三、曲軸斷裂故障原因分析

曲軸（圖1-5）是發動機的一個貴重部件，它在工作中承受著燃燒氣體的膨脹壓力、活塞連桿組的往復慣性力、旋轉離心力以及振動等交變應力，加上曲軸本身的形狀特殊，不僅容易產生軸頸磨損、扭轉和彎曲變形，還會產生裂紋甚至引起折斷事故。

圖1-5 曲軸的結構

曲軸折斷，是僅次于發動機“搗缸”的重大機械事故。更換曲軸不僅耗費資金，而且維修的工程量大，勞動強度高，修竣工期也長。

一旦發生曲軸斷裂事故，在責任認定時，駕駛人與維修人員往往相互推諉。到底是燒瓦在前，引起斷軸，還是先斷曲軸，油液外漏引起燒瓦？往往難以判定。

1.曲軸斷裂的診斷方法

在曲軸箱的下部，如果能夠聽診到沉重的、粗悶的“嘣嘣”金屬敲擊聲，而且這種響聲在負荷改變時和發動機轉速升高時更加明顯，在發動機溫度變化后以及單缸斷油時，異響沒有什么變化，有時發動機的轉速并不高，機體卻振動很大，甚至有搖晃感覺，說明曲軸已經產生裂紋或者即將折斷。

在維修實踐中，曲軸斷裂部位大多數產生在末缸或者頭缸連桿軸頸與曲柄連接的圓角處。

曲軸斷裂往往從最細微的裂紋開始，在發動機運轉中裂紋逐漸延伸，達到一定程度時即造成曲軸突然折斷。

2.曲軸斷裂的原因分析

曲軸斷裂的原因可以歸納為以下3方面。

（1）使用不當

例如車輛起步動作過猛、緊急制動、強行爬坡、急加速、超負荷、超速運轉，以及熄火滑行并換檔強行起動等。以緊急制動為例，強大的制動力從車輪一路傳給半軸、減速器、傳動軸、變速器、離合器，最后到達曲軸，而氣缸爆發時也產生強大的動力，經過活塞連桿組，促使曲軸高速旋轉，這兩大力系同時作用于曲軸，可是方向相反，于是在曲軸較為薄弱處形成極大的扭轉剪切應力，足以造成曲軸折斷。

（2）維修不良

①磨削曲軸主軸頸和連桿軸頸失誤，導致曲軸主軸頸中心線不在一條直線上，或者連桿軸頸與主軸頸的中心線不平行。裝配后，使曲軸主軸頸產生額外的應力。

②主軸承、連桿軸承的配合間隙過大、過小或緊度不一，受力不均勻，在發動機高速運轉中，曲軸反復承受強大的、不均衡的沖擊載荷的作用而產生疲勞。

③曲軸軸頸的磨削過量（圖1-6），或者軸頸過渡圓角過小。

④曲軸的軸向竄動量過大，導致曲軸的曲柄與連桿大頭發生強烈的撞擊。

⑤活塞連桿組的質量相差太大，曲軸飛輪組動不平衡，經常缺缸運行等。

（3）材質不佳

圖1-6 測量曲軸軸頸的尺寸

1—測量位置 2—外徑千分尺 3—曲軸

曲軸配件有砂眼、裂紋等制造或加工缺陷。對于材質問題，一般需要借助檢測設備才能發現。但是，如果行駛里程很少就發生曲軸斷裂，可以基本認定材質不佳。

那么，當一臺發動機發生曲軸折斷事故時，怎樣判別故障原因主要是駕駛操作不當，還是修理裝配不良呢？可以采用間接方法——檢查離合器片上的扭轉減振彈簧，如果發現有的折斷、有的松動、有的鋼片與花鍵鉚釘松動，甚至離合器鋼片嚴重變形，說明是駕駛人操作不當引起曲軸斷裂。如果沒有發現上述情況，則屬于維修裝配問題。

3.預防曲軸折斷的主要措施

曲軸發生裂紋或者折斷，將嚴重影響發動機的正常工作，加劇其他部件的損壞，因此必須盡力加以避免。

首先，要選購合格的產品，不要貪圖便宜而使用低質低價的曲軸配件。在采購曲軸配件時，要考察曲軸的制作材料和生產工藝。大多數曲軸采用中碳鋼，經過鍛造而成，也有的采用球墨鑄鐵制成。

其次，在使用環節上，一要避免發動機超負荷工作；二要防止發生“飛車”、“搗缸”或“燒瓦”等故障；三要避免嚴重危害曲軸使用壽命的溜坡起動、拖拉起動、緊急制動、突然松抬離合器踏板“沖坑”等不良操作，以防曲軸承受額外的沖擊載荷。