柴油发动机曲轴断裂是什么原因 排除
1、不平衡载荷的影响:在磨曲轴时,连杆轴颈尺寸变小后,与原始出厂相比,重量会减小。曲轴弯曲所采用的磨主轴颈的方法来保证各个主轴颈的同心度工艺,会导致主轴重量减小,主轴轴线向曲柄方向平移,产生不平衡力臂。
2、不平衡转矩:不平衡重量和不平衡力臂导致不平衡转矩产生。曲轴旋转运动时,不平衡转矩加剧了曲轴的扭振作用。 在柴油机曲轴的修理过程中,不平衡离心力对曲轴的工作影响不可忽视,应想办法消除不平衡离心力对曲轴寿命的影响。
3、扭振临界转速的影响 柴油机运转时,曲轴系统受到大小和方向周期性变化着的气体压力和运动零件惯性力的作用,这些力会使曲轴相对于飞轮发生扭转变形而引起扭振,柴油机运转时,易在工作转速范围内发生强烈共振,发生共振时的曲轴转速即临界转速,轻则引发较大的噪声,加剧与曲轴相连齿轮系的磨损,重则使曲轴扭断。
扩展资料:
注意事项:
1、柴油发动机是非常耐用的,柴油发动机的转速相对较低,发动机部件的磨损相对减少。同时柴油发动机对机油的要求也与汽油不同,需要专用的机油。机油更换时间最好不要超过6000公里。还要加强空气滤清器、机油滤清器和柴油滤清器这三种滤清器的检查和保养。
2、柴油发动机的动力很好,燃烧率更高也较省油。而相同排量的柴油发动机要比汽油机的动力强劲不少,而且油耗明显要少。不过柴油发动机加油一定要及时,绝对不能把柴油消耗完再加油,这样会导致柴油发动机在空油的情况下空转吸入空气,会对发动机造成严重损坏。
3、柴油车启动时不要踩加油踏板,同时起步不要太快,转速也不要太高。当发动机长时间高速运转后,切勿立即关机,应以怠速继续运转两三分钟,待温度降低后再关机,防止热量累计积。
参考资料来源:百度百科-柴油发动机
参考资料来源:百度百科-曲轴
1、不平衡载荷的影响
(1)不平衡重量。在磨曲轴时,连杆轴颈尺寸变小后,与原始出厂相比,重量会减小。
(2)不平衡力臂。曲轴弯曲所采用的磨主轴颈的方法来保证各个主轴颈的同心度工艺,会导致主轴重量减小,主轴轴线向曲柄方向平移,产生不平衡力臂。
(3)不平衡转矩。不平衡重量和不平衡力臂导致不平衡转矩产生。曲轴旋转运动时,不平衡转矩加剧了曲轴的扭振作用。 在柴油机曲轴的修理过程中,不平衡离心力对曲轴的工作影响不可忽视,应想办法消除不平衡离心力对曲轴寿命的影响。
2、扭振临界转速的影响
柴油机运转时,曲轴系统受到大小和方向周期性变化着的气体压力和运动零件惯性力的作用,这些力会使曲轴相对于飞轮发生扭转变形而引起扭振,即强制振动。柴油机运转时,易在工作转速范围内发生强烈共振,发生共振时的曲轴转速即临界转速,轻则引发较大的噪声,加剧与曲轴相连齿轮系的磨损,重则使曲轴扭断。柴油机曲轴的自振频率是8000次/min左右,当柴油机的转速为临界转速的某一分数时,曲轴的扭振振幅也可以超出允许限度。如果柴油机工作过程中,把其转速设置在主临界转速次临界转速这两个转速附近,对曲轴来说都是比较危险的。
3、.修理方法不当的影响
(1)渗氮层厚度的减少。原厂的柴油机曲轴颈表面经氮化处理,具有较高的耐磨性。经过磨修后,轴颈表面渗氮层的厚度减少,降低了曲轴的抗疲劳性和耐磨性。
(2)未进行动平衡调试。曲轴经过磨修或矫直后,若不进行动平衡调试,未使不平衡载荷得到有效控制,曲轴的疲劳强度会大大降低。
