工程機械主要零件耗損分析
F-DIESEL工程機械動力部件 2015/7/30 23:43:59
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隨著國家擴大內需，加大基礎設施建設的經濟政策的逐步實施，公路大建設大發展已成為交通行業的主旋律。公路建設離不開工程機械的配合，縱觀我省公路施工系統的工程狀況，多是一些陳舊設備，發動機故障率相對較高。為了在機械出現故障檢修時 能迅速排除，恢復其使用性，發揮其應有的機械效率。這就要求從事維修工作者和技術人員熟悉和掌握發動機結構和主要零部件的耗損規律，以便在設備發生故障時，以最短的時間、最快的速度查找到故障原因，使之迅速排除。下面就本人在實踐中的淺學與同行商榷。
1、缸體與缸蓋的耗損
發動機氣缸與氣缸蓋的耗損主要是變形、破裂、螺紋損壞等，經過大量實測數據的分析處理知道，發動機的氣缸均存在著不同程度的變形，而且其變形具有一定的規律。
產生變形的主要原因是由于鑄造成形未經充分有效處理消除 其殘余應力，及工作溫度高、材料的屈服極限下降。其缸蓋變形極為普遍，這主要是由于高溫高壓氣體的作用、氣缸蓋螺栓擰緊程序及擰緊力矩不符合規定，以及熱車拆卸缸蓋拆后放置不當所致。
實踐證明，氣缸體的變形主要表現為上下平面的平面度誤差、曲軸主軸座孔的孔軸度誤差、以及氣缸軸線與曲軸主軸承座孔軸線的垂直度誤差，且無論新舊氣缸體，上平面的變形都呈有一定的規律性，即無論氣缸體的縱向還是橫向上，都是兩頭（側）高中間 低。氣缸蓋的變形也往往是下平面兩頭（側）高中間低。
氣缸體氣缸蓋變形過大， 將對發動機的工作產生不良影響。例如，氣缸體及氣缸蓋 結合平面不平，可能在發動機工作中造成氣缸墊密封失效，引起漏氣、漏水，嚴重時發動機將無法正常運轉；氣缸體下平面不平，將導致油底殼漏油。曲軸軸孔的同軸度誤差過 大，不僅將造成軸瓦偏磨和軸頸加劇磨損，且將加速曲軸疲勞；氣缸軸線與曲軸主軸承座孔軸線不垂直將加劇氣缸磨損，并降低機械效率。氣缸體 后端面對曲軸軸承孔軸線的垂直度誤差過大，將影響到飛輪殼及變速器相對于發動機氣缸體的正確裝配關系，可引起離合器和變速器工作狀況惡化，磨損加重，傳動時發出異響。
2、曲柄連桿機構的耗損分析
曲柄連桿機構包括：活塞連桿組和曲軸飛輪組，由活塞、活塞環、活塞銷、連桿、 曲軸、軸瓦、飛輪等主要零件組成。對發動機的活塞來說，最常見的耗損為磨損，而最大磨 損發生在活塞環槽處。但有些時候，當發動機發生爆震或工作條件極端嚴酷（如熱負荷過重、潤滑油油品不好或數量嚴重不足、維修質量特差）的情 況下，活塞也可能出現頂部裂紋甚至穿洞，活塞環槽邊潰斷，滑磨表面粘著磨損，甚至部分熔化金屬將活塞環粘著卡死在活塞槽中，使其失去密封與傳熱兩大作用，導致拉缸 故障。活塞環在長期使用中所表現出的損耗形式：主要是彈力下降和表面磨損。活塞環彈力下降的原因除磨損疲勞外， 溫度也往往是主要因素。活塞環的表面磨損，加上氣缸及活 塞環槽的磨損。使活塞環的開口間隙、邊隙和背隙增大，活塞環在自身彈力作用下壓靠在氣缸壁上的作用減弱，從而無法保證良好的密封性要求。
