摩托车发动机连杆断裂原因分析

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连杆螺栓断裂的原因

预防措施：
①每次运行12000km进行二级保养时，均应拆卸发动机油底壳，检查发动机轴瓦的使用情况，如果发现个别轴瓦间隙过大，应更换，更换同时也应更换连杆螺栓。平时运行中如果发现发动机运行不平稳，有异响，也应及时停车检查。
②每次维修中应对新更换的连杆螺栓进行检查，应注意螺栓的头部、导向部分、螺纹各部是否有裂纹或凹痕，螺纹的牙齿形状、螺距是否异常，有异常情况应坚决不用。
③装配连杆盖时，应用扭
力扳手，按规定标准扭紧，防止扭力过大、过小。
④选用配套厂生产的连杆螺栓。
柴油机的连杆螺栓是一次性使用的，不允许重复使用。如果重复使用连杆螺栓，由于受力较大，螺栓拉长，极易造成轴瓦由于螺栓紧固力量不足而发生滚瓦烧瓦事故；同时由于紧固力量不足，轴瓦和曲轴轴颈的配合间隙增大，导致机油压力低，造成轴瓦的过度磨损而出现烧瓦事故。柴油机系高强化柴油机，连杆受冲击负荷较大，较普通的柴油机大许多，连杆螺栓重复使用极易导致断裂，打坏发动机气缸体，导致发动机报废。有的单位虽然更换了连杆螺栓，也出现了断裂故障，有个别的发动机在运行中连杆螺栓突然断裂。
③柴油机在运行中出现飞车故障或活塞在气缸内烧死的故障，将连杆螺栓拉断。如果发动机在使用中出现过飞车的故障，应对发动机做一次全面检查，最好更换连杆螺栓；如果在运行中个别气缸出现过较严重的拉缸，在更换气缸活塞组件时也应将连杆螺栓更换。
④材质问题、加工缺陷及热处理工艺问题也会导致连
①装配时扭紧力矩过大，用力不均匀。由于装配中没有严格的配用扭力扳手，具体扭紧力矩又不太了解，认为越紧越好；紧固连杆螺栓用较长的加力杆，扭紧力矩过大，超过了螺栓材料的屈服极限，使连杆螺栓出现屈服变形，使之在冲击载荷的作用下因过度的伸长而断裂。应强调的是，广定要按标准扭紧连杆螺栓，千万不能认为越紧、力量越大越好。

曲柄连杆机构的故障原因及检查方法

曲柄连杆机构的故障原因及检查⽅法2019-07-30曲柄连杆机构是发动机实现热能与机械能相互转换的主要机构。

其主要功⽤是将⽓缸内燃⽓作⽤在活塞顶上的压⼒转换为曲轴的转矩对外输出，并把活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动。

在发动机运转时，曲柄连杆机构的零部件承受⾼温、⾼压、⾼速摩擦和各种冲击负荷带来的损伤，导致发动机出现故障。

因此，在发动机修理时，要按要求对曲柄连杆机构零部件进⾏检修，以确保发动机正常⼯作。

曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组三部分组成。

机体组（也叫⽓缸体与曲轴箱组）。

由⽓缸体、曲轴箱、⽓缸盖、⽓缸套、⽓缸垫等不动部件组成;活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆等运动部件组成;曲轴飞轮组由曲轴、飞轮等组成。

⼀、曲轴轴承响1. 故障现象（1）当发动机的转速突然变化时，会听到明显⽽沉重的连续“RR”声，并伴有发动机抖动现象。

（2）发动机的转速升⾼，响声增⼤。

发动机负荷变化时响声明显。

2. 故障原因（1）曲轴轴承盖的螺栓松动。

（2）轴承间隙过⼤。

（3）轴承合⾦烧蚀或脱落。

3. 检查⽅法（1）提⾼发动机转速，在深踩加速踏板时，响声会随着转速升⾼⽽变⼤，改变转速的同时在轴承部位听其声⾳，其响声较⼤，出现沉重的“R、R、R”的响声，⽽且发动机有抖动现象。