(3)过渡圆角变小。经过磨修后的曲轴,各个过渡圆角半径R比设计图纸上标注的小,致使曲轴过渡圆角处应力集中加大,易促成曲轴在此产生初始微观裂纹。
4、局部结构不合理的影响
主要原因是连杆轴颈表面油道口的位置及油道方向不当,致使在局部形成的油膜质量变差,导致曲轴的连杆轴颈内侧磨损大,轴颈椭圆度超差,从而磨修曲轴,进而导致不平衡载荷的产生。尤其是当活塞处于膨胀做功下行过程中,连杆轴颈旋转到某特定位置时,使其承载宽度变小,单位面积上承受的压力相对较高,油膜易遭破坏;其次,当连杆大头中心旋转至主轴轴线以下位置时,连杆轴瓦内表面相对连杆轴颈表面滑动速度较低,油膜厚度变薄,均使轴颈表面产生磨损;油道方向不当也降低了润滑油的相对流动速度,致使所形成的油膜质量变差。除此之外,曲轴意外负荷突增、冲击、使用维护不当,均可促成曲轴断裂。
四、预防曲轴断裂的措施
1.设置柴油机工作转速时,避开临界转速,主临界转速和次临界转速。
2.改变连杆轴颈表面油道口位置和油道方向。当连杆轴颈表面承受连杆较大的单位面积作用力时,避免油道口附近表面处于较高压力位置;通过改变油道方向提高润滑油的相对流动速度,从而改善连杆轴颈内侧磨损大的现象。避免在一次大修周期内连杆轴颈偏磨或减小连杆轴颈偏磨,就可以在大修时按照修理标准要求不磨曲轴或减少磨削量。
3.加大过渡圆角半径。使得R/D>0.05或R=0.05~0.06D(R—圆角半径,D—主轴直径或连杆轴径),减小有效应力集中系数。
4.渗氮。磨轴磨削量超过一定厚度后,进行表面渗氮处理,以增加曲轴的耐磨性和抗挤强度。
5.做动平衡试验并配重。每次曲轴磨修完后,做动平衡试验并配重,保证大修质量。
6.严格认真执行柴油机使用、维护、修理相关标准与规定。
引起曲轴折断的原因一般有以下几种:
① 主轴承中心线的不同心,使曲轴受交变应力而早期疲劳,导致曲轴发生折断事故。造成主轴承不同心的原因除了机件本身变形所引起的以外,往往还由于在维修装配或刮瓦时,主轴承座孔的不同心所致。
② 机油油路不通,轴与轴瓦之间干摩擦。
③ 大修磨曲轴时,砂轮圆角修整不当,由于没有正确的圆角半径,易使曲轴圆角处产生较大的应力集中,导致曲轴折断。
④ 装用有严重裂纹的曲轴。一般曲轴轴颈是经过表面淬硬的,若主轴承的合金组织因发热烧瓦而熔铸在曲轴颈上,时间长久后则曲轴颈易引起裂缝的产生。为避免这种情况发生,应保证良好的润滑。
⑤ 曲轴轴心线偏移,使飞轮偏摆,在惯性力的作用下也易使曲轴产生疲劳折断。
⑥ 飞轮连接螺栓松动,运转时曲轴发生抖动,失去平衡,长时间后,曲轴极易由轴尾端折断。
⑦ 长期处于各缸点火不均的情况下运转,因而各缸爆发力不一致,从而使曲轴各轴颈受力不均,当曲轴遭到振动撞击之后,也可能引起断轴的故障。
⑧ 主轴瓦或连杆瓦的装配间隙过大或合金脱落,引起冲击载荷加大,当曲轴转动之后,产生抖动现象,或机器经常发生“飞车”现象,造成受力过度,时间长久也能导致曲轴折断。
⑨ 曲轴轴颈磨损严重时,连杆轴颈或主轴颈的两端易形成尖角,产生很大的应力集中,这样就容易在尖角处产生裂纹,在工作中裂纹逐渐增大而导致曲轴折断。
⑩ 曲轴的飞轮锥孔没有很好地装牢固,若两者之间的贴合不是面接触,而是形成线接触,则当发动机工作时,飞轮就会松动,造成曲轴和飞轮之间的冲击。此时,由于飞轮受到两个方向的冲击,必将使曲轴键槽两侧面很快出现裂纹,如继续使用,裂纹会逐渐扩大,必导致曲轴断裂。