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柴油機重大事故發生原因分析

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柴油機發生平衡軸斷裂、搗缸、機體破裂機械事故,輕則導致發動機不能工作,要停機大修,重則將損壞缸體、曲軸等零件,使整台發動機報廢。

柴油機重大事故發生原因分析

1上、下平衡軸斷裂

柴油機運轉時突然發出喀噠一聲,柴油機自行熄火,有時把機體、缸蓋打破。檢查後,發現平衡軸斷裂。

1.1原因分析

(1)平衡軸材料質量有問題,如有氣孔、砂眼等鑄造缺陷,強度達不到要求。

(2)平衡軸軸承鬆動或軸承座孔磨損較大,軸承長期走外圓,工作不平穩,造成平衡軸折斷;突然提高轉速或因飛車等使轉速急劇提高,造成平衡軸折斷。

(3)飛輪與曲軸因配合鬆動而產生撞擊,撞擊產生的動載荷傳給了上、下平衡軸,使平衡軸由於疲勞而折斷。

(4)平衡軸兩軸頸或機體上兩軸承孔不同軸度超差,平衡軸運轉時有別勁,導致運轉不靈活而折斷。

1.2故障排除提示

排除平衡軸斷裂故障時,除了更換新平衡軸外,還應檢查平衡軸軸承有無鬆動,有無走外圓現象。

2搗缸

發生搗缸前,發動機一般工作不正常,運轉無力,有一股一股的黑煙冒出,並有嚴重的敲缸聲,發生此症狀應立即停車熄火檢查。此時如不立即停車,就會造成不良後果

2.1原因分析

(1)活塞銷折斷。造成活塞銷折斷的原因有:①活塞銷質量問題。②活塞銷與連桿小頭襯套孔的間隙,一般在0.015~0.040mm範圍內,超過0.07~0.10mm,應修理或更換。間隙過大,柴油機工作中會發出敲擊聲,而且活塞銷很容易在交變衝擊力的作用下疲勞折斷,造成搗缸事故。③連桿小頭孔與襯套的配合緊度一般在0.033~0.099mm範圍內。實踐證明,柴油機轉速2000r/min,緊度在0.02mm左右,工作中襯套很易鬆動。襯套鬆動後,會發出噠、噠的敲擊聲,而且易使活塞銷折斷,發生搗缸事故。④活塞銷孔的中心線偏斜,與活塞縱向中心線不垂直,不僅會使活塞偏缸,加速活塞與缸套的磨損,造成燒、排機油,而且柴油機運轉中,活塞銷會受到附加應力作用而折斷,引起搗缸。

(2)連桿螺栓折斷。造成連桿螺栓折斷的原因有:①連桿螺栓的材質不佳,承載能力差,疲勞折斷。②連桿螺栓扭緊力矩過小、軸瓦間隙過大、衝擊載荷過大或燒瓦引起連桿螺栓折斷。③連桿螺栓、螺母的鎖緊裝置在工作中鬆動,也會造成連桿螺栓鬆動而折斷。用鎖緊墊片防鬆的,應注意,墊片一般只用一次,其邊緣必須可靠地折在螺母的側面上。用鐵絲綁紮固定的,應注意鐵絲作用在每個螺母上的力矩方向,應和它們的旋緊方向一致。用開口銷防鬆的,當扭緊的力矩已達到,但沒對正孔而穿不上銷子時,只能繼續扭緊,直至對上孔為止,而不能扭鬆。

(3)缸套脱缸。缸套上部台肩與缸體接觸台肩處折斷,會使活塞、連桿、曲軸及機體等零部件損壞。除缸套材質不好,處理不當或內部有砂眼、裂紋等原因外,尚有下列原因:①缸套的台肩上端面凸出機體平面過高,在上緊缸蓋時,使台肩與缸體連接台肩處產生裂紋,壓斷缸套。②缸套台肩與缸體截面改變處圓角太小或沒有圓角,柴油機工作時在交變載荷作用下,此處產生應力集中,慢慢產生裂紋,嚴重時發生脱缸。③缸套台肩上下平面不平,或缸套台肩下平面與機體支承面之間墊有髒物,使其歪斜,或因製造質量問題,缸套裝入後,台肩凸出機體一邊高一邊低。時間長了,活塞工作時的側壓力,有可能使其在交變載荷下斷裂脱缸。

(4)活塞銷孔處斷裂。除未按規定安裝活塞銷,將活塞銷孔撐出裂紋,導致活塞銷斷裂搗缸外,尚有下列原因:①活塞與缸套安裝時,其間隙小於規定標準,或者是標準缸套誤安上了加大尺寸的活塞。工作時零件受熱膨脹,摩擦阻力增大,產生過多的熱量造成粘缸。粘缸初期未及時熄火,柴油機被迫熄火後,連桿將活塞在銷座處拉斷。拉斷後繼續運轉,導致搗缸。②活塞與缸套因磨損過多,間隙過大,活塞上、下運動時,敲擊嚴重,致使活塞被撞斷而搗缸。③連桿彎曲、扭曲變形,會使活塞受較大的附加應力,導致折斷搗缸。

(5)平衡軸或平衡重塊斷裂。平衡軸材質不好,或軸向間隙太大與其它零件相撞,平衡軸會斷裂。曲軸臂上的平衡重塊,因固定螺栓鬆動或由於飛車、超載,也會斷裂甩下來,斷裂後的碎塊會導致搗缸。

2.2故障排除提示

駕駛員在行駛中,既要注意駕駛技術與處理故障的能力,更要注意觀察機械運行中的異常變化,不能聽到異響還盲目帶病運行,以致搗缸釀成大禍。發動機在發生搗缸前必有徵兆,且有從量變到質變的過程,駕駛員稍有警惕就會察覺。

3機體破裂

機體破裂表現為機體壁滲水,冷卻水消耗量大,或流人油底殼,使機油變質、變稀。

3.1原因分析

(1)柴油機在寒冷的環境工作,工作結束後忘記放掉冷卻水,冷卻水結冰後體積膨脹,將機體凍裂。

(2)柴油機冷卻水因蒸發或泄漏而缺水甚至耗幹,此時柴油機的温度很高,如果突加冷卻水,會使缸體位於缸套上部位置因驟冷而炸裂。

(3)柴油機底腳螺栓鬆動,或柴油機振動大,使機體開裂。

(4)上、下平衡軸斷裂,連桿螺栓斷裂或連桿小頭斷裂而打壞機體。

3.2故障排除提示

機體破裂,故障明顯,排除方法可根據故障的情況而定。若是機體被打破,無法修補,則應更換機體;若是機體產生裂紋,可到修理廠用鑄鐵焊條進行修補。