挖掘机发动机气缸体破裂的原因分析

发动机气缸体通常用灰铸铁铸造而成,它是发动机的主体.在使用中若维护不当,即有可能导致气缸体破裂故障的发生.

导致气缸体破裂的具体原因多种多样,实践经验归纳认为,以下几点最为常见.

(1)连杆螺栓折断引起连杆螺栓折断,而打破气缸体的具体原因,除因拧紧连杆螺母时用力过大,致使连杆螺栓折断,连杆盖高速甩出,打坏气缸体外.还有可能是因螺母的防松装置失去作用,以致连杆螺栓因松动而折断,使活塞连杆组件冲出而打破气缸体.

目前,很多新型工程机械发动机连杆轴瓦紧固螺栓,都无任何防松装置,只是靠螺栓的弹性变形来防松的.例如6110、康明斯6BT5.9发动机等机型,均采用了自锁型螺母结构来保证锁止.它们的结构特点多为螺母的底部有一凹坑,顶部有与对角线成10.以内夹角的六条槽.这六条槽与一般穿开口销的槽不一样.比较窄,主要起变形作用.

当按规定力矩拧紧的时候,螺母支承表面受到反作用力,使螺母体形成一个弯矩.这个弯矩使螺母上半部向里面收缩,紧紧包住螺栓,起到锁止作用.

螺母顶部的槽靠近对角线,则其刚性越大,自锁性能也越好.因而在拧紧自锁螺母时,必须达到规定的扭矩,才有可靠的自锁性能.

但是该螺母经多次拆卸使用后,切槽容易引起弹性疲劳,致使其弹性减弱,自锁作用变差或失去自锁作用.如不注意,在运转中切槽螺母会自行松动脱落,致使连杆螺栓因此而松动,最终折断飞出打破气缸体.

为此,每次拆卸这种切槽螺母后,最好均应把螺母放在台钳上重新压紧,或用手锤敲紧,使切槽在被压时弹性变形间隙约为0.25mm.当用手不能轻松地把螺母拧到螺栓上为宜.

(2)气门挺杆破碎以NJD433A发动机为例,因气门挺杆破碎而导致气缸体被击穿报废,也时有发生.

气门挺杆是凸轮的从动件,其作用是把凸轮的推力再通过推杆和摇臂传递给气门,并承受凸轮轴旋转时所施加的侧向力.由于气门挺杆在工作时承受的压力较大,因而挺杆底部工作平面最容易磨损.当挺杆发生磨损现象后,气缸体上装置挺杆的导孔也必然因相对的磨损而磨损,以致圆度增加,孔径扩大,挺杆在孔内松动,中心线不能对正.

这样一来就会使挺杆底部的球面在工作中被磨损失去原有形状,使其工作时转动不灵活,,使凸轮顶动挺杆的横向力增大,加重挺杆运动时的摇摆和振动,最终导致挺杆产生裂纹而破碎.

当挺杆破碎后,因发动机仍在高速运转,凸轮仍顶动破碎后的挺杆运动.在凸轮横向力的作用下,挺杆失去正确的导向而将发动机的气缸体顶破.

(3)曲轴平衡铁螺栓折断发动机曲轴上,通常装有平衡铁.大修发动机时,磨修曲轴需拆卸平衡铁.若重新装配时平衡铁螺栓扭矩不够,即会引起螺栓松动,并导致在高速运行中折断飞出,打坏气缸体.通常拧紧平衡铁螺栓时,不可先拧紧一只再拧另一只.应该交错拧紧,以保证两个螺栓受力均匀.

另外一种使曲轴平衡铁螺栓折断的原因,是平衡铁与曲轴曲柄配合部位安装不当所致.平衡铁块若与曲轴上的定位面装不上,不可用锤乱敲,应检查一下平衡铁或曲轴上是否有毛刺.若有毛刺,应该用锉刀修整后再装.有一种不正确的装法,是在平衡铁还没有装到底时,就先把螺栓旋进几牙,再用手锤将平衡铁用力敲砸到底,或用扳手硬拧螺栓把平衡铁压进去.这样很容易使螺栓受损,为事故埋下隐患.

(4)出现飞车事故发动机因使用不当而出现飞车事故后,若采取的措施不当,也有可能使发动机内部机件折断飞出而打破气缸体.