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‖產(chǎn)品分類 |
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柴油機活塞銷折斷的原因 |
一臺ZL20型裝載機采用4125型柴油機。昨夜過程中，突然感覺柴油機無力，冒黑煙，消音器發(fā)出“突突”的響聲。用“斷缸法”逐缸檢查，當(dāng)IV缸斷油時，排氣冒黑煙的現(xiàn)象減弱，一次校對4個缸的噴油器及噴油泵的壓力后，故障依舊。打開缸蓋，檢查IV缸燃燒室的工作情況時，發(fā)現(xiàn)缸套上、下止點處的銷軸方向又高溫?zé)g的積瘤槽，進一步作檢查時發(fā)現(xiàn)，IV缸活塞銷已斷裂。
該機大修后適用僅5個月，事故發(fā)生前未發(fā)現(xiàn)任何以常情況。連續(xù)檢查其他3組活塞連桿的裝配情況，結(jié)果是，活塞銷與連桿襯套的配合間隙符合要求；活塞銷孔德中心線與活塞縱向中心線的垂直度也在允許的范圍內(nèi)。由此推測，發(fā)動機在維修后，IV缸活塞連桿的裝配參數(shù)符合技術(shù)要求。因此排除了因配合間隙或中心線偏斜造成活塞銷斷裂的可能性。進而從活塞銷的材料工藝和受力方面作進一步分析。
活塞銷為中空圓柱體，材質(zhì)為低碳鋼或低碳合金鋼，外表面滲碳淬火至硬度HRC56-66，淬硬深度為0.8-1.2mm 。當(dāng)內(nèi)孔表面未淬硬時，需要提高內(nèi)孔表面的光潔度，以提高抗疲勞強度。仔細(xì)觀察斷裂活塞銷內(nèi)孔加工刀痕及斷面層顏色后發(fā)現(xiàn)，內(nèi)孔表面留有很深的粗車刀痕，斷裂表面的顏色能明顯地分出內(nèi)外兩層，且外層表面顯現(xiàn)凹坑而外層表面未發(fā)現(xiàn)。以此簡單的方法證明了該活塞銷內(nèi)孔未經(jīng)淬火，加工工藝不符合技術(shù)要求。
在壓縮和作功行程中，活塞銷受力后發(fā)生變化，由于變形的不統(tǒng)一使銷座與銷的接觸很不均勻，銷孔內(nèi)側(cè)上緣出現(xiàn)尖峰負(fù)荷和相應(yīng)的應(yīng)力集中。如果活塞銷鋼度不足，此處往往發(fā)生初始裂痕，然后不斷擴展，使活塞銷斷裂。
經(jīng)綜合分析后認(rèn)為，熱處理不當(dāng)是活塞銷發(fā)生斷裂的直接原因。另外，活塞銷表面淬硬層過深，使內(nèi)部韌性減弱，剛度不足。交變載荷的作用力及淬火后的殘余應(yīng)力，都會使活塞銷的粗車刀痕內(nèi)部處產(chǎn)生微觀裂紋，隨著發(fā)動機的高速運轉(zhuǎn)，裂紋不斷延伸擴展，最后導(dǎo)致活塞銷折斷。
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