发动机曲轴断裂的原因分析与处理(正式)
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 。
曲轴断裂的主要原因
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坏而破裂。
曲轴断裂的主要原因
（1）在曲轴修理过程中，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。
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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
发动机123
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。
3、修复与处理该车已行驶将近40万公里，考虑到已接近报废期，如果更换一个新缸体，从经济角度考虑不合算。
但从该车的整体性能角度考虑，该车还有利用价值。
因此我们采用了机加工法:购买一条新曲轴，缸体主轴承座孔镗大2mm，按照加大2mm的曲轴孔座，重新配制一副加厚2mm的主轴瓦，其内径按曲轴标准件加工。
发动机修复后已经行驶了4万多公里，从发动机的声音、烟色、动力、耗油量等方面评价，该车性能正常。
发动机尾气排放的诊断与分析一、故障现象汽车排放的C0、HC、NOX 等有害气体的量超过汽车设计时要求的这些气体的排放量或是尾气中O2 和CO2 的含量与标准值相差较大。
排放不合格时可能只有一种尾气超标,也有可能是两种或两种以上的尾气排放量均超标。
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。
案例分享：发动机曲轴的断裂失效分析
案例分享：发动机曲轴的断裂失效分析展开全文断裂失效是指金属、合金材料、机械产品的一个具有有限面积的几何表面的分离过程，断裂是发动机曲轴在运行过程中的主要失效形式，且疲劳断裂居首位，占失效实例约60%，对企业生产和经营造成巨大浪费和损失。
曲轴断裂失效分析特别重要，可以防止同类失效现象的重复发生，为改进设计及加工工艺提供依据，消除隐患确保产品安全可靠等，同时也是企业节能增效的有利途径。
一、曲轴断裂简介曲轴作为发动机核心零件之一，由于加工基准在曲轴中心孔和主轴颈间经常转换，产生基准不重合误差，再加上各轴颈加工精度高和轴类零件加工过程中刚性差的特点，是发动机本体五大件中加工质量最难保证的零件。
同时，曲轴又是把燃烧气体推动活塞进行直线运动转变成回转运动的桥梁，曲轴的旋转运动是整车或发动机的动力源，因此曲轴的寿命是发动机考核的关键指标之一。
由于曲轴在工作中承受交变载荷，主轴颈和连杆颈圆角过渡处属于曲轴强度的薄弱环节，长期的高速旋转运转和较大的交变负荷应力将造成曲轴圆角处产生裂纹或断裂。
轴颈圆角处、轴颈表面如有缺陷，将成为裂纹源，易造成曲轴的早期非疲劳断裂。
裂纹源一般位于连杆颈R角处，沿着约45°方向往曲柄梢扩展，最后断裂，包括裂纹源、裂纹扩展、断裂三阶段。
如图1、图2所示。
曲轴的断裂大多是突然发生，易引起人员的伤亡和机器的损坏，造成的损失非常巨大，是曲轴生产厂家生产经营中特别关注的课题。
二、曲轴断裂分析曲轴断裂的原因主要有以下几种情况：1.机加工不符合要求（1）曲轴制造质量不好，加工粗糙、材质不佳，达不到设计要求。
（2）各缸工作不平衡，活塞连杆组重量偏差过大，引起曲轴受力不均而导致断裂。
（3）冷校直也是曲轴断裂的一个原因。
因为校直是塑性变形，会产生微裂纹，大大降低了曲轴的强度，因而在交变载荷的作用下，会导致曲轴断裂。
（4）各道主轴承中心线不同心，使曲轴受交变压力的作用，导致曲轴断裂。
造成主轴承不同心的原因，除了缸体热处理过程中自然失效机体本身变形引起的以外，往往还由于维修装配或刮瓦时主轴承不同心引起。
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 。
柴油机曲轴断裂失效原因分析及预防措施
柴油机曲轴断裂失效原因分析及预防措施【摘要】曲轴作为柴油机的关键零部件，其自身质量决定了整个机车的使用寿命。
本文从一起16V240ZJB柴油机铸铁曲轴运用中发生断裂失效，造成机破的现场入手，分析了造成曲轴断裂的原因，从曲轴质量评审及检修的角度，提出了工艺改进方案，确保铸铁曲轴装车后的运用可靠性。
【关键词】柴油机曲轴断裂分析措施1.前言内燃机车16V240ZJ柴油机装用球墨铸铁曲轴和锻钢曲轴，自装车使用以来，经不断改进，曲轴的结构和材料不断得到改进，可靠性与耐久性不断提升。
球墨铸铁曲轴与传统的锻钢曲轴比较，既有制造简便，成本低廉的优势，又有吸震耐磨，对表面刻痕不敏感等锻钢材料所不具备的优良特性而得到广泛使用。
但在实际运用中，经常发生曲轴断裂失效的情况。
1.案例2010年8月4日，配属青藏公司西宁机务段的东风4B型1077号机车重联担当41052次货物列车牵引任务，列车编组47辆、换长52.8米、牵引总重4370吨。
列车运行至青海湖―海晏站间，当时运行速度50km/h，机车牵引工况运行，柴油机转速980转/分。
柴油机转速突升、差示动作停机。
司机确认不能起机运行，附挂回西宁机务段入库检修。
1077号机车于2008年兰州公司大修完出厂，止2010年8月4日事故发生，机车行走32.2万公里。
公司售后人员赴段后，对事故机车柴油机的相关破损部件做了检查、拍照、查看了行车记录。
2.1 机车柴油机状况东风4B型1077号机车柴油机号930，装用大连所钢顶铁裙活塞，大连所增压器，曲轴为兰州公司二级同等级磨修铁曲轴（编号：DL86-254），气缸套、活塞销均为兰州公司检修件，河南银牛气缸盖，运风G型连杆。
2.2 柴油机零部件事故状况曲轴四处断裂，曲轴第3、4曲柄断裂后连同3、11，4、12缸连杆掉落在油底壳上，第四、五位主轴颈碾瓦、瓦背合金被碾出。
第四位主轴瓦发生转动约90度，机体油底壳在破损塌陷，4缸机体侧筋板被撞击变形。
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。
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发动机曲轴断裂的原因分析与处理(正式)
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文件编号：KG-AO-2631-21 发动机曲轴断裂的原因分析与处理
(正式)
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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。
3、修复与处理
该车已行驶将近40万公里，考虑到已接近报废期，如果更换一个新缸体，从经济角度考虑不合算。
但从该车的整体性能角度考虑，该车还有利用价值。
因此我们采用了机加工法:购买一条新曲轴，缸体主轴承座孔镗大2mm，按照加大2mm的曲轴孔座，重新配制一副加厚2mm的主轴瓦，其内径按曲轴标准件加工。
发动机修复后已经行驶了4万多公里，从发动机的声音、烟色、动力、耗油量等方面评价，该车性能正常。
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