（2）当轴承间隙过⼤时，机油的压⼒会显著下降。

（3）发动机刚启动时，因轴承与轴颈之间的油膜黏度较⼤，所以响声较⼩;随着发动机温度升⾼后，油膜黏度减⼩，⽽响声则会增⼤。

⼆、连杆轴承响1.故障现象连杆轴承响是⼀种较重⽽短促的⾦属敲击声。

中速时响声明显，⾼速时因其他杂⾳⼲扰等原因⽽不明显。

2.故障原因（1）连杆轴承盖的螺栓松动或折断。

（2）连杆轴承磨损严重，径向间隙过⼤。

（3）轴承合⾦脱落或烧蚀。

3.检查⽅法（1）发动机中速运转时，轻踩加速踏板有连续的敲击声，响声随着转速的升⾼⽽变⼤，随着转速降低⽽变⼩。

严重时，在发动机周围可以听到“嗒、嗒、嗒”的声⾳。

汽车发动机曲柄连杆机构常见故障诊断与排查

汽车发动机曲柄连杆机构常见故障诊断与排查
一、曲轴断裂
故障表现：曲轴断裂是一个非常严重的故障，常见于金属疲劳导致的断裂。

诊断与排查：
1. 检查曲轴是否有裂纹或损伤，特别是在曲柄与轴颈的连接处。

2. 确保曲轴的平衡达到标准，不平衡可能导致额外的应力。

3. 检查曲轴轴承和轴颈的磨损情况，过度磨损可能导致曲轴断裂。

二、连杆弯曲或断裂
故障表现：连杆弯曲可能会导致发动机振动或噪音，而连杆断裂则会导致发动机停止工作。

诊断与排查：
1. 检查连杆的直线度和弯曲度，确保其符合标准。

2. 检查连杆的轴承和衬套的磨损情况，过度磨损可能导致连杆断裂。

3. 检查连杆螺栓和螺母的紧固情况，确保其牢固。

三、活塞卡滞
故障表现：活塞卡滞会导致发动机运行不平稳，严重时可能导致发动机停机。

诊断与排查：
1. 检查活塞与缸套之间的间隙，确保其符合标准。

2. 检查活塞环的安装和磨损情况，确保其正常工作。

3. 检查机油的清洁度和粘度，不合适的机油可能导致活塞卡滞。

四、活塞环磨损
故障表现：活塞环磨损会导致发动机漏气和机油消耗增加。

诊断与排查：
1. 检查活塞环的磨损情况，特别是开口间隙和漏光度。

2. 检查活塞环的材料和硬度，确保其符合标准。

3. 检查缸套的磨损情况，过度磨损可能导致活塞环断裂。

五、缸体磨损
故障表现：缸体磨损会导致发动机漏气和压缩比下降。

诊断与排查：
1. 使用内窥镜检查缸体的磨损情况，特别是缸套和气缸壁。

水淹致使车辆机械损伤——连杆断裂

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发动机曲柄连杆机构的常见故障及维修措施

发动机曲柄连杆机构是引擎中最重要的零件之一，负责将活塞运转转化为引擎的动力。

由于长期运转及使用不当等原因，曲柄连杆机构也容易出现故障。

本文将介绍发动机曲柄连杆机构的常见故障及维修措施，以帮助人们更好地维护车辆。

一、故障种类1.连杆垂直间隙不足若连杆垂直间隙不足，就会导致引擎活塞与连杆受到无法消除的挤压力，从而出现回路、跑油等故障。

2.连杆螺栓脱落连杆螺栓一旦脱落，就会导致连杆脱离曲轴，引发额外的故障。

3.曲轴解体若曲轴不均衡，就容易发生断裂或开裂情况。

此时，就要进行更换或修理曲轴，否则会进一步损坏连杆和活塞。

4.连杆铜套磨损连杆铜套磨损也是常见故障之一，这是因为连杆铜套的磨损程度可能会影响连杆接触面形状。

这种故障影响某些受力部位的寿命和使用效果。

5.活塞环损坏活塞环主要承受活塞的热膨胀和油膜的润滑和密封作用。

若活塞环损坏，会严重影响引擎的性能和油耗，并有可能引发更严重的事故。

二、维修措施1.检查连杆垂直间隙检查连杆垂直间隙是保持引擎正常运转的重要工作。

对于垂直间隙不足的曲柄连杆机构，可以采用金属线或薄膜，将两个铜垫片插入找到的缝隙。

其目的是在提高间隙大小时，使螺钉迅速固定和扭紧。

2.更换连杆螺栓对于连杆螺栓脱落的情况，需要将其更换。

更换连杆螺栓是一个繁琐而且费用较高的工作，可以考虑使用更高质量的螺栓，并进行预防措施，如安装飞机锁和loctite。

3.修理曲轴若曲轴损坏或受损，需要进行修理或更换。

曲轴的价格较高，更换曲轴的工作较复杂。

