曲轴断裂的主要原因
柴油机曲轴断裂的原因分析与处理
图 ３所 示 的 是 曲轴 弯 曲疲 劳 断 裂 的 断面 。其 特 征 是 裂 纹
源出现在轴颈与 曲柄臂的过渡 圆角处 （ 图中断面 的右侧 ） ，断
面 与 曲 柄 中心 对 称 线 垂直 ，断 面 上 明显 地 存 在 贝 纹 状 扩 展 区 和 瞬 时 断 裂 区 。贝 纹 状 扩 展 区 占整 个 断 面 的 ２ ／ ３左 右 。曲轴
第 ９期 平 、 晶 粒 明 亮 的撕 裂 状 。
梁 福 权 等 ：柴 油机 曲轴 断 裂 的原 因 分析 与 处 理
８ ７
疲劳破坏 经常 出现在 曲轴 中间或两端 的曲柄上 （ 如 图 ３ 所
示） 。此外 ，在 增 压 柴 油机 上各 缸 功 率大 小 不 均 ，曲轴 的转 速 出 现 波 动 ，又 会 使 增 压 器 发 生 喘 振 现 象 ，这 将 影 响各 缸 供 气 量 的 均 匀 性 ，使 功 率 不 平 衡 现 象 加 剧 （ ６ ＲＮＤ７ ２ Ｍ 型 柴 油机
断裂故 障除上述受力原因外 ， 还 与曲轴的结构 因素 （ 如设计、 材料 、制造工艺 ）和使 用因素等对 曲轴 的疲 劳强度的影 响有
关 。从 图 中 所 显 示 的 断面 情 况 看 ，最 终 瞬 时 断 裂 区 仅 占 曲轴 断面 的 １ ／ ４ － １ ／ ３ 。这 说 明 该 曲轴 在 运 转 中 无 过 载 或 过 载 很 小 ，是 曲轴 正 常 运 转 中所 承 受 的 载 荷 是 在 设 计 、 制造 的 许 用 范 围 之 内 的 。因此 ，应 从 使 用 因素 分 析 曲轴 疲 劳 破 坏 的原 因 。 柴 油 机 的 曲轴 扭 转 断 裂 的直 接 原 因 是 ， 曲轴 发 生 强 迫 扭 转 振 动 时 所受 到 的 交 变 作 用 力 矩 （ 亦称 激 振 力 矩 ）是 随 曲 柄 转 角 变 化 的复 杂 周 期 函 数 ，使 用简 谐 分 析 可 以把 它 分 解 为 无 数 个 简 谐 次 数 不 同 的 简 谐 力 矩 。 当激 振 力 矩 分 解 出 的某 次 简 谐 力 矩 在 某 一 转 速 范 围 的 变 化 莫 测 频 率 等于 曲轴 的某 个 固 有 自振 频 率 时 ，就 会 发 生 共 振 ｌ ２ ｌ 。共 振 时 会 出 现 曲 轴 扭 振 振 幅 增 大 ，但 在 扭 振 节 点 处 振 幅 为 零 、 附加 应 力 最 大 且 温 度 升 高 等 现 象 。 当 扭 振 附加 应 力超 过 曲轴 的疲 劳 强 度 时 ，就 会 在 节 点 处 发 生 曲轴 的 扭 转 疲 劳 断 裂 ｌ ２ 】 。一 般 ，在 曲轴 的设 计 、 制 造 中 就 已 采 取 多 种 措 施 ， 调 整 曲轴 的 固有 自振 力 矩 的 变 化 频 率 ，仍 有 可 能 发 生 共 振 现 象 。 这 是 因为 激 振 力 矩 中 包 括 气 缸 中气 体 力 产 生 的 周 期 性 变 化 的 力 矩 、 曲柄 连 杆 机 构 的 重 力 和 惯 性 力 的 周期 性 变 化 的力 矩 以 及 曲 轴 所 驱 动 的各 机 构 的周 期 性 变 化 的 阻力 矩 等 。其 中气 缸 中 气 体 力 产 生 的周 期 性 变 化 的 力 矩 是 使 曲轴 扭 振 的主 要 激 振 力 矩 。 在 多 缸 发 动 机 上 ，各 缸 的 气 体 力 产 生 的 周 期 性 变 化 力 矩 大小 是 否 均 匀 ，对 激 振 力 矩 的 变 化 频 率 有 着 直 接 的 影 响 ，是 发 生 曲 轴 共 振 的潜 在 威 胁 。
