柴油機曲軸斷裂故障診斷與預防措施

尤艷忠

（江西省工業和信息化研究院，江西 南昌 330096）

曲軸的折斷通常是從最小裂紋處開始，產生裂紋斷裂部位大部分是出現在頭缸或末缸連桿軸頸圓角處與曲柄臂聯結部分。在運轉過程中，裂紋逐漸擴大，到達一定程度時突然折斷。在折斷面上觀察時常會發現褐色部分，這顯然是舊裂紋，光澤發亮組織才是發展到后來突然折斷的痕跡。

1 柴油機曲軸斷裂故障診斷

1）曲軸軸頸兩端的圓角過小。磨曲軸時磨工未能正確控制該曲軸的軸勁圓角，除了弧面加工粗糙外，圓角半徑也過小，因而曲軸工作時圓角處就產生較大的應力集中，并縮短了曲軸的疲勞壽命。

2）曲軸主軸頸軸線偏移。曲軸主軸頸軸線偏移，破壞了曲軸組件的動平衡，柴油機高速運轉時便產生強大的慣性力，導致曲軸斷裂[1]。

3）曲軸的冷較量過大。曲軸經長期使用，特別是發生燒瓦或搗缸事故后，會發生較大的彎曲，應卸下進行冷壓矯正。由于校正時曲軸內部金屬塑性變形會產生很大的附加應力，從而降低曲軸的強度，如果冷較量過大，就可能是曲軸受損或出現裂紋，這種曲軸裝機使用不久就會斷裂。

4）飛輪松動。若飛輪螺栓松動，曲軸組件便失去了原有的動平衡，柴油機運轉后就會發生抖動，同時產生很大的慣性力，致使曲軸疲勞，容易在尾端產生斷裂。

5）曲軸自身質量差。購買曲軸不可貪圖便宜，一定要從正規渠道進貨。裝機前還應仔細檢查，若有問題則及時更換或退貨。另外，發動機大修時，對曲軸應進行磁力探傷檢查或浸油敲擊檢查，若軸頸表面有徑向或延至軸肩圓角的軸向裂紋，該曲軸則就不可再用。

6）主軸瓦不同軸。曲軸裝配時，若缸體上各道主軸瓦的中心線不同軸，柴油機工作后就容易發生燒瓦抱軸事故，而曲軸在交變應力的強烈作用下也會斷裂。

7）曲軸裝配間隙過大。若曲軸軸頸與軸瓦配合間隙過大，柴油機運轉后曲軸會沖擊軸瓦，只是合金脫落而燒瓦抱軸，曲軸也易受損。

8）供油時間過早或各缸油量不均。若噴油泵供油時間過早，活塞還未到上止點就燃燒做工，會引起柴油機爆震，并使曲軸受到交變應力的沖擊。若各缸供油量不均，會因各缸爆發力不一致而使曲軸各軸頸受力不勻，從而過早地疲勞、產生裂紋。

9）曲軸潤滑不良。若機油泵磨損嚴重，潤滑油道臟污、流通不暢，都會使供油量不足、油壓下降，導致曲軸與軸瓦之間不能形成正常的潤滑油膜，從而產生干摩擦并造成燒瓦抱軸、折斷曲軸等大事故。

10）操作不當引發曲軸斷裂。若作業中油門過大或過小、制動頻繁或長時間超負荷運轉，都會使曲軸受到過大扭矩或沖擊載荷而受損。另外，柴油機發生飛車、搗缸和頂氣門等事故時，也易是曲軸斷裂[2-3]。

2 柴油機曲軸斷裂故障預防措施

1）在修理曲軸以前，要認真檢查曲軸是否有裂紋，特別注意圓角過渡部位，如有裂紋軸應予報廢。光磨軸頸時，應使軸頸與曲柄臂保持一定的圓角半徑，切不可任意縮小圓角半徑尺寸，應注意圓角部位的表面光潔度，否則將造成應力集中，而使曲軸斷裂[4]。

2）軸頸尺寸磨損超限時，要盡量選用對軸頸疲勞強度影響較小的方法予以恢復，如采用噴鍍法對軸頸疲勞強度降低則較少，而采用堆焊法恢復時，則疲勞強度降低幅度較大。

3）各道軸頸與軸承的配合間隙和端隙要按標準，間隙過大，易因沖擊而損壞曲軸，間隙過小則可能因抱軸而折斷曲軸。在裝配方面，點火時間要校對準確，不能過早或過晚，注意曲軸、飛輪和離合器的平衡。

3 結束語

綜上所述，發動機長時間使用后其曲軸的修復，就相當于發動機壽命的修復。在使用中很多原因會造成曲軸的損壞，除曲軸本身的材質、形位尺寸、加工質量、氮化處理等因素外，還會出現不正常損傷、軸頸表面產生劃痕拉傷、燒傷、裂紋，以及曲軸發生變形、斷裂等故障或事故。曲軸是發動機中最重要的部件。它承受連桿傳來的力，并將其轉變為轉矩通過曲軸輸出并驅動發動機上其他附件工作。對發動機內部的零件來說，可以說是一榮俱榮、一損俱損。司機在平時使用時一定要勤于維護，才能保證發動機的強勁有力。