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從連桿螺栓斷裂導致發(fā)動機搗缸的事故案例探源
發(fā)表時間:2018-11-14 16:42:17

緊固件產業(yè) 緊固件雜志 】發(fā)動機搗缸是重大的機械事故,輕則使活塞、連桿、缸套損壞,重則將損壞缸體、曲軸等零件,使整臺發(fā)動機報廢。

據有關部門的柴油機事故調查處理資料顯示,因連桿螺栓折斷事故在整個機損事故中占有較大的比例,事故的后果是極為嚴重的,導致整機報廢。

本文以連桿螺栓斷裂,導致發(fā)動機搗缸事故發(fā)生的原因作以下分析,從中吸取了教訓。

1、車輛涉水行駛使汽缸進水后壓力增大引起連桿斷裂搗缸

一輛工程車在行駛中聽到一聲較大的異響后發(fā)動機熄火,不能再次啟動。檢查發(fā)現發(fā)動機缸體破損,第一缸連桿斷裂。

經分析,連桿材質各項指標均正常,排除了因為材料質量問題引起故障的可能性。檢查發(fā)動機艙時發(fā)現電池安裝座上有較多泥沙;在保險絲盒附近有大量飛濺的泥點;拆開空氣濾清器,發(fā)現空氣濾清器上蓋上有較多泥點,且空氣濾清器下蓋上有相當多的泥土。

種種跡象表明,該車曾經涉深水行駛。解體發(fā)動機后,觀察各缸缸套上活塞環(huán)運動的最高位置(上止點),可以看出第一缸的上止點明顯比其它缸低,連桿是彎曲運轉一段時間后才發(fā)生斷裂。

車輛在水中行駛時會使水面發(fā)生較大波動,造成水面高度相對進氣口時高時低,水面高于進氣口時,發(fā)動機將水吸入汽缸。最初進入汽缸的水,在缸體高溫的作用下很快形成水蒸氣,使該缸無法形成可燃混合氣。隨著進水量的增多,水會積存在活塞頂部,使燃燒室的有效容積減小,壓縮阻力增大,活塞傳給連桿的壓力也增大。當積水量達到一定程度(如接近燃燒室容積) 時,壓縮行程實際上變成了對水的壓縮,連桿所承受的壓力急劇增大,以至發(fā)生彎曲變形直至斷裂,從而打破發(fā)動機缸體。

現代車用發(fā)動機一般采用直徑較大的進氣總管和進氣阻力系數較小、呈彎曲手指狀的進氣歧管,給空氣的進入提供便利的條件。然而,如果車輛在深水路面行駛,這種結構同樣給水的進入提供了便利條件。

一般情況下,當水被吸入進氣管時,由于慣性,水將首先涌到水平的進氣總管末端,然后再往回流,導致位于進氣總管末端的第一缸進氣歧管最易進水。另一方面,多數發(fā)動機的混合氣是在噴油器將燃油噴射到進氣門附近開始形成的,各缸混合氣的形成彼此獨立。只要進氣系統(tǒng)還有空氣進入,其他汽缸仍可形成可燃混合氣,使發(fā)動機運轉,導致進水汽缸的連桿彎曲,最終斷裂。 

因此,車輛在涉水行駛時要格外小心。當發(fā)現道路積水較深,有可能造成發(fā)動機進水時切不可強行通過,避免造成不必要的損失。

2.維修馬虎,錯裝連桿蓋而導致連桿螺栓斷裂

一輛斯太爾專用車,因維修工工作馬虎,錯裝了連桿蓋而導致連桿螺栓斷裂, 打壞了發(fā)動機缸體,致使發(fā)動機報廢。斯太爾是WD615系列發(fā)動機,而它的連桿螺栓是一次性使用的,不允許重復使用或錯裝。不然由于其受力較大,螺栓拉長,極易造成軸瓦由于螺栓緊固力量不足而發(fā)生滾瓦燒瓦事故;同時由于緊固力量不足,軸瓦和曲軸軸頸的配合間隙增大,導致機油壓力低,造成軸瓦的過度磨損而出現燒瓦事故,WD615系列柴油機系高強化柴油機,連桿受沖擊負荷較大,較普通的柴油機大許多,連桿螺栓重復使用或連桿蓋錯裝極易導致斷裂,打壞發(fā)動機氣缸體,導致發(fā)動機報廢。有的車輛雖然更換了連桿螺栓,但也出現了斷裂故障,有個別的發(fā)動機在運行中連桿螺栓突然斷裂。

3.發(fā)動機噴油異常,連桿承受壓力大增而疲勞斷裂搗缸

一輛起重吊車起步時由一擋換到二擋后,聽到一聲較大的異響。經檢查,發(fā)動機第二缸連桿斷裂,將缸體及油底殼打破。仔細檢查進氣管、空氣濾清器、節(jié)氣門體等均未發(fā)現進水痕跡,可以排除是由于汽缸進水造成。對連桿進行材質分析,也并未發(fā)現異常。再次對車輛進行檢查,發(fā)現用戶自行加裝的防盜器接在了第二缸噴油器的控制線路上。從防盜器的工作電路分析,第二缸噴油器一直處于連通狀態(tài),即第二缸一直在噴油。隨著第二缸內儲存的燃油越來越多,在壓縮行程中,第二缸連桿要承受的壓力逐漸增大,而當這個壓力超過連桿所能承受的極限時,連桿就被壓彎。在繼續(xù)使用的過程中,連桿疲勞變形,最終斷裂,導致發(fā)動機缸體被高速運動的連桿打破。 

 因噴油過多的問題導致的連桿斷裂,一般沒有規(guī)律可循,要視具體情況而定。在檢查發(fā)動機時,要注意觀察各汽缸的燃燒情況。一般噴油較多的汽缸,因為可燃混合氣較其它汽缸濃,缸筒和缸蓋都會比其它缸黑。再進一步檢查噴油器及噴油控制的相關線路。

汽缸進水導致連桿斷裂,一般都是進氣歧管末端所對應的汽缸連桿發(fā)生斷裂(四缸發(fā)動機為第一缸或者第四缸)。

4.連桿螺栓松動斷裂搗缸  

某車用發(fā)動機大修時,更換了連桿、活塞。剛投入運行不久,突然出現其中第三缸的活塞、連桿和緊固螺栓發(fā)生斷裂造成敲缸事故。其中2根緊固螺栓一根散失,一根嚴重彎曲變形;連桿大端和半圓連桿蓋均發(fā)生斷裂(其中一塊散落)。因活塞有明顯后期被拉斷跡象,故分析重點集中于連桿和緊固螺栓兩部分。 



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