路虎发动机曲轴断裂及故障分析
路虎发动机曲轴断裂曲轴断裂主要原因路虎发动机曲轴断裂故障分析路虎公司(Land Rover)以四驱车而举世闻名：自创始以来就始终致力于为其驾驶者提供不断完善的四驱车驾驶体验。
在四驱车领域中，路虎公司不仅拥有先进的核心技术，而且充满了对四驱车的热情：他是举世公认的权威四驱车革新者。
（北京博睿通达大型二类维修企业,比4S店便宜30%-50% ,原厂配件质量保证）(1)曲轴是发动机中受力最复杂的零件，因此结构复杂，加工精度要求很高。
路虎轿车发动机把曲轴设计为全支承型，并在上边装有飞轮、正时齿轮、链轮、带轮、连杆等。
路虎车曲轴用球墨合金铸铁经精密铸造而成，一般发动机曲轴用中碳钢或中碳合金钢模锻而成。
由于曲轴结构复杂、制造困难、加工成本高，为延长其使用寿命，对于标准曲轴在磨损后可以按级修复使用，但路虎轿车曲轴设计时只允许加工磨修一次。
(2)曲轴轴承曲轴装在缸体的座孔内，在二者之间也装有薄壁滑动轴承，以增长缸体和曲轴使用寿命、维修方便、易于保持应有的配合精度。
曲轴轴承(也称为主轴承、或主轴瓦)其结构与图2-19中连杆轴承基本相同，也是薄壁轴承，其区别为：1)标准级曲轴轴承厚度为1.829±0.003mm，修理级曲轴轴承厚度为1.979±0.003mm。
2)装在气缸体上的全部轴承(缸体上半片轴承)带有油槽。
路虎曲轴断裂不可信！装在主轴承盖(也就是曲轴箱上)的轴承在第二、四轴颈上的轴承有油槽；在第一、三、五轴颈的轴承无油槽。
曲轴主轴颈与主轴承装配标准间隙为0.03-0.09mm。
在主轴承处为保证足够刚度和强度，另设二个紧固螺栓。
先把此螺栓拧紧20N•m的预紧力矩后，再将螺母拧转45°后，加好防护装置，才能保持正常工作。
(3)曲轴的轴向间隙。
为了保证离合器的正常工作和活塞在气缸中的恰当位置，曲轴设有轴向定位装置，路虎发动机的轴向定位设置在第二道主轴颈处，由两片带有油槽的止推片来调整曲轴的轴向间隙，标准的轴向间隙为0.07-0.272mm。
曲轴断裂原因及预防
、
曲轴 断裂 的 主要 原 因
５ ． 各缸 工作 不平衡 ， 活塞连
杆组组合重量偏差过大 ， 飞轮螺 栓松动等 ， 均能 引起曲轴受力不 均， 导致 曲轴 产生疲劳损坏而断 裂。 ６ ． 工作 中超 负荷 ， 曲轴负荷 过大； 发动机 发生飞 车 ， 出现 捣 缸、 烧瓦、 抱轴 、 主轴 承盖断裂 、 活 塞 顶 气 门 等 导 致 曲轴 损 坏 而 断裂 。 ７ 参 理时因校直或修复方法
座孔不同轴度过大 ， 三是轴瓦间
３ ６
５ ． 运转中严格控制柴油机 的
２ ０ １ ４ ． ０ ５ 啊蕊圈■
如何通过发动机异响进行故障诊断
发动机发 出异响 ， 主要是 由
于 内部 机 件 磨损 松 旷 、 调整 不 当
响的影响。
（ ４ ） 对于 多缸发 动机 ， 应 首
一
或使用不 当而引起 的 ， 说明发动 机存在或大或小的故障 ， 应及时
先用 单缸断 油断 火的方 法检查 异响与缸位是否有关联 。 若某缸 断油断火后异 响有明显的变化 ，
进行检查 ， 并采取有效的防范维 修措施。 就异响出现的时期和连
