柴油机曲轴断裂故障诊断与预防措施

尤艳忠

（江西省工业和信息化研究院，江西 南昌 330096）

曲轴的折断通常是从最小裂纹处开始，产生裂纹断裂部位大部分是出现在头缸或末缸连杆轴颈圆角处与曲柄臂联结部分。在运转过程中，裂纹逐渐扩大，到达一定程度时突然折断。在折断面上观察时常会发现褐色部分，这显然是旧裂纹，光泽发亮组织才是发展到后来突然折断的痕迹。

1 柴油机曲轴断裂故障诊断

1）曲轴轴颈两端的圆角过小。磨曲轴时磨工未能正确控制该曲轴的轴劲圆角，除了弧面加工粗糙外，圆角半径也过小，因而曲轴工作时圆角处就产生较大的应力集中，并缩短了曲轴的疲劳寿命。

2）曲轴主轴颈轴线偏移。曲轴主轴颈轴线偏移，破坏了曲轴组件的动平衡，柴油机高速运转时便产生强大的惯性力，导致曲轴断裂[1]。

3）曲轴的冷较量过大。曲轴经长期使用，特别是发生烧瓦或捣缸事故后，会发生较大的弯曲，应卸下进行冷压矫正。由于校正时曲轴内部金属塑性变形会产生很大的附加应力，从而降低曲轴的强度，如果冷较量过大，就可能是曲轴受损或出现裂纹，这种曲轴装机使用不久就会断裂。

4）飞轮松动。若飞轮螺栓松动，曲轴组件便失去了原有的动平衡，柴油机运转后就会发生抖动，同时产生很大的惯性力，致使曲轴疲劳，容易在尾端产生断裂。

5）曲轴自身质量差。购买曲轴不可贪图便宜，一定要从正规渠道进货。装机前还应仔细检查，若有问题则及时更换或退货。另外，发动机大修时，对曲轴应进行磁力探伤检查或浸油敲击检查，若轴颈表面有径向或延至轴肩圆角的轴向裂纹，该曲轴则就不可再用。

6）主轴瓦不同轴。曲轴装配时，若缸体上各道主轴瓦的中心线不同轴，柴油机工作后就容易发生烧瓦抱轴事故，而曲轴在交变应力的强烈作用下也会断裂。

7）曲轴装配间隙过大。若曲轴轴颈与轴瓦配合间隙过大，柴油机运转后曲轴会冲击轴瓦，只是合金脱落而烧瓦抱轴，曲轴也易受损。

8）供油时间过早或各缸油量不均。若喷油泵供油时间过早，活塞还未到上止点就燃烧做工，会引起柴油机爆震，并使曲轴受到交变应力的冲击。若各缸供油量不均，会因各缸爆发力不一致而使曲轴各轴颈受力不匀，从而过早地疲劳、产生裂纹。

9）曲轴润滑不良。若机油泵磨损严重，润滑油道脏污、流通不畅，都会使供油量不足、油压下降，导致曲轴与轴瓦之间不能形成正常的润滑油膜，从而产生干摩擦并造成烧瓦抱轴、折断曲轴等大事故。

10）操作不当引发曲轴断裂。若作业中油门过大或过小、制动频繁或长时间超负荷运转，都会使曲轴受到过大扭矩或冲击载荷而受损。另外，柴油机发生飞车、捣缸和顶气门等事故时，也易是曲轴断裂[2-3]。

2 柴油机曲轴断裂故障预防措施

1）在修理曲轴以前，要认真检查曲轴是否有裂纹，特别注意圆角过渡部位，如有裂纹轴应予报废。光磨轴颈时，应使轴颈与曲柄臂保持一定的圆角半径，切不可任意缩小圆角半径尺寸，应注意圆角部位的表面光洁度，否则将造成应力集中，而使曲轴断裂[4]。

2）轴颈尺寸磨损超限时，要尽量选用对轴颈疲劳强度影响较小的方法予以恢复，如采用喷镀法对轴颈疲劳强度降低则较少，而采用堆焊法恢复时，则疲劳强度降低幅度较大。

3）各道轴颈与轴承的配合间隙和端隙要按标准，间隙过大，易因冲击而损坏曲轴，间隙过小则可能因抱轴而折断曲轴。在装配方面，点火时间要校对准确，不能过早或过晚，注意曲轴、飞轮和离合器的平衡。

3 结束语

综上所述，发动机长时间使用后其曲轴的修复，就相当于发动机寿命的修复。在使用中很多原因会造成曲轴的损坏，除曲轴本身的材质、形位尺寸、加工质量、氮化处理等因素外，还会出现不正常损伤、轴颈表面产生划痕拉伤、烧伤、裂纹，以及曲轴发生变形、断裂等故障或事故。曲轴是发动机中最重要的部件。它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。对发动机内部的零件来说，可以说是一荣俱荣、一损俱损。司机在平时使用时一定要勤于维护，才能保证发动机的强劲有力。