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发动机曲轴损坏的原因有哪些
F-DIESEL工程机械动力部件 2014/8/20 14:44:49

曲轴在发动机中受往复式活塞的推动,将往复直线运动转换成圆周运动。它即要承受高频冲击,又要驱动以它为中心的各部机件,所以曲轴在发动机里的负担是非常重的,可将它称为发动机中的动力轴。曲轴把活塞工作时所产生的动力传递到发动机以外,飞轮依靠惯性力又通过曲轴推动连杆和活塞,使它们进行进气、压缩、作功和排气工作。曲轴还直接和间接带动其它机件,如凸轮轴、水泵、风扇、分电器、汽油泵和机油泵等。

由于曲轴的工作性质,在设计时就注意到它的体积、材料、轴颈、扭矩、强度、韧性及配重。曲轴臂和连杆大头的重量平衡使曲轴旋转时减少震动,曲轴颈和相邻的轴颈之间承座下的油道由曲轴须通向连杆轴颈,使颈和销都能得到润滑。曲轴的几何形状复杂,技术要求比较高,在正常使用情况下,它可以工作百万公里,经数次修整,也不致断裂。

曲轴能否正常使用取决于润滑条件、轴承间隙轴承同心度、主轴颈同心度以及正确的保修等。曲轴损坏的原因是多方面的,有些损坏是可以修复的,但曲轴折断后就无法修复了。曲轴折断除了材料质量方面的原因以外,一般断裂部位常在主轴颈与连杆轴颈之间。每根曲轴有数道主轴颈和销颈,曲轴9是连接轴颈的拐臂。由于在同一曲轴上各部位受到的扭力和旋转力不同,同时由于轴承支承力的变化和主轴同心度的变化,会使曲臂上的应力集中。另外曲臂本身比轴颈单薄,曲轴就容易折断。折断原因归纳起来有以下几种。

1.主轴承和连杆轴承多次烧蚀,烧蚀部位的支承力减弱,则轴的径向跳动频繁,再加上根部烧蚀后应力发生变化,所以断裂发生在轴颐根部与曲臂之间。

2.相邻主轴承间隙过大,尤其是后两道主轴承与前两道主轴承间隙过大,断裂往往发生在2、5缸连杆轴颈根部(以六缸机为例)。这是因为曲轴后有飞轮、前有皮带盘,曲轴两端受力过重,则径向跳动频繁。再加上前后气缸工作时的冲力,以致在曲臂处折断。

3.主轴承磨损过多,长期松动,断裂发生在曲轴后半部。这也是因为曲轴径向跳动频繁,由于飞轮本身有一定的重量,前面有各气缸的工作冲击,使曲轴受力不匀。驾驶人员在开车上坡时抬离合器过猛,而导致曲轴断裂。

4.曲轴端隙太大或烧蚀严重,运转时前后窜动。端隙在第一道主轴时,在踩离合器时将会前后窜动,则曲臂受端面反击力更重,由于应力集中,曲轴的前三缸的曲臂处往往会发生折断。

5.最后一道主轴承烧蚀或轴承滚动(转圈),会形成曲轴后部跳动量过大。再加上第6缸工作冲击和飞轮锤击,折断点在主轴颈第6道与连杆轴颈之间的曲臂上。
 
6.曲轴弯曲量过大或不同心,以及主轴承间隙留量松紧不匀,使曲轴转动时受阻。再加上曲轴前后负荷不匀,则径向跳动频繁,断裂常发生在2、5缸曲臂上。

7.连杆轴颈磨损超过极限2.0毫米时,主轴与轴承松动。当负荷加大,并且换档不适时以及中速档突然起动,就会造成轴与曲臂之间根部应力集中而断裂。

8.气缸体变形后主轴承座孔不同心,使曲轴在旋转时折扭。在这种情况下,主轴与轴承之间的间隙也随着增大。当曲轴受到较大负荷冲击时,曲轴就容易折断。

9.解放牌汽车发动机曲轴端止推面位里在第一道主轴上,同时曲轴上还有空气压缩机负荷。当空压机负荷增大时,容易使曲轴烧蚀或松旷而产生径向跳动。最后导致1、2缸的曲臂在频繁的扭力作用下折断。
 
10.发动机经常突爆或有一、两个火花塞经常处于不点火。突爆时曲轴9反扭力过大,而个别气缸不作功,使曲轴受力不一致,就会使曲臂产生裂纹。在发动机动力衰退后期,也就是轴瓦间隙量过大的时期,轴的径向跳动较大,曲轴的裂纹就会扩大至断裂。

以上十种断裂大都发生在曲臂上。一方面因为曲臂比较单薄,另一方面应力总是集中在油道截面处,这是曲轴的最大缺点。
 
曲轴断裂或折断不是马上全部断开,而是开始时形成裂纹,裂纹逐渐扩大,最后断开。所以发动机大修时应该用仪器探伤,或用煤油浸轴后敲击检查,发现有裂纹应及时更换新轴,这样就不会发生曲轴在运行中折断的故障。
(中国工程机械动力部件网)
 
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