续存在的时间而言 ， 异响一般分 别 存在于 ：怠速或低 速运转 期 间、 高速运 转期 间 、 整 个行 车期 间 等几 种时 期 。 １ ． 对于怠速或低速运转期间 出现的异响 （ １ ） 首先应检查异响与工作 循环 是否有关联 ， 并进一步判定
忽小 ， 紧急制动频繁或长时间超
３ ． 机油油路不 畅 ， 机油泵磨
损严重 ， 主 油 道 限 压 阀开 启压 力
过低 ， 机油质量 差等 ， 导致的润 滑不 良， 致使 曲轴轴颈 与轴 瓦长
负荷 、 超速运 转 ， 也会使 曲轴 因 受 到 过 大 的 扭 矩 或 冲 击 载 荷 而 导致 断 裂 。
船舶小型柴油机曲轴断裂的主要原因和预防措施
班 驾驶 员 ，尽 可 能减 少 事 故 损 坏 范 围 的扩 大 。
曲轴断裂 的部位 和 实例断面 分析
从 理论 上 分 析 ，对 整 体 曲 轴 来 说 ，它 在 受 到 弯 曲作 用 力 时 ，应 力 最 集 中 的 区 域 ， 即强 度 最 薄 弱 的部 位 是 在 曲柄 销 与 曲 柄 臂 以及 主 轴 颈 与 曲 柄 臂 相 连 接 的过 渡 圆 角 部 位 ， 因 此 主 轴 颈 或 曲柄 销 与 曲 柄 臂 连 接 处 均 有 足 够 大 的 圆 弧 过
－ 自
栏辑 弛 ｔ： ｌ ｆ张 编
简述船舶小型柴油机 曲轴断裂发生时的故障现象 与紧急处理 ，为轮机人员处理 曲轴断裂事故 提供参考 ； 对曲轴断裂的部位和实例断面进行 了简要 阐述 ， 着重分析 曲轴断裂原 因。 对船舶小 型柴油机曲轴断裂提 出了较为详细的预防措施 ， 以减少曲轴断裂在机务管理中的出现概 率。
曲 轴 本 身 材 料 缺 陷 （ 内 部 有 气 孔 、夹 有 杂 质 等 ）引 如
起 的 曲轴 断 裂 ，由 于 出 厂 前 均 要 进 行 超 声 波 严 格 检 测 ，在
小 型柴 油 机 中 很少 遇 到 。
金 相 组 织 比较 光 滑 ，是 曲轴 在 旋 转 过 程 中 裂 纹 不 断 张 合 摩
船 舶 小 型 柴 油 机 曲 轴 断 裂 发 生 时 的 故 障 现 象 与 紧
急处 理
当 柴 油 机 曲轴 发 生 断 裂 后 ， 柴 油 机 转 速 陡 然 下 降 ，发 出十 分 少 见 的 “ 隆 、咯 隆 ” 沉 闷 声 音 ， 当班 轮 机 人 员 应 咯 立 即停 止 该 柴 油 机 的 运 转 ， 如是 船 舶 主 机 ，须 同 时 报 告 当
路虎发动机曲轴断裂的原因及预防
路虎发动机曲轴断裂的原因及预防路虎发动机曲轴断裂原因及预防北京博睿通达了解汽车曲轴断裂困扰着许多车主，其中⼤部分车主不清楚为什么汽车会发⽣曲轴断裂。
路虎曲轴断裂的原因，不仅仅是汽车本⾝的曲轴有问题，还跟车主⽇常⾏车的习惯有着⼀定的关系。
为了能够让车主们对曲轴断裂有个更深的认识，下⾯将为车主们解析导致汽车曲轴断裂的原因以及预防措施。
（北京博睿通达⼤型⼆类维修企业,⽐4S店便宜30%-50% ,原⼚配件质量保证）众所周知曲轴是发动机重要回转零件，发动机功率要靠曲轴输出，有机器的“主⼼⾻。
之称。
曲轴在⼯作中承受不断变化的⽓体压⼒、惯性⼒和扭矩的作⽤。
为了保证发动机正常⼯作，曲轴必须具有⾼的强度和刚度，各⼯作表⾯耐磨。
曲轴制造⼯艺复杂，所需材质较好，尺⼨精度与光洁度要求较⾼。
曲轴材料主要是球墨铸铁和中碳钢，国外进⼝机型上则有采⽤合⾦钢的。
曲轴在设计中虽有较⼤的安全系数，但由于制造或修理的质量问题及使⽤中疲劳或故障，出现裂纹导致断裂，主要原因有：（1）使⽤尺⼨超限，包括经喷涂修复的曲轴，虽恢复了尺⼨，但由于在⼯艺上采⽤了拉⽑、车螺纹等表⾯粗糙处理，引起疲劳寿命降低，强度并未增加。
