柴油机重大事故发生原因分析

李成会

摘 要：平衡轴断裂、捣缸、机体破裂一旦发生，将给使用者带来巨大损失，了解故障发生的原因，做好预防工作，对延长机器的使用寿命很有必要。

关键词：柴油机；重大故障；原因分析

中图分类号：S21907 文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.08.040

柴油机发生平衡轴断裂、捣缸、机体破裂机械事故，轻则导致发动机不能工作，要停机大修，重则将损坏缸体、曲轴等零件，使整台发动机报废。

1 上、下平衡轴断裂

柴油机运转时突然发出“喀哒”一声，柴油机自行熄火，有时把机体、缸盖打破。检查后，发现平衡轴断裂。

1.1 原因分析

（1）平衡轴材料质量有问题，如有气孔、砂眼等铸造缺陷，强度达不到要求。

（2）平衡轴轴承松动或轴承座孔磨损较大，轴承长期走外圆，工作不平稳，造成平衡轴折断；突然提高转速或因“飞车”等使转速急剧提高，造成平衡轴折断。

（3）飞轮与曲轴因配合松动而产生撞击，撞击产生的动载荷传给了上、下平衡轴，使平衡轴由于疲劳而折断。

（4）平衡轴两轴颈或机体上两轴承孔不同轴度超差，平衡轴运转时有别劲，导致运转不灵活而折断。

1.2 故障排除提示

排除平衡轴断裂故障时，除了更换新平衡轴外，还应检查平衡轴轴承有无松动，有无走外圆现象。

2 捣缸

发生捣缸前，发动机一般工作不正常，运转无力，有一股一股的黑烟冒出，并有严重的敲缸声，发生此症状应立即停车熄火检查。此时如不立即停车，就会造成不良后果。

2.1 原因分析

（1）活塞销折断。造成活塞销折断的原因有：①活塞销质量问题。②活塞销与连杆小头衬套孔的间隙，一般在0.015～0.040 mm范围内，超过0.07～0.10 mm，应修理或更换。间隙过大，柴油机工作中会发出敲击声，而且活塞销很容易在交变冲击力的作用下疲劳折断，造成捣缸事故。③连杆小头孔与衬套的配合紧度一般在0.033～0.099 mm范围内。实践证明，柴油机转速2000 r/min，紧度在0.02 mm左右，工作中衬套很易松动。衬套松动后，会发出“哒、哒”的敲击声，而且易使活塞销折断，发生捣缸事故。④活塞销孔的中心线偏斜，与活塞纵向中心线不垂直，不仅会使活塞偏缸，加速活塞与缸套的磨损，造成烧、排机油，而且柴油机运转中，活塞销会受到附加应力作用而折断，引起捣缸。

（2）连杆螺栓折断。造成连杆螺栓折断的原因有：①连杆螺栓的材质不佳，承载能力差，疲劳折断。②连杆螺栓扭紧力矩过小、轴瓦间隙过大、冲击载荷过大或烧瓦引起连杆螺栓折断。③连杆螺栓、螺母的锁紧装置在工作中松动，也会造成连杆螺栓松动而折断。用锁紧垫片防松的，应注意，垫片一般只用一次，其边缘必须可靠地折在螺母的侧面上。用铁丝绑扎固定的，应注意铁丝作用在每个螺母上的力矩方向，应和它们的旋紧方向一致。用开口销防松的，当扭紧的力矩已达到，但没对正孔而穿不上销子时，只能继续扭紧，直至对上孔为止，而不能扭松。

（3）缸套脱缸。缸套上部台肩与缸体接触台肩处折断，会使活塞、连杆、曲轴及机体等零部件损坏。除缸套材质不好，处理不当或内部有砂眼、裂纹等原因外，尚有下列原因：①缸套的台肩上端面凸出机体平面过高，在上紧缸盖时，使台肩与缸体连接台肩处产生裂纹，压断缸套。②缸套台肩与缸体截面改变处圆角太小或没有圆角，柴油机工作时在交变载荷作用下，此处产生应力集中，慢慢产生裂纹，严重时发生脱缸。③缸套台肩上下平面不平，或缸套台肩下平面与机体支承面之间垫有脏物，使其歪斜，或因制造质量问题，缸套装入后，台肩凸出机体一边高一边低。时间长了，活塞工作时的侧压力，有可能使其在交变载荷下断裂脱缸。

（4）活塞销孔处断裂。除未按规定安装活塞销，将活塞销孔撑出裂纹，导致活塞销断裂捣缸外，尚有下列原因：①活塞与缸套安装时，其间隙小于规定标准，或者是标准缸套误安上了加大尺寸的活塞。工作时零件受热膨胀，摩擦阻力增大，产生过多的热量造成粘缸。粘缸初期未及时熄火，柴油机被迫熄火后，连杆将活塞在销座处拉断。拉断后继续运转，导致捣缸。②活塞与缸套因磨損过多，间隙过大，活塞上、下运动时，敲击严重，致使活塞被撞断而捣缸。③连杆弯曲、扭曲变形，会使活塞受较大的附加应力，导致折断捣缸。

（5）平衡轴或平衡重块断裂。平衡轴材质不好，或轴向间隙太大与其它零件相撞，平衡轴会断裂。曲轴臂上的平衡重块，因固定螺栓松动或由于飞车、超载，也会断裂甩下来，断裂后的碎块会导致捣缸。

2.2 故障排除提示

驾驶员在行驶中，既要注意驾驶技术与处理故障的能力， 更要注意观察机械运行中的异常变化， 不能听到异响还盲目带病运行，以致捣缸酿成大祸。发动机在发生捣缸前必有征兆，且有从量变到质变的过程，驾驶员稍有警惕就会察觉。

3 机体破裂

机体破裂表现为机体壁渗水，冷却水消耗量大，或流入油底壳，使机油变质、变稀。

3.1 原因分析

（1）柴油机在寒冷的环境工作，工作结束后忘记放掉冷却水，冷却水结冰后体积膨胀，将机体冻裂。

（2）柴油机冷却水因蒸发或泄漏而缺水甚至耗干，此时柴油机的温度很高，如果突加冷却水，会使缸体位于缸套上部位置因骤冷而炸裂。

（3）柴油机底脚螺栓松动，或柴油机振动大，使机体开裂。

（4）上、下平衡轴断裂，连杆螺栓断裂或连杆小头断裂而打坏机体。

3.2 故障排除提示

机体破裂，故障明显，排除方法可根据故障的情况而定。若是机体被打破，无法修补，则应更换机体；若是机体产生裂纹，可到修理厂用铸铁焊条进行修补。