和油孔处。 前者是径向裂纹，危害极大，容易导致曲轴断裂，造成发动机重大事故；后者为轴向裂纹，沿油孔轴向发展。 裂纹主要由制造和修理缺陷及使用不当引起:①使用中，轴颈表面粗糙度差，有压痕、划痕、腐蚀、磨坑等缺陷。这是应力集中的发源地。如果不及时消除，疲劳裂纹将首先在这里产生和发展。 ②润滑不充分导致烧瓦严重，会造成轴向裂纹。 ③长期使用后，轴颈表面金属的疲劳过渡会引起周向裂纹。 ④磨削后轴肩圆角半径过小，过渡不光滑或表面粗糙度差，造成应力集中。 ⑤堆焊修复轴颈时，表层会产生过大的残余应力，从而产生裂纹。 2.5曲轴变形曲轴的变形通常是弯曲变形和扭转变形。 曲轴过度变形会导致其本身及其连接部件磨损加剧，疲劳加速，曲轴断裂，机械振动过大。 曲轴变形有非人为原因和人为原因两种。 非人为原因如下:曲轴受周期性气体压力、往复惯性力、旋转离心力、机械制动力作用而变形。 人为原因主要是违反驾驶操作规程和意外机械故障造成的:①重载情况下，车辆启动过猛。 (2)柴油机运转粗暴，使曲轴受到突然的冲击载荷。 (3)超速或超速行驶时，为了使柴油机紧急停机，采取过分猛烈的制动措施。 ④柴油机因润滑油不足或轴承间隙过小，使曲轴受到很大扭矩，发生烧瓦抱轴事故。 ⑤缸体主轴承座孔严重变形后不同心。 2.6曲轴断裂曲轴断裂是柴油机的意外损坏，原因复杂。 断裂部位如下:①曲轴轴颈相邻两圆角相接的曲臂处。 ②在连杆轴颈油孔的45°角处 ③在连杆轴颈或主轴颈的根部 ④在安装飞轮的锥形键槽处 曲轴轴颈表面裂纹和曲轴弯曲扭曲的所有原因都是曲轴断裂的原因。 另外还有以下原因:①曲轴材质差，制造缺陷，热处理质量无法保证，加工粗糙度达不到设计要求。 (2)飞轮不平衡，飞轮与曲轴用不同的轴连接，使飞轮与曲轴之间的平衡被破坏，曲轴产生较大的惯性力，导致曲轴疲劳断裂。 ③更换的活塞-连杆组重量差超限，使各缸爆发力和惯性力不一致，曲轴各轴颈受力不平衡，造成曲轴断裂。 ④安装时，飞轮螺栓或螺母拧紧力矩不足，造成飞轮与曲轴连接处松动，使飞轮失去平衡，产生较大惯性力，使曲轴断裂。 ⑤轴承和轴颈磨损严重，配合间隙过大，转速突变时，曲轴受到冲击载荷。 ⑥曲轴使用时间长，研磨修复三次以上时，由于轴颈尺寸相应减小，容易折断曲轴。 ⑦供油时间过早，导致柴油机工作粗暴；工作时油门控制不好，或大或小，使柴油机转速不稳定，使曲轴容易因冲击负荷大而断裂。 2.7曲轴其他部位损坏:曲轴耐油螺纹或台肩磨损，前键槽磨损，起动爪螺纹或滑扣损坏等。 3预防措施(1)及时保养，保证润滑油质量；修理时，确保轴颈和轴瓦之间的配合间隙正确；避免发动机长期超负荷运行。 ②在overhaul/きだよよよよよよよよよよよよよよよよ