（2）各缸⼯作不平衡，活塞连杆组组合重量偏差过⼤，飞轮偏摆过⼤等，都能引起曲轴受⼒不均。
（3）⼯作超负荷及事故性损坏，如飞车、捣缸、烧⽡、顶⽓门等。
（4）曲轴制造中的⾦相组织缺陷、重⽪、裂纹等，制造或修理后的曲轴过渡圆⾓半径过⼩，引起过⼤的应⼒集中。
（5）机体主轴⽡座不同⼼度过⼤或轴⽡间隙过⼤，使曲轴受过⼤的交变载荷。
曲轴断裂的预防措施（1）避免发动机在超负荷条件下⼯作，并防⽌突爆的发⽣；机车重载时，应平稳起步，不可抬脚过快，遇到障碍物时，不要加⼤油门猛松离合器硬冲；机车⾏驶中，⼀般应先踏离合器脱档后制动；正确控制油门，切勿忽⼤忽⼩。
（2）保持发动机润滑系统中油路畅通。
润滑油充⾜，使润滑良好，以免造成轴⽡与轴颈发⽣⼲摩擦。
（3）在安装曲轴之前对其主要技术要求进⾏严格检验，应符合标准规定。
拖拉机曲轴出现裂纹和断裂的原因分析及检修
农 机 使 用
与
维 修
２ ０ １ ５年第 ２期
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ｌ Ｏ ０ ２— ２ ５ ３ ８ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ２ ． ０ ５ ６
拖 拉 机 曲轴 出现 裂 纹 和 断 裂 的原 因 分析 及 检 修
轴 断裂 的 主 要 因素 —— 裂 纹 的检 查 方 法 ， 及 曲轴 裂 纹 的修 理 方 法 。
关键词
拖拉机 曲轴 是柴 油机最 重要 的运 动部件 。曲轴 因裂 纹而折断是拖拉机严重的事故 。当曲轴将 裂断 时， 发 动机 振动极大 ， 有沉重 而粗 闷的异 常声 响 ， 下 曲轴箱 回响声 很 大， 随之发 动机停止 运转 ， 则 曲轴 已完 全折 断。曲轴 的断 裂对 柴油机是致 命 的 ， 这不仅 因为 其成本 很高 ， 而且修 理 或换新都需要 较长 的时 间。整体式 曲轴裂 纹 多发生 在 曲 轴臂 的中部 、 曲轴 臂 与连杆 轴颈端 部 ， 或 曲轴臂 与 曲轴轴 颈的接合处 ； 半组 合式 曲轴 的裂 纹则 大多 发 生在 曲柄 销 上； 全组合 式曲轴 裂纹大 多发生 在铸钢 曲柄臂 上 。裂纹 的 发 展 将 导致 曲轴 折 断 。 曲轴 裂 纹 和 断裂 产 生 的 原 因 曲轴产生裂纹 的主要 原 因是 疲劳 破坏 ， 它 是 由弯 曲 、 扭 曲或两者合成的交变应力所 引起 的 ， 而弯 曲应 力是两 者 中的主要因素。这是 因为扭转应 力通常可根据 转矩 、 扭转 振动计算掌握 ， 而要 准确计 算 弯 曲应 力就 比较 困难 ， 并 且 曲轴主轴承 的磨损 又会 引起 附加 弯 曲应 力。磨损 越大 越 不均匀 ， 附加弯曲应力越 大。所 以曲轴 由弯 曲应 力引起 的 裂纹 比扭 曲应力 引起 的要 多。弯 曲应 力与扭 曲应 力在 轴 颈 的过渡 圆角处 、 油孔边 缘 、 材 料有缺 陷 的部位 等处易 产 生裂纹 ， 继而 向四周发展。具体原 因如下 ： １ ． 材料本 身有缺陷 制造 曲轴 的材料可能存在有气孔 、 缩孔 、 发 裂（ 白点 ） 、 夹渣 、 偏析等缺陷 ， 其中以发裂 、 夹渣及 偏析影 响较大 。在 交变 载荷作用下 ， 材料缺陷处 因应力集 中而产 生裂纹 。整 根锻造 的曲轴 ， 如 曲柄是机械加工形成 的 ， 则钢锭 中的硫 、 磷偏析 和氧化物 夹渣造 成 的带 状组织 缺 陷会 出现在 曲柄 销 与曲柄臂之 间 的圆角处 。这是该类 曲轴 产生 裂纹 的主 要原 因。球 墨铸 铁 曲轴 因球 化 不 良、 球 径过 大等 材料 缺 陷， 会使其疲 劳强度下降 ， 从而产生裂纹 。
