柴油机连杆捣缸原因探析
孙伟华
摘 要：捣缸是柴油机重大的机械事故之一，由连杆引起的捣缸事故占有很大的比例，对连杆引起的捣缸事故原因进行了分析，以提醒使用者注意预防。
关键词：柴油机;连杆;捣缸
中图分类号：S219.07文献标识码：A
doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.11.069
捣缸是指发动机发生机械事故时，缸体被连杆、活塞、平衡块等机件捣毁，出现破损的现象。捣缸是柴油机重大的机械事故之一，轻则使活塞、连杆、缸套损坏，重则将损坏缸体、曲轴等零件，使整台发动机报废。捣缸事故发生的原因有：气门掉入汽缸中引起捣缸，活塞断裂损坏打坏缸体，柴油机发生烧瓦、飞车等事故引起捣缸，连杆螺栓折断或连杆打断引起捣缸。对柴油机事故调查处理资料显示，因连杆螺栓折断或连杆打断引起的捣缸事故在整个机损事故中占有较大的比例，事故的后果是极为严重的，可导致整机报废。在此我们重点探讨因连杆螺栓折断或连杆打断引起的捣缸事故。
连杆捣缸表现为发动机机体或油底壳被打穿，打穿部位多见于发动机左右两侧和油底壳底部。故障原因分析如下。
1 连杆螺栓折断
连杆螺栓是细牙螺纹精制而成，杆身较长，当螺帽扳到应有紧固程度后，若再加力扳紧仍可扳动。一些修理人员认为越紧越好，不按螺栓規定的力矩拧紧，致使螺栓承受过大的拉应力而产生拉伸变形而折断。活塞连杆的直线往复运动，一靠缸套的导向，二靠连杆大端与连杆轴颈的定位。连杆螺栓折断后，下瓦盖与连杆脱离，连杆失去定位控制，在曲轴高速旋转的带动下，连杆活塞为浮动悬挂进行摆动，连杆大头猛烈碰击机体，使机体打穿。另一种情况是曲轴曲柄在旋转过程中将连杆往缸盖方向顶起，使行程过长，活塞与缸盖碰击后被打碎，连杆弯曲并与活塞分离，运动中，机体上部被打穿。失落在油底壳中的连杆下瓦盖在与曲轴碰击时，把油底壳打穿。处理建议：更换被打坏零件，认真检查曲轴和其它连杆，已弯曲变形时需进行校正。
2 活塞销折断或活塞破碎
活塞销制造质量差、有微裂纹而引起应力集中;或者是活塞销与铜套间隙过大，导致活塞销窜出，使活塞连杆组运动失去控制;发动机工作时活塞销承受较大的交变冲击载荷而引起疲劳折断;活塞销孔中心线同活塞纵向轴线的垂直度不符合标准，工作时活塞销因承受一个弯曲力矩而过早折断。由于活塞销折断，造成连杆小头与活塞脱节。连杆与活塞脱节后，连杆失去活塞导向，被旋转的曲轴甩向机体两侧，将机体打坏。活塞破碎主要是气门掉入汽缸或活塞顶撞击气门头。活塞销与销孔配合间隙过大，也易造成活塞破碎。处理建议：听到发动机上部有敲击声，且排气管冒黑烟，发动机转速明显下降时，应迅速停车熄火检查。已造成捣缸事故后，则对曲轴、连杆进行检查校正。
3 连杆折断
由于连杆折断导致发动机捣缸比较少见。常见的原因有零部件本身存在质量问题，会造成发动机在使用过程中连杆断裂。如，连杆材质不良，制造质量低劣;在锻造过程中产生缺陷;连杆杆身油道加工偏斜，使油道在连杆小端孔处形成台阶，造成应力集中而使连杆折断。连杆折断常见的更主要原因是由于连杆铜套破碎后，连杆小头直接与活塞销接触，间隙增大。发动机工作中连杆不断与活塞销碰撞，使连杆小头受力猛增，发动机发出异常敲击声。此时，如果不立即熄火停车，连杆小头将先产生裂纹，裂纹贯通连杆小头后（沿活塞销轴向），连杆小头张口，连杆与活塞销脱节，导致连杆捣缸。值得一提的是，目前一些农机户购买新车后未进行试车而直接投入生产。如果使用中多次发生烧瓦事故，连杆则产生内伤，当发动机转速过高或负荷较重时，连杆易折断。另外，有些驾驶员用电焊修补连杆裂纹，由于电焊过程中易产生应力集中，所以，电焊修复的连杆最易折断，导致连杆捣缸。处理建议：严禁使用有内伤或裂纹的连杆。
4 汽缸套折断
安装缸套时，因阻水圈过紧，用力打下缸套，由于用力不均，使缸套的圆角处或其他强度薄弱的地方产生微观裂纹，工作中发生脱缸。汽缸套压入机体后，汽缸套上部台肩与机体配合起支承定位作用，下部则与阻水圈配合起浮动固定。汽缸套压入后台肩凸出机体平面过高，上紧缸盖螺栓后则易开裂折断。缸套在台肩处折断后，只依靠缸套下部的阻水圈是无法对活塞进行稳定导向的作用。活塞上行时，缸套与活塞偏离垂直位置而倒向机体某一侧，导致连杆捣缸。处理建议：及时检查和更换缺陷缸套。
5 曲轴折断
曲轴折断产生连杆捣缸也是较少见的故障。曲轴折断后，曲轴轴心线变成折线，高速旋转运动中曲轴产生摆动，连杆大头产生运动位置变化，使活塞行程加大，连杆活塞捣坏缸盖。曲轴折断导致连杆捣缸盖，多发生在单缸柴油机和双缸柴油机。这两种柴油机一般都是主轴承处在曲轴两端头。曲轴折断后，曲轴变成单臂悬梁，旋转中摇动量大，故造成捣缸。处理建议：更换损坏的零部件。
6 活塞销窜动
活塞销与销孔应是过盈配合，如果配合出现间隙，发动机温度升高后，则产生活塞销轴向窜动。活塞销窜动时先把活塞销卡簧挤出卡簧槽。卡簧脱离卡簧槽后，活塞销窜动量急剧增大，直接碰击缸套，使缸套碎裂，活塞失去导向，导致连杆捣缸。处理建议：安装活塞时，必须按规定选配活塞销，保证过盈配合。
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