柴油機(jī)連桿彎曲變形故障分析與預(yù)防
摘要:本文通過(guò)實(shí)例講述了因連桿彎曲變形引起的汽缸偏磨故障,分析了引起柴油機(jī)連桿彎曲變形的原因,闡述了檢查校正方法,提出了預(yù)防措施。
一臺(tái)東方紅802A型履帶拖拉機(jī),其上安裝的是B4125J2型發(fā)動(dòng)機(jī)。在作業(yè)期間,發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)功率不足,還有燒機(jī)油現(xiàn)象,為此對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門(mén)間隙、供油時(shí)間、燃油管路、空氣濾清器等作了檢查,結(jié)果未發(fā)現(xiàn)異常。由此我們分析認(rèn)為,故障原因不在外部,而在內(nèi)部,須解體檢查。將發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸蓋及油底殼拆下,待將四個(gè)連桿從曲軸上拆下,發(fā)現(xiàn)2,3缸連桿軸瓦在連桿軸頸上對(duì)角偏磨較重,不難看出故障是由于2,3缸連桿的彎曲和扭曲造成的。四根連桿在連桿檢驗(yàn)器上經(jīng)過(guò)檢查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)2,3缸連桿的彎曲度為0. 10 mm,連桿的扭曲度為0. 12 mm,已大大超過(guò)了規(guī)定;1,4缸連桿也有彎曲、扭曲,但未超過(guò)規(guī)定。當(dāng)2,3缸連桿的彎曲和扭曲量較大時(shí),連桿在汽缸內(nèi)的運(yùn)動(dòng)不是直線運(yùn)動(dòng)而是歪斜狀態(tài),這樣一來(lái),就會(huì)加速活塞、活塞環(huán)、連桿瓦的偏磨,使活塞與汽缸之間漏氣和竄機(jī)油,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率不能夠充分發(fā)揮。經(jīng)拆卸更換了連桿,又對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的新舊零件進(jìn)行了清洗、安裝、調(diào)試,發(fā)動(dòng)試車(chē),發(fā)動(dòng)機(jī)功率充足,燒機(jī)油現(xiàn)象消除。
一臺(tái)小四輪拖拉機(jī)嚴(yán)重耗機(jī)油,不管負(fù)荷輕重,只要工作一段時(shí)間,就沿排氣管往外流機(jī)油。為此更換了缸套、活塞、活塞環(huán)、氣門(mén)及導(dǎo)管等件,而故障仍未排除。拆開(kāi)檢查,原來(lái)是連桿彎曲所致。
連桿在發(fā)動(dòng)機(jī)工作中,將活塞所承受的氣體燃燒的爆發(fā)力傳遞給曲軸,將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。連桿受到的壓縮、拉伸和彎曲等交變載荷,使用中極易發(fā)生彎曲變形,造成活塞與汽缸偏磨、活塞環(huán)漏氣和竄燒機(jī)油。連桿彎曲變形的特征是缸套上端一側(cè)有磨損形成的臺(tái)階;連桿大端瓦片的一側(cè)有磨損痕跡,連桿蓋瓦片的另一側(cè)也有磨損痕跡。這些情況均屬連桿彎曲變形,應(yīng)進(jìn)行校正修理。
1 連桿彎曲、扭曲變形的原因
(1)機(jī)械事故。機(jī)械事故是連桿彎曲、扭曲變形的重要原因,如連桿螺栓折斷退扣、氣門(mén)掉入汽缸中、活塞銷(xiāo)折斷、燒瓦抱軸、活塞脹死故障,導(dǎo)致曲軸不能正常運(yùn)轉(zhuǎn),引起連桿變形。另外,燃燒室內(nèi)由于特殊原因進(jìn)入冷卻液或機(jī)油后,致使活塞上行頂壓燃燒室內(nèi)的液體釀成連桿變形(因?yàn)橐后w是不可壓縮的)。
