发动机轴瓦失效分析及如何延长寿命

如何延长轴瓦寿命2013年第一期1.轴瓦的作用

轴瓦也称滑动轴承，它在轴与座孔之间主要起支承载荷和传动运动的作用。大家都知道对于两个相对运动的物质零件来讲，必然有一个要磨损乃至损坏。那么在发动机里面，无论是主轴还是机体本身磨损后的更换成本都是很高的。所以人们就想到在轴与机体座孔之间增加一种容易更换成本较低的零部件，那就是轴瓦。这样一来，要损坏的首先是轴瓦，也有专家称轴瓦是“电路中的保险丝”，当电路短路或者负荷增大时，首先烧坏的是保险丝。

2.轴瓦的失效分析

轴瓦是易损零部件，其正常的失效为磨损时效，当轴瓦工作时间过久，轴与瓦之间的间隙经过磨损后超过了极限，即轴瓦磨损的已经不能工作了，此时轴瓦的磨损寿命已达到设计寿命，这就是轴瓦失效

1.拉伤

特征：表面粗糙，有沟槽，变色

原因：基友不清洁，进入灰尘和杂质（多半是铁末和砂粒）却又是轴承处于半干摩擦

频繁冷启动

2.咬粘（胶合）

特征：表面有明显而不规则的材料迁移，粗糙有深的划痕，还可

能有过热相信

原因：在润滑油膜破裂或缺油的状态下启动运行，（如机油选用不当或和瓦间隙过小等）打的摩擦因数导致产生大量的摩擦热，轴承温度身高，出现咬粘，当粘附严重，轴径转动的动力不再能剪切开粘结点时，将是轴径运动终止，俗称：“抱轴”，轴承彻底损坏。

3.异响

特征：车辆运转时有踏踏声响

原因：轴径与轴瓦润滑不良（如机油变质或机油泵压力低等）过度磨损造成间隙过大运转时冲击产生噪音

频繁的更换轴瓦除了对主轴的伤害外，对于机体本身也是非常不利的。因此我们要采取一系列措施来延长轴瓦的寿命。

3.如何提高轴瓦性能与寿命

目前市场上有两种工艺可以解决并别人们熟知予以应用。即电镀法和自润滑涂层新技术即：3io-轴瓦GFZ减摩涂层。

电镀：随着我国高速、高载荷增压强化的柴油机的生产,要求轴瓦镀层抗疲劳能力、耐磨性和耐腐蚀性越来越高。随之而来的我国轴瓦电镀生产也从原来的二元电镀,发展到三元电镀,进而发展成四元电镀。现在四元电镀轴瓦已大量应用在300马力以上的高速重载柴油机上,表现出极优的性能

电镀的作用：电镀(Electroplating)就是利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程，是利用电解作用使金属或

其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止腐蚀，提高耐磨性、导电性、反光性及增进美观等作用

该薄层其中较软的锡镀层应该可以减少瓦背与轴孔的空气间隙，改善轴瓦的散热及承载能力。

轴瓦GFZ减摩涂层

3io-CFZ减摩涂层技术方案:

★轴瓦基材表面处理技术

★固体润滑材料表面活化技术

★自润滑耐磨材料复合技术

★轴瓦自润滑耐磨层热喷涂技术

通过以上技术实现的自润滑减摩涂层

达到结果:

