高精尖结构原理 解发动机曲轴断裂谜团

【卡车之家 原创】发动机长时间使用后其曲轴的修复，就相当于发动机寿命的修复。在使用中很多原因会造成曲轴的损坏，除曲轴本身的材质、形位尺寸、加工质量、氮化处理等因素外，还会出现不正常损伤、轴颈表面产生划痕拉伤、烧伤、裂纹，以及曲轴发生变形、断裂等故障或事故。本文就来分析一下曲轴损伤的原因，以及在使用中的预防措施。

曲轴飞轮组的组成部分主要分为曲轴、主轴承和飞轮等零件，曲轴的作用就是接收连杆传输过来的力，并将力量转变为扭矩再通过飞轮输出功率。并且通过齿轮或皮带轮驱动发动机上的其它附近工作。曲轴由主轴颈、连杆轴颈、曲柄、曲轴前端和曲轴后端五部分组成。

主轴颈是通过主轴承来支撑的，工作时连杆轴颈是围绕主轴颈中心线进行旋转，主轴颈和连杆轴颈之间有斜向油道相通，主轴颈与连杆轴颈是利用曲柄进行连接，连杆轴颈与两端的曲柄构成曲拐。在曲柄的相反方向增设有平衡块，用来抵消曲轴旋转时的离心力，以减轻柴油机的振动。

有些柴油发动机曲轴的连杆轴颈上设置有净油腔，顾名思义是用来过滤机油中的杂质的。当发动机工作曲轴旋转时，净油腔内机油的杂质经过离心力的作用会被甩到油腔壁上面，使得干净的机油进入连杆轴颈和轴瓦之间。净油腔的加工孔是用螺塞密封的，所以要定期打开密封清理油腔。

曲轴前端装起动爪、曲轴正时齿轮和皮带轮。曲轴后端有飞轮接盘，通过螺栓与飞轮连接。

●  常见损伤 原因何在

曲轴由于长时间的使用，势必会造成不同程度的磨损，下面我们就来盘点一下，曲轴常见的几种损伤，并且分析其原因。为卡友在实际应用当中发现类似的情况提供参考。

1、曲轴轴颈磨损后与轴瓦配合间隙增大，运转时发出异常响声，工作状态恶化。

造成这种情况的原因有集中情况，首先可能是因为机油太少或机油中存在着硬质磨料、机油变质含酸性物质。其次，轴颈与轴瓦的配合间隙过大或过小，致使油膜难以形成，发生干摩擦会早期磨损，也会导致此结果。

另外，曲轴旋转时，在离心力作用下，机油中机械杂质偏向油孔一侧，成为磨料，使轴颈磨损不匀，产生锥度。连杆弯曲、扭曲及缸套偏斜，使作用在曲轴上的力分布不匀，也会产生锥度。这些原因都会造成曲轴轴颈磨损后与轴瓦配合间隙增大。

2、曲轴轴颈表面划痕或拉伤

第一，是否没有按时更换油底壳的润滑油，这样会使润滑油中含有较大的金属物等磨粒混进轴瓦和轴颈的缝隙里刻划和拉伤摩擦表面。第二，空滤的维护保养做的不到位，缸套、活塞及活塞环磨损间隙增大，带有沙粒、杂质等磨料随空气吸入缸内燃烧后窜到油底壳，循环进入轴颈和轴承的配合间隙里。也有这种可能，在工厂装配时不注意清洁，使柴油机内带进了渣滓、金属物等磨粒。

3、曲轴轴颈烧伤

烧瓦容易引起曲轴轴颈的烧伤磨损，烧伤处会有发蓝烧蚀痕迹。遭遇这种情况会致使轴颈与轴瓦之间会发生剧烈摩擦，润滑油膜将被破坏，随着温度升高使轴颈表面呈现蓝色。轴颈表层硬度降低，且常粘有轴承合金。

●  裂纹变形 致命因素

4、曲轴轴颈表面产生裂纹

曲轴裂纹大部分情况分为两种情况，第一是发生在曲柄与轴颈之间过度的圆角处，这种危害较大，容易造成断轴损毁发动机。另一种情况时发生在曲轴油孔处的裂纹，顺着油孔沿轴向发展。

制造和修理的缺陷以及使用不当都容易使曲轴产生裂纹：如果使用时，修理不当造成轴颈表面粗糙度差，存在压痕、划伤、腐蚀、磨坑等缺陷，若未能及时消除，疲劳裂纹就会先从这里产生和发展。

除此之外，润滑不足、经修磨后的轴肩圆角版经过小不圆滑或表面粗糙度差、以及堆焊修复轴颈时，都容易引起裂纹的产生

5、曲轴变形

曲轴的变形通常为弯曲变形和扭转变形。变形过大的曲轴会导致自身和相连零件的加剧磨损，加速疲劳，出现曲轴断裂和过大的机械振动。

人为和非人为的原因都有可能导致曲轴变形，前者大部分都是由司机违规操作或发生事故引起的，重载、发动机工作粗暴、超速运转时采取猛烈的制动措施、润滑不良等人为因素都可能导致曲轴变形。

非人为原因是，曲轴因受到周期性的气体压力、往复运动惯性力、旋转运动离心力和机械制动力作用而变形。

6、曲轴断裂

曲轴断裂也就代表着发动机的损坏，其原因比较复杂，一般常见的断裂部位有轴颈两相邻圆角交接的曲柄臂处、连杆轴颈过油孔处、连杆轴颈根部或主轴颈根部、安装飞轮的锥形面键槽等部位。所有引起曲轴轴颈表面产生裂纹和引起曲轴弯曲、扭曲的原因，都是引起曲轴断裂的原因。

●  及时保养 预防损坏

上述就是我们总结的几点曲轴容易损坏的情况，知晓原因之后，在日常的维修及保养时，要尽量避免这种现象，以免对发动机造成不可挽回的损坏。

1、及时保养，保证润滑油质量；修理装配时，保证轴颈与轴瓦的配合间隙正确；避免发动机长期超负荷运转。

2、检修发动机时，必须仔细检查曲轴应力集中部位有无裂纹，有条件可用仪器作磁力探伤检查，发现损伤应及时修复。

3、光磨曲轴时应保持轴颈与曲柄连接处的过渡圆角，切不可磨成尖角，否则会产生较大的应力集中，致使曲轴断损。

4、注意曲轴、飞轮和离合器的平衡，离合器总成安装在飞轮上时，其固定螺栓处应配置垫片，不应有抖振，避免使曲轴工作条件恶化。

5、定期检查轴承及飞轮等件固定螺栓的预紧力。在安装曲轴拧紧主轴承盖螺母时，要按规定的扭矩、次序分多次拧紧。

●  编后语：

曲轴是发动机中最重要的部件。它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。对发动机内部的零件来说，可以说是一荣俱荣、一损俱损。用户在平时使用时一定要勤于维护，才能保证发动机的强劲有力。

为了平稳安全驾驶，卡车之家建议卡友平时要多些检查，及时处理故障信号，尽可能将隐患消灭在萌芽阶段，时刻铭记安全意识比硬件更重要。（图/文 董鑫焱）

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