(2)使用中的原因。經(jīng)常在熄火前、起步前和平時(shí)的使用中猛轟油門(mén),使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速驟然增加和降低,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)各摩擦件的潤(rùn)滑經(jīng)常出現(xiàn)瞬時(shí)干摩擦和半干摩擦,增加磨損;發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的驟然增加和降低,使曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)各零件受較大的沖擊載荷;轉(zhuǎn)速突變,使零件受到的沖擊載荷比正常平穩(wěn)工作時(shí)要大幾倍。長(zhǎng)期如此,導(dǎo)致連桿易產(chǎn)生疲勞變形。另外連桿在工作中受到交變負(fù)荷的變化,連桿也可能會(huì)發(fā)生變形。
(3)修理和裝配原因。汽缸套和活塞之間間隙留得過(guò)小,以致活塞受熱后卡死在汽缸套內(nèi),將連桿拉斷或壓彎。安裝時(shí),活塞銷(xiāo)中心線與曲軸連桿軸頸中心線不平行,連桿易產(chǎn)生疲勞彎曲,甚至斷裂。
2 連桿變形的檢查
195型柴油機(jī),先拆去缸蓋,將機(jī)體豎起,然后轉(zhuǎn)動(dòng)飛輪觀察。如果活塞上部在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中總是偏向曲軸的前端或后端的缸壁方向,可將活塞連桿組從缸套內(nèi)抽出,調(diào)轉(zhuǎn)活塞頂凹坑的方向,裝復(fù)后,再按上述方法重新檢查一遍。如果活塞仍偏向缸壁方向,并與前次檢查結(jié)果相反,則說(shuō)明連桿有彎曲,應(yīng)予以修復(fù)更換。
3 連桿變形的校正
當(dāng)連桿的直線度在100 mm長(zhǎng)度上超過(guò)0. 06 mm,扭曲度在100 mm長(zhǎng)度上超過(guò)0. 08 mm時(shí),應(yīng)予以校正。連桿的彎曲可在油壓機(jī)或連桿校正工具上校直;扭曲的連桿可夾在臺(tái)虎鉗上(應(yīng)墊上軟金屬,以免損壞連桿大頭端面),用連桿校正工具校正,若沒(méi)有連桿校正工具時(shí),可用長(zhǎng)柄扳鉗或管子鉗等校正。校正量的大小應(yīng)視連桿的變形程度而定。
當(dāng)連桿彎曲和扭曲量超過(guò)規(guī)定太多,校正后恐不保險(xiǎn),為此要更換連桿。新連桿通常稱(chēng)重比舊連桿的質(zhì)量多100 g,為了達(dá)到新連桿質(zhì)量與舊連桿質(zhì)量相等,其誤差不超過(guò)30 g的規(guī)定,可采用在車(chē)床上車(chē)削連桿大端下瓦蓋上一圓柱形澆口,并再次稱(chēng)重,保證新連桿質(zhì)量比舊連桿質(zhì)量不多于30 g。
4 預(yù)防措施
(1)柴油機(jī)修理裝配時(shí),要注意軸頸與軸瓦間的間隙應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)值,注意潤(rùn)滑油道的清理疏通,保證潤(rùn)滑正常,不應(yīng)因潤(rùn)滑不良造成燒瓦抱軸事故的發(fā)生。在連桿安裝前,要認(rèn)真測(cè)量其技術(shù)參數(shù),嚴(yán)格執(zhí)行操作標(biāo)準(zhǔn),對(duì)連桿瓦、連桿體孔的測(cè)量精確度要求要高。
(2)在柴油機(jī)修理時(shí),要注意檢查連桿螺栓、活塞、活塞銷(xiāo)等配件,發(fā)現(xiàn)有裂紋或磨損要更換新件。連桿螺栓的旋緊力矩一定要按使用說(shuō)明書(shū)規(guī)定的力矩值分2~3次均勻旋緊,最后一次旋到規(guī)定值;螺紋損壞的螺栓絕對(duì)不能使用,以免連桿螺栓、活塞銷(xiāo)在工作中發(fā)生折斷而發(fā)生搗缸事故。安裝氣門(mén)時(shí)要注意氣門(mén)彈簧、氣門(mén)鎖片應(yīng)裝牢,以免發(fā)生氣門(mén)桿折斷,氣門(mén)彈簧折斷,氣門(mén)鎖片脫落,致使氣門(mén)掉入汽缸中引起搗缸。
(3)鄉(xiāng)村機(jī)耕道洼坑多,路況復(fù)雜,應(yīng)盡量避免超載。遇陡坡時(shí),要掌握車(chē)速,靈活選擇擋位,緩行通過(guò)。柴油機(jī)嚴(yán)格防止超載、超速或低油壓下工作,避免其負(fù)荷增大,零件的潤(rùn)滑條件差而損傷連桿等件。
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