★优异的耐磨性、抗疲劳性、承载性、顺应性、镶嵌性

★摩擦学特性等方面均优于常用的三元和四元镀层，且无铅、环保。

★快速启动、紧急停机、瞬间超载，可使摩擦副表面起到保护机械设备运转可靠性的应急作用，防止曲轴轴颈的过

度磨损，从而保证曲轴运转的可靠性。

以上分析证明轴瓦所需的涂层必须具备以下条件

1.防止拉伤，延长寿命（耐磨性）

2.防咬卡，减少摩擦，避免了因轴承温度升高出现咬粘的现象。

3.减噪。

发动机常见故障分析与处理

发动机常见故障分析与处理 一、故障分类：发动机控制电路故障，发动机自身故障，其它外部故障。排除故障思路：原则上先排除控制电路故障——再排除发动机自身故障——后排除其它外部故障。 二、常见故障现象及分析处理（以下疏理的是针对不同故障现象可能的原因，编者尽量按照排查故障的思路流程按照顺序罗列，考虑到不同检修人员的技术能力和对不同大机的熟悉程度等因素，仅为检修人员提供参考的流程）： 1、启动困难或不能启动。（电气控制的原因见电气故障，这里不再叙述） 原因分析及处理：（前五项为操作人员自己可查，后面的需要经过发动机专业培训的人员进行检查） A、环境温度过低。处理：对燃油箱安装预热装置；更换燃油；检查预热火花塞状况。 B、电瓶无电或电瓶损坏。处理：给电瓶充电或更换新电瓶。 C、启动电机故障。原因：启动电机无动作，检查启动电机是否得电，如不得电，则检查或检查外部控制电路是否有电压进入，如得电，检查启动电机连线是否松动或锈蚀（电压标准：24V的电压测量应不低于22.18v）。启动电机仍然无动作，判断启动电机损坏。处理：启动电机一般损坏的原因可能是电磁阀损坏或电机碳刷磨损，修理或更换启动电机。现场临时应急处理启动电机损坏故障方法：手动拉起停机电磁阀开启；采用连接线或长螺丝刀连接启动电机的电磁离合器控制线桩头和电源线桩头2~3秒，带动发动机启动后立即断开（此方法操作不当对发动机有一定的伤害，为应急情况下使用）。 C、燃油不足导致无法吸上燃油或燃油质量及燃油供油管路问题。处理：⑴、检查油位并检查油箱排气孔是否堵塞造成吸油不到位。⑵、检查管路有否漏气情况。 ⑶、检查管路有无脏污。⑷、燃油滤芯的密封圈是否损伤，配合是否正确。⑸、燃油软管是否有损伤、老化和折叠现象。⑹、柴油管中空心螺丝的铜垫是否变形。 ⑺、柴油滤芯是否脏污。

关于本田发动机连杆断裂案例分析

发动机连杆断裂是一种较为常见的故障现象。引起发动机连杆断裂的原因很多，既有可能是零部件本身的缺陷，也有可能是外来因素的影响，还有可能是用户使用不当造成。连杆断裂的发生往往会导致发动机报废，造成较大经济损失。所以，对发动机连杆断裂的原因进行总结和分析，不仅能够对汽车生产厂家提高产品质量水平有积极的促进作用，而且能指导用户正确使用车辆，避免产生不必要的维修费用。下面分析几种典型的原因。 一、发动机汽缸进水 一辆本田雅阁2.0L乘用车，行驶里程为28993km。在行驶过程中，听到一声较大的异响后发动机熄火，不能再次启动。拖至维修站检查，发现发动机缸体破损（如图1所示）。进一步拆检，发现第一缸连杆断裂。 经分析，连杆材质各项指标均正常，排除了因材质问题引起故障的可能性。检查发动机舱时发现：电池安装座上有较多

泥沙；在保险丝盒附近有大量飞溅的泥点；拆开空气滤清器，发现空气滤清器上盖上有较多泥点，且空气滤清器下盖上有相当多的泥土。种种迹象表明，该车曾经涉深水行驶。 解体发动机后，观察各缸缸套上活塞环运动的最高位置（上止点），可以看出第一缸的上止点明显比其它缸低(如图2 所示)。笔者认为，连杆是弯曲运转一段时间后才发生断裂。 该车进气系统由进气口、共鸣腔、空气滤清器、进气管、节气门体、进气歧管等组成（如图3所示）。水是如何进入进气系统从而进入发动机的呢？笔者认为，车辆在水中行驶时会使水面发生较大波动，造成水面高度相对进气口时高时低，水面高于进气口时，发动机将水吸入汽缸。

最初进入汽缸的水，在缸体高温的作用下很快形成水蒸气，使该缸无法形成可燃混合气。随着进水量的增多，水会积存在活塞顶部，使燃烧室的有效容积减小，压缩阻力增大，活塞传给连杆的压力也增大。当积水量达到一定程度(如接近燃烧室容积)时，压缩行程实际上变成了对水的压缩，连杆所承受的压力急剧增大，以至发生弯曲变形直至断裂，从而打破发动机缸体。 现代发动机一般采用直径较大的进气总管和进气阻力系数较小、呈弯曲手指状的进气歧管，给空气的进入提供便利的条件。然而，如果车辆在深水路面行驶，这种结构同样给水的进入提供便利条件。一般情况下，当水被吸入进气管时，由于惯性，水将首先涌到水平的进气总管末端，然后再往回流，导致位于进气总管末端的第一缸进气歧管最易进水。另

常见轴瓦故障分析

一常见轴瓦故障分析 (2) 二:常见故障 (2) 1．烧瓦 (2) 2.轴瓦擦伤 (4) 3.轴瓦合金裂纹和脱落 (4) 4.轴瓦剧烈磨损 (5) 三、轴瓦故障的诊断和排除 (5) 1.连杆轴瓦烧蚀 (5) （1）症状 (5) 2.曲轴轴瓦烧蚀 (6) （1）故障症状 (6) 说明 (6) (2)故障排除方法 (6) 四、轴瓦使用注意事项 (7) 五结论 (8)

