柴油机捣缸事故发生原因分析

刘雪梅

摘 要：捣缸是柴油机重大事故之一，轻者使缸套、活塞、连杆捣坏，严重时会使发动机重要部件如机体、曲轴、连杆、缸盖、缸套、凸轮及活塞等损坏报废。从使用、修理、管理的角度，探讨一下捣缸的具体原因及其防止办法。

关键词：柴油机;捣缸;事故;原因分析

中图分类号：S219.07        文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.12.072

捣缸是柴油机重大事故之一，我们对捣缸事故的实例进行认真分析研究，找出其原因，并在使用、修理中采取相应的措施，就能有效地防止这种重大事故发生。据实际调查，捣缸的主要原因是：發动机曲柄连杆机构出了故障以至发生了事故性损坏，但机手没有发现不能及时熄火， 发动机带病继续运转。当然，曲柄连杆机构的某些零件质量不合格，也会引起捣缸事故，但这是属于制造方面的原因，本文不准备探讨。下面仅从使用、修理、管理的角度，探讨一下捣缸的具体原因及其防止办法。

1 事故征象

捣缸事故发生前发动机表现是：短时间工作不正常，有时单缸不工作，冒黑烟;有时有一股一股的黑烟，着火“憋劲”，发动机内有强烈的打击声，很像铁锤敲击缸体的响声。此时如不立即停车，就会造成不良后果。

2 发生原因

2.1 连杆螺栓折断

连杆螺栓折断后，连杆大头与曲轴轴颈的连接脱开。此时，连杆下端的运动失去控制，甩在发动机机体上，便把机体捣烂。连杆螺栓折断的原因有下述几种：

（1）严重拉瓦、烧瓦引起连杆螺栓折断。发动机发生了拉瓦、烧瓦，如发现不及时，处理不得当，将会使瓦片与连杆轴颈抱在一起，瓦片在轴瓦座孔中转动，从而使轴颈与瓦片内孔、瓦背与轴瓦座孔之间均有严重烧伤、磨损。此时，如发动机仍然继续运转，很可能引起更严重的后果——连杆螺栓折断而发生捣缸事故。具体原因为：①当连杆瓦片烧坏，并且在连杆大头孔中转动时，连杆大头处产生高温与附加应力，使连杆螺栓工作条件恶化，受力增加;②连杆瓦片严重磨损，使连杆瓦间隙成倍增大，从而此处的冲击力增加，连杆螺栓的受力增加;③上下瓦片在座孔中转动，时间长了会因错位而叠加在一起，也会使连杆螺栓受力增加。根据捣缸事故的现场分析，两只连杆螺栓往往不是一起断掉，而是先断一只，尔后另一只也很快断掉。

（2）连杆螺栓上紧扭力过大。一些修理人员随意加大连杆螺栓的扭紧力矩，以为拧得紧点总比松了好。其不知这样随意加大连杆螺栓的扭紧力矩，会使螺栓的丝扣变形、损坏以致螺栓断裂。上紧连杆螺栓要按规定力矩，上紧力矩过大则连杆螺栓被拉长变形，产生内应力。长期使用后，连杆螺栓由于应力作用而疲劳，最终导致折断，上紧连杆螺栓扭力矩过大，还会引起螺栓和螺母滑扣。丝扣受伤后，螺母和螺栓不能紧密啮合，结合强度降低，造成螺母自动脱扣。

（3）发动机飞车。发动机飞车后，对其损害很大，若不能正确处理，将会造成连杆螺栓折断或连杆折断，继而捣缸。

（4）电焊连杆螺栓。一台手扶拖拉机在检修时，修理工发现一只连杆螺栓滑扣，便将其螺纹部分电焊，并在车床上重新挑扣。装机后头一次启动，着火不久就发生了捣缸。连杆螺拴折断，连杆严重弯曲、扭曲，活塞及缸套下边缘被打烂，机体上部被打裂。连杆螺栓、连杆、曲轴等重要零件，在工作中受力很大，不能用电焊的方法来堆焊修复。这是因为电焊时的高温，破坏了金属的结构，降低了零件的强度，在高速运转时，这些零件极易折断。

（5）连杆螺母的锁定不可靠。锁定连杆螺母的开口销必须使用标准件，如应该使用4 mm直径的开口销，修理工却使用了3 mm直径的开口销代替，由于开口销直径小在销孔内易松动脱落，致使连杆螺母失去锁定而松动，最终造成捣缸事故。另外还需注意的是，固定连杆螺母的开口销，只准使用一次，多次使用的开口销易折断，使连杆螺母自动松脱，造成连杆瓦配合间隙过大和啮合面不均，同样造成连杆螺栓折断。用铁丝锁定的连杆螺母，铁丝应成“8”字形穿插，且注意螺母松脱方向。

2.2 连杆折断

根据实际调查，连杆折断除了飞车以及电焊连杆杆身外，还有以下几点原因：

（1）活塞销衬套破碎。一台拖拉机一汽缸连杆小头的衬套破碎（此时连杆受力猛增），发动机响声异常，而机车继续运行，然后熄火。原来是此缸连杆折断，发生了捣缸事故。

（2）新车不进行试运转，且连续拉瓦、烧瓦。一台刚大修过的拖拉机，本应该进行磨合试运转，而没有进行试运转就投入了作业，之后几个月内连续发生拉瓦、烧瓦，曲轴严重磨损，连杆无形中也受到内伤。最后导致连杆折断，发生了捣缸。

（3）冷却水漏光，机体严重过热。一台拖拉机发生了冷却水漏失故障，驾驶员没有引起注意，冷却水漏光了也没发觉，还在继续驾驶，直到机体烧得发红，一个连杆折断，敲烂了机体。

2.3 曲轴折断

因曲轴折断而引起捣缸的事例很罕见，但也确有发生。一台柴油机（带50 kW发电机），在白班工作时声音就不正常。交班后，声音越来越难听，工人便把油门关死，当发动机快熄火时，机体被捣烂了。拆检发现：该曲轴（球墨铸铁的）断成三截，中间一截与连杆还连在一起，在曲柄折断的断茬处，有的地方已磨得发亮。这说明，该机器的曲轴已折断多时，若及时熄火检查，可避免发生捣缸事故。

通过以上关于捣缸事故原因和情况的论述，不难得出如下结论：只要我们遵守技术规程，对发动机认真使用，合理保养，正确修理，科学管理，捣缸的事故是完全可以避免的。