如果曲轴出现了小故障，可以考虑进行更改和修复，并采取预防措施。

4.更换连杆铜套替换连杆铜套是另一个防止发动机出现故障的方法。

如果连杆铜套的磨损很严重，则只能将其更换为新的套子。

5.更换活塞环更换活塞环是一项需要提前准备的工作，因为活塞环的价格较高，更换工作较复杂。

可以考虑使用更高质量的活塞环保证其耐久性。

三、结论在维护发动机的过程中，维护曲柄连杆机构是非常重要的。

对于长期运转和使用不当等原因导致的曲柄连杆机构的故障，应采取相应的维修措施。

柴油机连杆螺栓断裂的原因

柴油机连杆螺栓断裂的原因
柴油机连杆螺栓断裂的原因可能有以下几点：
1. 连杆螺栓材质问题：螺栓材质不合格或者存在瑕疵，导致螺栓在工作过程中无法承受正常的载荷。

2. 连杆螺栓过紧或者松动：过紧的螺栓会引起过度应力，而过松的螺栓会导致螺栓在工作过程中受到振动和冲击，加速疲劳损伤。

3. 连杆螺栓使用寿命到期：长期使用后，螺栓会受到疲劳和应力的累积，超过其承载极限后容易发生断裂。

4. 连杆设计和制造不合理：连杆与螺栓的配合尺寸不合适、设计不合理、制造质量差等问题都可能导致螺栓断裂。

5. 柴油机运行工况异常：例如过载、高温、频繁启动等工况可能增加连杆螺栓的负荷，使其易于断裂。

为避免连杆螺栓断裂，建议定期检查和维护柴油机，确保螺栓的紧固力合适，材质和制造质量可靠，以及避免异常的工况和负荷。

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。

发动机连杆变形的原因

发动机连杆变形的原因发动机连杆是发动机中非常重要的零部件之一，它负责将活塞的垂直往复运动转化为曲柄轴的旋转运动，并传递给其他零部件，实现发动机的正常工作。

然而，在长期的使用中，发动机连杆也可能发生变形。

下面将从材料疲劳、高温作用、设计缺陷和制造问题等方面，详细讨论发动机连杆变形的原因。

首先，发动机连杆的变形可能是由于材料疲劳引起的。

在连杆工作时，由于受到不断重复的载荷作用，连接滑动轴瓦的小端和连接活塞的大端容易出现疲劳裂纹。

当裂纹扩展到一定程度时，连杆可能发生变形，导致其失去原本的形状和功能。

此外，材料的质量和硬度也会影响连杆的耐久性，如果材料质量不好或硬度不足，连杆也容易变形。

其次，高温作用也是导致发动机连杆变形的一个重要原因。

发动机工作时，连杆处于高温和高压的环境中，这会对连杆材料产生很大的热应力。

长时间的高温作用会使连杆变形，特别是在连杆上分布有较多的孔隙或焊接不牢固的地方，更容易受到高温的影响而变形。

此外，设计缺陷也可能导致发动机连杆变形。

如果连杆的结构设计不合理或强度计算有误，可能会造成连杆在高负荷工作时产生过大的应力，导致连杆的变形。

例如，连杆的截面积设计过小、连接孔的形状有问题或加工精度不高等问题，都会使连杆发生变形。

最后，制造问题也可能导致发动机连杆变形。

连杆的制造质量是保证其性能和可靠性的关键。

如果生产过程中出现了工艺失误、装配不当或者有外界因素的干扰，都会导致连杆的变形。

例如，焊接不牢固、出现冷焊缺陷、加工精度不良等问题，都可能导致连杆变形。

总之，发动机连杆的变形是由于材料疲劳、高温作用、设计缺陷和制造问题等原因造成的。

为了预防和避免发动机连杆的变形，可以采取以下措施：选择质量好、硬度高的材料；加强材料表面处理和热处理工艺；合理设计连杆结构和截面积；加强生产过程中的质量控制，确保焊接和装配的质量；定期进行预防性维护和检修，及时更换疲劳损伤的连杆。

通过以上措施的综合应用，可以有效地减少和避免发动机连杆变形问题的发生，提高发动机的可靠性和使用寿命。

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摩托车发动机连杆断裂原因分析
陈明，谭莹，曹标，周崎，刘健斌
(广州出入境检验检疫局化矿金属材料检测技术中心，广东广州510623)
要：对断裂的摩托车发动机连杆进行宏观、金相及断口分析。