一常见轴瓦故障分析 发动机主轴瓦与连杆瓦产生的故障多为"烧瓦"."拉瓦".与"砸瓦"三种. "拉瓦"往往是由于油脏,混在机油当中的微小机械杂质随着机油流向了轴与瓦之间,坚硬的杂质往往将瓦的合金拉伤. "砸瓦"的故障往往是由于轴颈与轴瓦之间的间隙过大,机油变质或强度不够,在轴与瓦之间的冲击力的作用下油膜不复存在,使瓦片上的合金产生龟裂,严重时会产生合金脱落! "烧瓦"轴瓦的一个综合性故障.主要由于润滑不善造成轴瓦烧损,严重时轴瓦与轴颈烧结而产生滚瓦事故.主轴承,连杆轴承间隙过大,由于泄漏机油压力偏低供油不足使局部缺油,机械杂质或油污将油道堵死,机油泵的集滤器脱落,油底缺油等都会造成烧瓦的故障."拉瓦","砸瓦"也都会造成烧瓦事故. 往往是先拉,先砸而后由于机油压力偏低缺油而烧瓦. 二:常见故障 1．烧瓦 一般在轴瓦和曲轴轴颈间因没有机油、机油不足或其他原因而没有形成润滑油膜或润滑油膜被破坏的情况下发生烧瓦。导致烧瓦的具体原因有以下几种： (1)发动机长时间在高负荷条件下运转。这时发动机机油温度高，

机油粘度下降，机油压力偏低，在曲轴轴颈和轴瓦之间不易形成正常的润滑油膜，以致轴颈和轴瓦摩擦表面产生高温，轴瓦烧熔。 (2)冬季启动发动机的操作不当。冬季环境温度低于0℃时，如果强行快速启动发动机，由于此时机油粘度大，发动机转速低，在轴颈和轴瓦之间难以形成润滑油膜，以致发生烧瓦故障。 (3)机油变质。如果机油不纯或机油因使用时间太长等原因而变质，则润滑油膜不易形成，以致发生烧瓦。机油变质是导致汽车发动机产生烧瓦故障的主要原因。 (4)润滑系统中机油严重不足。若机油严重不足，则轴颈和轴瓦摩擦表面的温度迅速升高，发生烧瓦。导致机油严重不足的主要原因是：机油滤清器严重堵塞、机油泵损坏、机油管路堵塞或严重漏油，油管接头破裂或未及时添加机油等。 (5)轴颈和轴瓦的间隙不符合标准。该间隙影响润滑油膜的形成。若间隙过小则机油不易进入轴颈和轴瓦的摩擦表面间，无法形成润滑油膜。若间隙过大，则润滑油膜的厚度减小，不能把摩擦表面完全隔开，发生烧瓦故障的可能性也就增加。并且，过大的间隙还会增大轴颈与轴瓦间的振动和撞击，导致润滑油膜破裂。 (6)曲轴的磨修破坏了轴颈表面耐磨层和耐疲劳层。汽车发动机的曲轴轴颈经过良好的热处理，具有高耐磨层(一般厚度为0.1～0.2mm)和耐疲劳层(在高耐磨层下，厚度为0.8mm)。如果在发生烧瓦故障后将发动机曲轴任意磨削修理，将会失去原有的高耐磨层和耐疲劳层，以致很快地发生烧瓦故障。另外，如果在曲轴和轴瓦的装配过程中，

发动机轴瓦知识

发动机轴瓦知识 标准化文件发布号：（9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-

轴瓦在发动机内起到的作用 曲柄连杆机构 (图1-1) 一、曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。它由机体、活塞连杆、主轴、连杆瓦和曲轴飞轮等组成。在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力，而轴瓦最终承受最大负荷。在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。

二、活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴瓦等组成，如图2-1。

连杆工作时，承受活塞顶部气体压力和惯性力的作用，而这些力的大小和方向都是周期性变化的。因此，连杆受到的是压缩、拉伸和弯曲等交变载荷。这就要求连杆强度高，刚度大，重量轻。连杆一般都采用中碳钢或合金钢经模锻或辊锻而成，然后经机加工和热处理，连杆分为三个部分：即连杆小头１，连杆杆身2和连杆大头3(包括连杆盖)。连杆小头与活塞销相连。 对全浮式活塞销，由于工作时小头孔与活塞销之间有相对运动，所以常常在连杆小头孔中压入减磨的青铜衬套。为了润滑活塞销与衬套，在小头和衬套上铣有油槽或钻有油孔以收集发动机运转时飞溅上来的润滑油并用以润滑。 平分--分面与连杆杆身轴线垂直（图2-2），汽油机多采用这种连杆。因为，一般汽油机连杆大头的横向尺寸都小于气缸直径，可以方便地通过气缸进行拆装，故常采用平切口连杆。