對目前廣泛采用全浮式活塞銷來說，由于銷子在發動機 工作過程中既可以在連桿小頭襯套內轉動、又可以在銷座內轉動，因此就銷子自身的磨損而言，同向是比較均勻的。但對活塞銷座孔和連桿小頭襯套來說，由于受力的緣故， 磨損主要發生在上下方向上，而銷座孔和連桿襯套孔磨損后呈現橢圓形。
連桿的受力條件極為復雜，除其連桿銷襯套及連桿瓦產生磨損外，連桿的桿身也可 能出現彎扭變形、疲勞裂紋甚至斷裂。連桿瓦的緊固螺栓也
可能出現拉長，螺紋損傷或斷裂等。
曲軸的常見耗損是連桿軸頸的磨損和主軸頸的磨損、曲軸自身的彎曲或扭曲變形等，由于各軸頸磨損方位及磨損程度的不同，或曲軸彎曲和扭曲的影響，還將會造成各道主軸頸及相關連桿軸頸的同軸度誤差加大。有時在軸頸過度圓角或油孔邊緣處可能產生疲勞裂紋，甚至斷裂。曲軸軸瓦常見的耗損是疲勞脫落以 及長期使用后鑲嵌磨料雜質等，某些情況下，如潤滑油供應切斷，曲軸有可能與軸瓦產生粘著磨損，或熔為一體。飛輪經長期使用后可能出現飛輪齒圈端面打毛， 齒圈輪 齒被打壞，齒圈松動，飛輪與離合器磨擦襯片的結合面磨損、燒傷、出現溝槽等耗損。
3、配氣機構的耗損分析
配氣機構的組成有凸輪軸、挺桿、進、排氣門等。凸輪軸最常見的耗損是凸輪和 軸頸的磨損，以及軸的彎曲變形。凸輪軸磨損變形后會影響發動機的配氣相位和氣門的通過能力，進而影響發動機的動力性和經濟性。凸輪與氣門 挺桿球面這一對磨擦副間，由于運動形式為滾動加滑動，因而往往出現典型的表面疲勞磨損。由于二者為線接觸，接觸應力較高，潤滑油膜往往被 破壞，致使凸輪工作表面，尤其是在凸輪頂30°左右的范圍內磨損嚴重，相比較而言，凸輪軸軸頸的工作載荷較小，與軸瓦之間形成液體潤滑油膜的條件良好，磨損程度不僅一般要小于凸輪工作表面，且往往小于曲軸曲頸。因而一般情況下兩次大修發動機才需光磨修復凸輪軸一次。凸輪軸的變形尤其是彎曲變形，則是 因氣門卡死等故障所產生的額外載荷及拆卸后放置不當等原因所致。
氣門挺桿球面是主要磨損部位，該球面磨平后工作時將 失去旋轉力矩，而增加徑向沖擊力，因此有時會產生挺桿撞 擊響聲。另外，由挺桿的受力狀況可知，其圓柱表面將產生腰鼓形磨損，當其與導管孔的配合間隙增大后，會使挺桿響 聲增大。進、排氣門的耗損，主要有氣門密封面受沖擊應力作用而疲勞脫層、起槽，受燃氣 高溫作用而氧化或燒傷。另外，氣門挺桿與氣門導管之間的配合間隙在磨損增大時，會使氣門開閉時出現晃動，氣門落座時與座圈不同軸，關閉不 嚴，進氣門的該間隙增大后還會因潤滑油下吸受熱結膠和積炭而使氣門運動不暢，以及漏氣過多而使發動機怠速運轉不穩定。排氣門的該間隙過大時，會因傳熱不良而導致氣 門過熱而燒蝕。氣門彈簧在長期使用后會出現彈力下降，偶爾也可能發生彈簧斷裂問題。
總之，故障出現情況產生的原因不盡相同，從上述磨損規律入手查找故障，結合結構及工作原理，才能做到有的放矢，準確診斷，從而最終排除故障。 (中國工程機械動力部件網)
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