发动机曲轴断裂的原因分析与处理
发动机曲轴断裂的原因分析与处理摘要：主要论述了发动机曲轴断裂的原因，通过分析和检测，找出曲轴断裂原因，提出处理方案，提高维修质量。
关键词：曲轴断裂原因分析处理一台CPB14RHH日本实力载重货车，发动机型号为日本尼桑NE6，行驶30万公里时由于润滑油原因引起第二缸连杆瓦烧蚀，经探伤仪探测曲轴未见伤痕，曲轴加大校正后修复发动机。
行驶2万公里左右时，曲轴在第三缸连杆轴颈与第四道主轴颈联节处断裂，我们认为是交通道路较差，曲轴加大后不能承受额定载重工作，而货车经常是额定载货甚至超载工作造成的。
因此再更换一条新曲轴，行驶2万多公里后曲轴又在第二缸连杆轴颈与第三道主轴颈联节处断裂，这次事故引起我们的重视。
1、曲轴断裂的原因曲轴断裂的原因归纳起来一般情况有如下几点：超载行驶，发动机经常处于高速或超速运转状态;高速行驶中，经常急刹车;道路状况较差，驾驶员操作不当;曲轴材质不均，抗疲劳强度差;曲轴本身有暗伤;润滑油质差，有抱瓦现象;主轴承松动;主轴承座孔变形2、分析与检测2.1询问根据上述曲轴断裂的原因，我们与司机和副手交谈，仔细了解该车的使用情况，驾驶员反映该车发动机修复后，发动机有力而且声音小，不冒黑烟，耗油量正常。
近期都是在城市道路上运行，车速不快，没有出现过急刹车现象，该司机是我公司开20年车的老司机，驾驶经验丰富。
并且据我公司近期经营情况可以证明以上交谈内容属实。
因此可以排除“超载行驶、急刹车、路况差”等原因。
2.2检测除上述“曲轴材质不均，抗疲劳强度差”暂时无法检测外，发动机解剖后从曲轴断裂的接面观察，未见旧伤痕;连杆轴承与连杆瓦结合面磨损正常，未见抱瓦现象;拆除主轴承瓦，装上主轴承瓦盖，螺栓按规定力上紧，用百分表测量孔径，其偏差不到0.01mm，但第三、四道座孔上有一点刮伤痕迹;再拆除主轴承瓦盖，按油道孔为基准，用钢板尺测量七道孔偏差，发现三、四道孔与其它孔比相差0.5mm。
由此可见，曲轴断裂的原因是孔座刮伤和孔座变形所致。
汽车发动机曲轴断裂失效分析
汽车发动机曲轴断裂失效分析陈渝【摘要】某厂生产的发动机曲轴在用户使用过程中，3个月内共发生了4起曲轴断裂失效事故，采用化学成分分析、金相检验、硬度测试以及断口的宏、微观形貌分析等方法对断裂曲轴进行了分析。
结果表明：曲轴断裂为高周低应力弯曲疲劳断裂，导致其断裂的主要原因是在曲轴第一曲拐过渡圆角R附近的曲柄表面聚集分布着机加工刀痕，形成了应力集中；在用户行驶过程中因车况、路面等复杂因素形成的过载或冲击载荷等作用下，在第一曲拐轴颈尺附近曲柄表面应力集中的机加工刀痕处萌生疲劳裂纹，并逐步扩展直至断裂失效。