斜分--分面与连杆杆身轴线成30～60°夹角。柴油机多采用这种连杆。因为，柴油机压缩比大，受力较大，曲轴的连杆轴颈较粗，相应的连杆大头尺寸往往超过了气缸直径，为了使连杆大头能通过气缸，便于拆装，一般都采用斜切口，最常见的是45°夹角。 连杆盖和连杆大头用连杆螺栓连在一起，连杆螺栓在工作中承受很大的冲击力，若折断或松脱，将造成严重事故。为此，连杆螺栓都采用优质合金钢，并精加工和热处理特制而成。安装连杆盖拧紧连杆螺栓螺母时，要用扭力板手分2～3次交替均匀地拧紧到规定的扭矩，拧紧后还应可靠的锁紧。连杆螺栓损坏后绝不能用其它螺栓来代替。 连杆轴瓦（图２－3）：为了减小摩擦阻力和曲轴连杆轴颈的磨损，连杆大头孔内装有瓦片式滑动轴承，简称连杆轴瓦。轴瓦分上、下两个半片，目前多采用薄壁钢背轴瓦，在其内表面浇铸有耐磨合金层。耐磨合金层具有质软，容易保持油膜，磨合性好，摩擦阻力小，不易磨损等特点。耐磨合金常采用的有铜铝合金，高锡铝合金，巴氏合金。连杆轴瓦的背面有很高的光洁度。半个轴瓦在自由状态下不是半圆形，当它们装入连杆大头孔内时，又有过盈，故能均匀地紧贴在大头孔壁上，具有很好的承受载荷和导热的能力，并可以提高工作可靠性和延长使用寿命。

航空发动机强度复习题(参考答案)

航空发动机构造及强度复习题（参考答案） 一、 基本概念 1. 转子叶片的弯矩补偿 适当地设计叶片各截面重心的连线，即改变离心力弯矩，使其与气体力弯矩方向相反，互相抵消，使合成弯矩适当减小，甚至为零，称为弯矩补偿。 2. 罩量 通常将叶片各截面的重心相对于z 轴作适当的偏移，以达到弯矩补偿的目的，这个偏移量称为罩量。 3. 轮盘的局部安全系数与总安全系数 局部安全系数是在轮盘工作温度与工作时数下材料的持久强度极限t T σ，与计算轮盘应力中最大周向应力或径向应力之比值。0.2~5.1/max ≥=σσt T K 总安全系数是由轮盘在工作条件下达到破裂或变形达到不允许的程度时的转速c n ，与工作的最大转速m ax n 之比值。max /n n K c d = 4. 轮盘的破裂转速 随着转速的提高，轮盘负荷不断增加，在高应力区首先产生塑性变形并逐渐扩大， 使应力趋于均匀，直至整个轮盘都产生塑性变形，并导致轮盘破裂，此时对应的转速称为破裂转速。 5. 转子叶片的静频与动频 静止着的叶片的自振频率称为静频； 旋转着的叶片的自振频率称为动频；由于离心力的作用，叶片弯曲刚度增加，自振频率较静频高。 6. 尾流激振 气流通过发动机内流道时，在内部障碍物后（如燃烧室后）造成气流周向不均匀，从而对后面转子叶片形成激振。 7. 转子的自位作用 转子在超临界状态下工作时，其挠度与偏心距是反向的，即轮盘质心位于轴挠曲线的内侧，不平衡离心力相应减小，使轴挠度急剧减小，并逐渐趋于偏心距e ，称为“自位”作用。

8. 静不平衡与静不平衡度 由不平衡力引起的不平衡称为静不平衡；静不平衡度是指静不平衡的程度，用质量与偏心矩的乘积me 表示，常用单位为cm g ?。 9. 动不平衡与动不平衡度 由不平衡力矩引起的不平衡称为动不平衡；动不平衡度是指动不平衡的程度，用me 表示，常用单位是cm g ?。 10. 动平衡 动平衡就是把转子放在动平衡机床上进行旋转，通过在指定位置上添加配重，以消除不平衡力矩。 11. 挠性转子与刚性转子 轴的刚性相对于支承的刚度很小的转子系统称为挠性转子；转子的刚性相对于支承的刚性很大的转子称为刚性转子。 12. 转子的临界转速 转子在转速增加到某些特定转速时，转子的挠度会明显增大，当转速超过该转速时，挠度又明显减小，这种特定的转速称为转子的临界转速，是转子的固有特性。 13. 涡动 转轴既要绕其本身轴线旋转，同时，该轴又带动着轮盘绕两轴承中心的连线旋转，这种复合运动的总称为涡动。 14. 自转与公转（进动） 轮盘绕轴旋转称为自转；挠曲的轴线绕轴承连线旋转称为公转或进动。 15. 转子的同步正涡动与同步反涡动 自转角速度与进动角速度大小与转向均相同的涡动称为同步正涡动；自转角速度与进动角速度大小相等，但转向相反的涡动称为同步反涡动； 16. 转子的协调正进动与协调反进动 自转角速度与进动角速度大小与转向均相同的涡动称为同步正涡动，对应的进动称为协调正进动；自转角速度与进动角速度大小相等，但转向相反的涡动称为同步反涡动，对应的进动称为协调反进动。 17. 持久条件疲劳极限 规定一个足够的循环次数L N ，以确定L N 下的“持久疲劳极限”，称为“持久条件疲劳极限”。