结果表明连杆与输出轴之间曾发生强烈磨擦，
连杆局部区域应力集中及温度过高，降低了该区域的疲劳强度。

同时该区域组织中存在的较粗大的碳化物
了基体组织的连续性，加速了裂纹的形成和扩展。

词：连杆；疲劳断裂；失效分析
东某摩托车厂一辆摩托车在运行了2000km后发生机械故障，经拆机检查，发现发动机曲轴连杆断裂。

厂家送来断裂连杆要求进行断裂原因分析。

据悉该连为20CrMnTi，表面经过渗碳处理。

连杆工作原理见图1，连杆的往返运动带动两传动曲轴转动。

图1 曲轴连杆工作示意图
宏观检查
失效连杆件有两个断口，杆身未发现明显变形(图2)，在连杆断裂端的轴承弧面可见许多与断口平行的裂纹[图3(a)]；断裂端一侧面存在强烈磨擦痕迹[图3(深度达0.5mm；轴承弧面靠近磨擦侧面一端可见蓝灰色的高温氧化痕迹[图3(c)]，连杆另一端未发现裂纹。

断口1(图2左边的断口)较为光滑平整，断口损，中部可见疲劳弧线[图3(d)]；断口2(图2右边的断口)未见疲劳弧线。

图2 曲轴连杆全貌
(a)连杆断裂端的轴承弧面裂纹；(b)连杆的一个侧面受到磨损；
(c)曲轴轴承弧面靠近磨擦侧面一端蓝灰色的高温氧化痕迹；(d)断口1全貌
图3 磨损及断裂处的宏观形貌
扫描电镜分析
断口1在扫描电镜下显示疲劳弧线[图4(a)]；根据弧线的走向可以找到疲劳源，疲劳源在[图4(d)]右下方拐角处，局部放大，源区的细微组织大部分已磨看到放射棱特征[图4(b)]；在疲劳扩展区可见疲劳条纹及二次裂纹[图4(c)]；断口2未见疲劳条纹，只有韧窝，可见断口1是最先开始断裂的断口，而断次断口。

(a)断面区间的疲劳弧线；(b)疲劳源形貌；
(c)疲劳扩展区的二次裂纹及疲劳条纹；(d)白色块状碳化物
图4 断口的SEM照片
常规检验
取样对曲轴连杆相应部位按GB/T230.1-2004进行硬度测试，按GB/T9450-2005检测渗碳层厚度，按JB/6141.3-1992检验渗碳层碳化物和马氏体及残余奥，结果见表1。

结果表明连杆渗碳层表面碳化物等级超过产品技术要求，特别是在截面的四个角区域存在较严重的碳化物分布[图4(d)]。

渗碳层组织为针体+残余奥氏体，心部组织为低碳马氏体+少量铁素体。

化学成分
在连杆身部位取样，进行化学成分(质量分数，%)分析，结果符合GB/T3077-1999 20CrMnTi的化学成分要求，见表2。

结果分析
综合上述检验结果，失效件材料化学成份符合技术条件要求。

连杆断裂端一侧面出现非正常严重磨擦现象，轴承弧面靠近磨擦面一端出现的蓝灰色的氧化色氧化铁(Fe3O4)及红色氧化铁(Fe2O3)的混合体，其形成温度在400℃以上。

表明该连杆与一输出轴之间的磨擦导致该区域温度过热。

断口扫描电镜分析表劳裂纹源在氧化膜附近的拐角处，正处于高温区域。

表面氧化会使裂纹产生的机会增加，同时高温提高了蠕变损伤的可能性。

另一方面磨擦导致金属表面粗形成表面应力集中，增大疲劳源产生的可能性。

断裂起源往往发生在拉应力最大的层面上。

从连杆运动受力情况分析，断口1的断面所受的拉应力最大，断面靠近磨擦面的拐角处形成裂纹源。

同时由于该区域存在较粗大的状碳化物，破坏了基体组织的连续性，加速了裂纹的形成和扩展，降低了疲劳强度，了疲劳断裂。

连杆渗碳表面的碳化物过大与渗碳工艺不当有关。

粗大的块状碳化物主要是由于碳浓度过高造成的，特别容易在工件尖角处形成，导致零件寿命显著下降渗碳过程中应注意严格控制渗碳气氛的碳势，以免过高的碳势引起工件表面形成粗大
化物。

结论
曲轴连杆断裂属疲劳断裂，引起断裂的原因是在使用时连杆受到剧烈磨擦，导致局部区域应力集中及温度过高，降低了材料的疲劳强度。

连杆拐角处表面状碳化物加速了裂纹的萌发及扩展。

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