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从连杆螺栓断裂导致发动机捣缸的事故案例探源

紧固件产业 紧固件杂志?】发动机捣缸是重大的机械事故,轻则使活塞、连杆、缸套损坏,重则将损坏缸体、曲轴等零件,使整台发动机报废。

据有关部门的柴油机事故调查处理资料显示,因连杆螺栓折断事故在整个机损事故中占有较大的比例,事故的后果是极为严重的,导致整机报废。

本文以连杆螺栓断裂,导致发动机捣缸事故发生的原因作以下分析,从中吸取了教训。

1、车辆涉水行驶使汽缸进水后压力增大引起连杆断裂捣缸

一辆工程车在行驶中听到一声较大的异响后发动机熄火,不能再次启动。检查发现发动机缸体破损,第一缸连杆断裂。

经分析,连杆材质各项指标均正常,排除了因为材料质量问题引起故障的可能性。检查发动机舱时发现电池安装座上有较多泥沙;在保险丝盒附近有大量飞溅的泥点;拆开空气滤清器,发现空气滤清器上盖上有较多泥点,且空气滤清器下盖上有相当多的泥土。

种种迹象表明,该车曾经涉深水行驶。解体发动机后,观察各缸缸套上活塞环运动的最高位置(上止点),可以看出第一缸的上止点明显比其它缸低,连杆是弯曲运转一段时间后才发生断裂。

车辆在水中行驶时会使水面发生较大波动,造成水面高度相对进气口时高时低,水面高于进气口时,发动机将水吸入汽缸。最初进入汽缸的水,在缸体高温的作用下很快形成水蒸气,使该缸无法形成可燃混合气。随着进水量的增多,水会积存在活塞顶部,使燃烧室的有效容积减小,压缩阻力增大,活塞传给连杆的压力也增大。当积水量达到一定程度(如接近燃烧室容积) 时,压缩行程实际上变成了对水的压缩,连杆所承受的压力急剧增大,以至发生弯曲变形直至断裂,从而打破发动机缸体。

现代车用发动机一般采用直径较大的进气总管和进气阻力系数较小、呈弯曲手指状的进气歧管,给空气的进入提供便利的条件。然而,如果车辆在深水路面行驶,这种结构同样给水的进入提供了便利条件。

一般情况下,当水被吸入进气管时,由于惯性,水将首先涌到水平的进气总管末端,然后再往回流,导致位于进气总管末端的第一缸进气歧管最易进水。另一方面,多数发动机的混合气是在喷油器将燃油喷射到进气门附近开始形成的,各缸混合气的形成彼此独立。只要进气系统还有空气进入,其他汽缸仍可形成可燃混合气,使发动机运转,导致进水汽缸的连杆弯曲,最终断裂。?

因此,车辆在涉水行驶时要格外小心。当发现道路积水较深,有可能造成发动机进水时切不可强行通过,避免造成不必要的损失。

2.维修马虎,错装连杆盖而导致连杆螺栓断裂

一辆斯太尔专用车,因维修工工作马虎,错装了连杆盖而导致连杆螺栓断裂,?打坏了发动机缸体,致使发动机报废。斯太尔是WD615系列发动机,而它的连杆螺栓是一次性使用的,不允许重复使用或错装。不然由于其受力较大,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,WD615系列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,连杆螺栓重复使用或连杆盖错装极易导致断裂,打坏发动机气缸体,导致发动机报废。有的车辆虽然更换了连杆螺栓,但也出现了断裂故障,有个别的发动机在运行中连杆螺栓突然断裂。

3.发动机喷油异常,连杆承受压力大增而疲劳断裂捣缸

一辆起重吊车起步时由一挡换到二挡后,听到一声较大的异响。经检查,发动机第二缸连杆断裂,将缸体及油底壳打破。仔细检查进气管、空气滤清器、节气门体等均未发现进水痕迹,可以排除是由于汽缸进水造成。对连杆进行材质分析,也并未发现异常。再次对车辆进行检查,发现用户自行加装的防盗器接在了第二缸喷油器的控制线路上。从防盗器的工作电路分析,第二缸喷油器一直处于连通状态,即第二缸一直在喷油。随着第二缸内储存的燃油越来越多,在压缩行程中,第二缸连杆要承受的压力逐渐增大,而当这个压力超过连杆所能承受的极限时,连杆就被压弯。在继续使用的过程中,连杆疲劳变形,最终断裂,导致发动机缸体被高速运动的连杆打破。?

?因喷油过多的问题导致的连杆断裂,一般没有规律可循,要视具体情况而定。在检查发动机时,要注意观察各汽缸的燃烧情况。一般喷油较多的汽缸,因为可燃混合气较其它汽缸浓,缸筒和缸盖都会比其它缸黑。再进一步检查喷油器及喷油控制的相关线路。

汽缸进水导致连杆断裂,一般都是进气歧管末端所对应的汽缸连杆发生断裂(四缸发动机为第一缸或者第四缸)。

4.连杆螺栓松动断裂捣缸??

某车用发动机大修时,更换了连杆、活塞。刚投入运行不久,突然出现其中第三缸的活塞、连杆和紧固螺栓发生断裂造成敲缸事故。其中2根紧固螺栓一根散失,一根严重弯曲变形;连杆大端和半圆连杆盖均发生断裂(其中一块散落)。因活塞有明显后期被拉断迹象,故分析重点集中于连杆和紧固螺栓两部分。?



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