发动机连杆失效分析

v .. . .. 汽车发动机连杆失效分析 学院机电工程学院 作者XXX 学号XXXXXXXX 专业班级XXXXXXXX 小组成员XXXXXXXXXXXXXX 指导教师XXXXXX 2013年12月

目录 引言 (3) 一．基本知识 (3) 1. 连杆的结构 (3) 2. 制造工艺 (3) 3. 钢锻连杆使用材料 (3) 4. 连杆受力分析及有限元法 (3) 二．断口理化检验 (3) 1. 材料化学成分 (3) 2. 断口外观质量和失效形貌 (3) 3. 微观断口夹杂物检测分析 (3) 4. 断口金相组织 (3) 5. 断裂位置 (3) 三．失效原因（断裂原因） (3) 1. 失效原因总结 (3) 2. 连杆疲劳强度研究 (3) 3. 连杆疲劳寿命预测 (3) 四．总结 (3) 1. 影响疲劳强度的主要因素 (3) 2. 对连杆生产的建议 (3) 五．参考文献 (3)

引言 连杆是车用发动机的重要部件，从对车用发动机的失效历史数据来看，连杆的失效概率非常高，而且其失效模式与失效原因具有多态性，其本身结构的复杂性、制造工艺、热处理工艺、工况的恶劣程度、使用频率以及设备维护、维修等因素均可造成失效。 连杆的作用是将活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动，并把活塞上的力传给曲轴。连杆小端做往复运动，大端做旋转运动，杆身做复杂的平面运动，它承受活塞传来的气体压力，往复运动惯性力及本身摇摆所产生的惯性力的作用，这些力的大小和方向周期性变化，易引起连杆失效。据统计，连杆的主要破坏形式是疲劳破坏。 摘要：连杆的主要破坏形式是疲劳破坏。本文主要对钢锻连杆进行分析，并从连杆结构、制造工艺、受力分析、所选材料以及断口组织结构等方面对失效原因和疲劳破坏进行分析总结。 关键词：汽车、发动机、钢锻连杆、失效分析、疲劳

轴的失效形式和原因分析

轴的失效形式与特征 轴是各种机械中最为普通而不可缺少的重要零件，根据使用条件的差异，轴有很大不同的类型，按其功能和所受载荷的不同，一般可分为心轴、转轴和传动轴三类。心轴主要承受弯矩而不承受扭矩，它只能旋转零件起支撑作用，并不传递动力。传动轴主要承受扭矩，其基本功能只传输动力，而转轴既承受弯矩又承受扭矩，它兼有支撑与传输动力的双倍功能。 由于各类轴自身的材质、结构和承载条件不同、运行环境和使用操作的差异可能发生各种不同类型的失效时有发生，失效的形式和特征也各异。 一.疲劳断裂 疲劳断裂是指轴在交变应力的作用下，经过多次反复后发生的突然断裂。是轴类零件在其服役过程中主要的失效形式。 轴在疲劳断裂前没有明显的塑性变形，反映在宏观形态上属于脆性断裂。断口形貌有其本身的特征，在宏观形貌上可分为三个区域： 图1 疲劳断裂示意图

1）疲劳源区：通常是指断口上的放射源的中心点，源区表面细密光滑，多发生于轴的表面。由于表面常存在缺口、刀痕、沟槽等缺陷，导致应力集中，从而诱发疲劳裂纹。 疲劳断口上可能只有一个疲劳裂纹源，也可能出现几个裂源。 疲劳源区有时存在疲劳台阶，这是由于不同高度的多源疲劳裂纹在其扩展过程中连接形成的。 2）疲劳扩展区：是断口上最重要的特征区域，海滩花样（贝壳花样、疲劳弧线、疲劳条带）的存在是鉴别疲劳断裂的宏观依据。有时必须借住高倍的电子显微镜才能观察到疲劳条带。根据弧线数量和间距可以略微地判断零件所承受交变应力幅值，弧线规律分布表示交变载荷是平稳的。 承受应力状态、工作环境以及材料性质的不同，疲劳裂纹扩展的形貌所异。 每条疲劳条带表示载荷的一次循环，条带间距离与外加载荷的应力幅值有关。当交变载荷变化不大、零件内的残余应力很小时，往往不出现弧线或不明显，所以不是所以疲劳断口有存在疲劳条带，低周疲劳断口有时可呈现韧窝状，有时也可出现轮胎花样（图2），所以疲劳条带并不是疲劳断裂的唯一显微特征。高频疲劳断口或腐蚀疲劳断口上的疲劳条带比较模糊，较难判断。 图3为外加载荷较小，但轴周应力较集中，所以扩展前区条带不明显，随截面的减小载荷逐渐增大，疲劳条带较明显，瞬时断裂区较小。图4外加载荷较大，呈低周疲劳断裂形貌，由于材料强度较高、