%There have been four cases of engine crankshafts fracture failure accidents in uses runnmg process, and the fractured parts were analyzed by means of chemical compositions analysis, metallographic examination, hardness test and fracture analysis. The results show that the crankshafts failed in high cycle and low stress bending fatigue fracture mode, and the main reason for the fracture was that there were many gathered distribution of machining marks on the crank surface near the transition position where stress concentration formed. In the users running process, under the action of overload or impact load formed because of vehicle condition, pavement and other complex factors, fatigue cracks initiated at the stress concentrated machining marks, and the cracks gradually propagated until the engine crankshafts fractured.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2012(048)008【总页数】4页(P551-554)【关键词】发动机曲轴;机加工刀痕;高周低应力弯曲疲劳断裂【作者】陈渝【作者单位】重庆长安工业（集团）有限责任公司理化计量中心,重庆401120【正文语种】中文【中图分类】TG142.1;TH137.1某汽车发动机工厂生产的发动机曲轴在用户使用过程中，3个月内共发生了4起断裂失效事故，4件曲轴的断裂部位相同，均位于第一曲拐轴颈R处，详情见表1。
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动机较大的振动，导致曲轴的断裂。
（4）由于路况的不佳，车辆有严重的超载、超挂， 发动机总是在扭振临界转速内运行，减速器失效， 也会造成曲轴扭转振动疲劳破，应仔细检查曲轴有无裂纹、弯曲、扭曲等缺陷，和主轴瓦与连杆轴 瓦的磨损情况，保证主轴颈与主轴瓦、连杆轴颈与连杆轴瓦之间的配合间隙在允许范围之内。 （2）曲轴裂纹多发生在曲柄臂与轴颈之间的过渡圆角处，以及轴颈中的油孔处。 （3）维修装复曲轴时应保证飞轮的运转平衡。 （4）内燃机发生了烧瓦、捣缸等重大事故后，要对曲轴进行全面的检修。 烧瓦：烧瓦主要是由于轴颈与轴瓦之间润滑不足或间隙过小造成的。烧瓦后，轴颈表面会出 现严重的擦伤划痕，并氧化烧成蓝色。 捣缸：指发动机内，活塞和套件因使用不当发生猛烈撞击，导致活塞和套件损坏，无法正常 工作。
曲轴断裂的主要原因
（1）机油的长期使用变质：严重的超载超挂，是发动机长期处于超负荷运行而出现烧瓦事故。 由于发动机烧瓦，曲轴受到严重磨损。 （2）发动机修好后，装车没经过磨合期，即超载超挂，发动机长期超负荷运转，是曲轴负荷超过容许的极限。 （3）在曲轴的修理中采用了堆焊，破坏了曲轴的动平衡，又没有做平衡校验，不平衡量超标，引起发