谈发动机轴瓦的更换与装配

谈发动机轴瓦的更换与装配 发动机轴与轴瓦的配合是间隙配合，以保证机油能够进入配合表面。当发动机使用时间长了，轴与轴瓦之间必然会发生磨损，轴瓦合金层磨薄、剥落、点蚀，轴颈产生椭圆和锥度，轴颈与轴瓦的正常配合关系被破坏，间隙增大，发动机工作时轴瓦敲击轴颈发出异常的响声。轴瓦与轴颈配合间隙增大后，机油压力无法建立，严重时会发生烧瓦抱轴，有时还会引起曲轴折断而发生事故。因此，当轴瓦与轴颈配合间隙过大时，就要更换轴瓦，以恢复轴瓦与轴颈的正常配合，保证发动机正常工作。 1.轴瓦更换的判断 若柴油机运转中出现以下症状，可认为轴瓦配合间隙过大需要更换轴瓦: (1)机油中含有的金属屑增加。轴瓦和轴颈之间配合间隙增大后，润滑状况恶化，加速轴瓦磨损，导致大量合金剥落，重负荷作业更严重。用手指蘸一些机油捻一捻，可感觉到或看到有较多的金属屑，可判断是轴瓦与轴颈配合间隙过大。 (2)机油压力降低。当柴油机在额定转速下，机油压力低于正常压力值，或机油压力表反映不出压力，经调整机油压力，换入新机油后，油压值仍调节不上去，则说明发动机主轴瓦、连杆瓦磨损严重，与轴颈配合间隙过大，机油渗漏过多，降低了主油道的机油压力，再继续使用，则产生烧瓦。 (3)响声异常。在气缸中间听诊，能听到音调短暂、钝重、坚实而有节奏的”嗒、嗒”声，在突然加速和增加负荷时，响声更清楚，则说明连杆瓦与轴颈配合间隙过大。在各主轴瓦附近听诊，或打开加机油口盖进行听诊，音调为低沉、沉重的”空、空”响声，当低温工作时，响声小；温度高时，响声大；在满负荷工作和突然提高转速时，响声更大而且清楚，则说明主轴瓦与轴颈配合间隙过大。 (4)试验鉴定。用一厚度相当于轴瓦间隙的软铜片，沿轴线方向放在轴颈上，装上轴瓦盖用标准力矩拧紧螺栓，再摇转曲轴。如能自由转动表明轴瓦磨损间隙过大。 (5)拆卸测量。将零件拆卸、清洗后，用外径百分尺和内径百分表分别测量曲轴颈的外径与轴瓦的内径，所测得的两者尺寸(取最小值和最大值)之差，就是轴瓦配合间隙。如间隙超过规定的极限，应更换轴瓦。 2.轴瓦的装配方法 在柴油机上除燃油泵的三大偶件外，轴瓦也是比较精密的零件。因此，轴瓦的正确装配不仅使发动机的技术状态良好，而且也是提高轴瓦耐用性的一个主要环节。 （1）主轴瓦的装配

某型发动机连杆小头衬套故障分析与优化设计20150814

某8V柴油机连杆小头衬套故障分析与改进设计 赵志强1王根全1王延荣1 张利敏1 许春光1 (1.中国北方发动机研究所（天津），天津300400) 摘要：针对某8V柴油机50h台架试验中出现的衬套磨损和松动的故障，在故障分析的基础上，从改善轴承润滑、提高衬套固持力和提高连杆小头刚度三方面入手，借助经验、理论计算及有限元仿真等手段开展结构改进分析进而提出改进方案，该方案经500h台架耐久性试验考核未重现上述故障，由此验证本文改进措施的有效性。 关键词：柴油机衬套改进设计试验验证 连杆是往复活塞式内燃机动力传递的重要组件，它承受周期性交变载荷，把活塞旋转往复直线运动转化为曲轴的旋转运动，并将作用在活塞上的力传递给曲轴对外输出功率[1,2]。连杆小头衬套作为连杆组件的关键零件，它与活塞销组成一对滑动轴承副，连杆小头衬套与连杆体采取过盈的方式紧固联接、小头衬套与活塞销为间隙配合，连杆衬套的磨损和松动是连杆的主要失效形式。 本研究对象为某8V柴油机连杆小头衬套，分析并确定其故障机理，基于经验、理论公式和有限元仿真软件技术确定出改进方案，最终经试验验证，找到衬套磨损和松动的解决措施。 1 某8V柴油机连杆小头衬套故障描述 某8V柴油机在初样机阶段多台样机在50h 台架试验中发生衬套磨损和松动的故障，连杆小头衬套磨损故障见图1、连杆小头衬套松动见图2。 图1连杆小头衬套磨损故障 图2连杆小头衬套松动故障 2 故障分析 依据经验分析，连杆衬套磨损、发黑一般应从润滑角度考虑；连杆小头衬套松动、脱出应该从衬套与连杆体固持力不足角度分析，但往往两者非独立故障导致衬套故障，存在一定关联关系影响。如连杆轴承润滑不良，衬套和活塞销摩擦表面的摩擦磨损状态会发生剧变，衬套安装固持力和摩擦力会此消彼长，过度的磨损使衬套的固持力持续下降，而摩擦力持续增加，当衬套安装固持力和工作摩擦力发生逆转时，故障现象随即出现；而衬套固持力不足，衬套会发生松动和旋转现象，使衬套进油孔和连杆体进油孔位置错位，导致轴承润滑不畅发生衬套磨损和烧蚀故障。鉴于上述分析，决定从提高固持力和加强润滑两条思路同时出发，以解决某8V柴油机的连杆衬套故障。 3 改进方案

发动机轴瓦损坏的原因分析

斯太尔潍柴发动机轴瓦损坏的原因分析 ㈠轴瓦的烧熔 轴瓦烧熔，也就是俗称的烧瓦（化瓦），由于润滑油中断供给或供给不足，或者是轴瓦和曲轴轴颈间的油膜没有形成，在曲轴轴颈和轴瓦间引起半干摩擦或干摩擦，导致发动机轴瓦烧熔，轴瓦烧熔，曲轴被轴瓦抱死，是一种严重的机械事故，而其后果相信大家早已经知道，那么如何导致此事故的发生呢？我总结了以下几点： ①使用不当。当发动机较长时间处于超负荷运行状态时，发动机润滑油温度增高，润滑油粘度下降，导致机油压力偏低，轴和轴瓦之间的油膜就不易形成，摩擦产生的热量不能很好的被带走，造成摩擦和磨损加剧，导致轴瓦的恶性磨损而烧熔。 ②冬季起动操作不当。在冬季，环境温度低于0度时，快速强行起动发动机，此时由于气温低，机油粘度大，轴和轴瓦之间的润滑油膜还没有形成，引起轴瓦烧熔。在冬季起动发动机应该是在第一次起动发动机待发动机快点火时停止起动，目的是让机油泵泵油并输送到油道内，稍停1--3分钟后再起动发动机直至点火，此时发动机的转数应在650r/min，运转5分钟左右，待机油压力和水温上升后再起步。如果车辆的起动温度太低（低于10度）的话，我建议大家可以用喷灯之类的加热器材对油底壳进行加热，以减少机油泵泵油阻力，加速机油循环速度。 ③油膜难以形成。润滑油质量太差或者使用周期太长没有及时更换，或由于其它原因造成机油变质，破坏了油膜的形成，引起发动机轴瓦烧熔。而这里需要大家注意的是，有时候喷油器卡住，使喷入气缸内的柴油不雾化，进而燃烧不充分或不燃烧，导致多余的柴油顺着缸壁流入油底，使机油被稀释，粘度变低，油膜形成困难，当检查机油尺的时候会有较大柴油味，机油油面也会相应的升高，另外一点，柴油输油泵内漏也可导致此情况的发生，望大家注意。 ④机油严重缺少。发动机机油在运行中起四个主要作用，即润滑.冷却.密封及防腐，若发动机机油油位不足，机油严重缺少，因润滑.冷却不足，造成发动机轴瓦温度骤升，轴瓦和曲轴轴颈间发生膨胀变形，间隙消失，金属间的直接接触更加严重，在曲轴轴颈上的润滑油就会被烧掉，使发动机轴瓦温度急剧升高，烧瓦就不可避免了。 ⑤装配问题。轴颈和轴瓦的间隙大小对轴瓦的润滑好坏关系最大，轴瓦的轴颈间隙过小会限制润滑油流，使机油不易进入，以至摩擦热不能很好的被带走，增加了轴瓦变形和产生烧瓦故障的可能性；轴瓦间隙过大，会使轴瓦和轴颈接触的弧长度变小，大大的增加了油膜的压力负荷，加剧了轴瓦的疲劳，同时也增大了曲轴的振动撞击，润滑油被挤出去，失去了油膜的附力，增加了轴瓦的磨损。这里提醒大家，如果曲轴出现了烧瓦故障，最好更换新的，千万不要到小店里进行简单的磨削加工。 （主轴瓦和主轴颈的间隙为0.095--0.163mm,连杆轴瓦和连杆轴颈的间隙为0.059--0.127mm） ㈡轴瓦的擦伤

航空发动机结构分析思考题答案

《航空发动机结构分析》 课后思考题答案 第一章概论 1.航空燃气涡轮发动机有哪些基本类型？指出它们的共同点、区别和应用。 答： 2.涡喷、涡扇、军用涡扇分别是在何年代问世的？ 答：涡喷二十世纪三十年代（1937年WU；1937年HeS3B）； 涡扇 1960~1962 军用涡扇 1966~1967 3.简述涡轮风扇发动机的基本类型。 答：不带加力，带加力，分排，混排，高涵道比，低涵道比。 4.什么是涵道比？涡扇发动机如何按涵道比分类？ 答：（一）B/T，外涵与内涵空气流量比； （二）高涵道比涡扇（GE90），低涵道比涡扇（Al-37fn） 5.按前后次序写出带加力的燃气涡轮发动机的主要部件。 答：压气机、燃烧室、涡轮、加力燃烧室、喷管。 6.从发动机结构剖面图上，可以得到哪些结构信息？ 答： a)发动机类型 b)轴数 c)压气机级数 d)燃烧室类型 e)支点位置 f)支点类型 第二章典型发动机 1.根据总增压比、推重比、涡轮前燃气温度、耗油率、涵道比等重要性能指标，指出各代涡喷、涡扇、军用涡扇发动机的性能指 标。 答：涡喷表2.1 涡扇表2.3 军用涡扇表2.2 2.al-31f发动机的主要结构特点是什么？在该机上采用了哪些先进技术？ 答：AL31-F结构特点：全钛进气机匣，23个导流叶片；钛合金风扇，高压压气机，转子级间电子束焊接；高压压气机三级可调静

子叶片九级环形燕尾榫头的工作叶片；环形燃烧室有28个双路离心式喷嘴，两个点火器，采用半导体电嘴；高压涡轮叶片不带冠，榫头处有减振器，低压涡轮叶片带冠；涡轮冷却系统采用了设置在外涵道中的空气-空气换热器，可使冷却空气降温125-210*c；加力燃烧室采用射流式点火方式，单晶体的涡轮工作叶片为此提供了强度保障；收敛-扩张型喷管由亚声速、超声速调节片及蜜蜂片各16式组成；排气方式为内、外涵道混合排气。 3.ALF502发动机是什么类型的发动机？它有哪些有点？ 答：ALF502，涡轮风扇。优点： ●单元体设计，易维修 ●长寿命、低成本 ●B/T高耗油率低 ●噪声小，排气中NOx量低于规定 第三章压气机 1.航空燃气涡轮发动机中，两种基本类型压气机的优缺点有哪些？ 答：（一）轴流压气机增压比高、效率高单位面积空气质量流量大，迎风阻力小，但是单级压比小，结构复杂； （二）离心式压气机结构简单、工作可靠、稳定工作范围较宽、单级压比高；但是迎风面积大，难于获得更高的总增压比。 2.轴流式压气机转子结构的三种基本类型是什么？指出各种转子结构的优缺点。 答 3.在盘鼓式转子中，恰当半径是什么？在什么情况下是盘加强鼓？ 答：（一）某一中间半径处，两者自由变形相等联成一体后相互没有约束，即无力的作用，这个半径称为恰当半径；（二）当轮盘的自由变形大于鼓筒的自由变形；实际变形处于两者自由变形之间，具体的数值视两者受力大小而定，对轮盘来说，变形减少了，周向应力也减小了；至于鼓筒来说，变形增大了，周向应力增大了。 4.对压气机转子结构设计的基本要求是什么？ 答：基本要求：在保证尺寸小、重量轻、结构简单、工艺性好的前提下，转子零、组件及其连接处应保证可靠的承受载荷和传力，具有良好的定心和平衡性、足够的刚性。 5.转子级间联结方法有哪些 答：转子间：1>不可拆卸，2>可拆卸，3>部分不可拆部分可拆的混合式。 6.转子结构的传扭方法有几种？答： a)不可拆卸：例，wp7靠径向销钉和配合摩擦力传递扭矩； b)可拆卸：例，D30ky端面圆弧齿传扭； c)混合式：al31f占全了；cfm56精制短螺栓。 7.如何区分盘鼓式转子和加强的盘式转子？ 答：P40 图3.6 _c\d 8.工作叶片主要由哪两部分组成 答：叶身、榫头（有些有凸台） 9.风扇叶片叶身凸台的作用是什么？ 答：减振凸台，通过摩擦减少振动，避免发生危险的共振或颤振。 10.叶片的榫头有哪几种基本形式？压气机常用哪一种？答： a)销钉式榫头； b)枞树型榫头；

汽车发动机常见的故障原因分析及解决方法

●汽车发动机常见的故障原因分析及解决方法。发动机无法启动或者是发动机不运转，以及发动机运转但不工作。解决：可以通过听汽车喇叭的声音及点亮大灯的方法来做个初步判断。现象1：如果喇叭声音嘶哑而发动机不运转，此时应该检查蓄电池。当普通蓄电池极板露出来或是免维护蓄电池观察孔的颜色不是绿色时，就可以断定是蓄电池电力不足造成的发动机无法启动。遇上普通蓄电池电力不足时，补充蒸馏水，也可用纯净水应急。如果是免维护电池电力不足，只能用跨接的方法请其他车辆上的蓄电池帮忙了。此时一定要注意随车携带发动机的电缆线，在借用其他车辆蓄电池电量时，电池的正极连正极，负极连负极。注意被借方车辆发动机一定要先启动。现象2：喇叭及点亮大灯都无异常，但汽车会发出"哞呀、哞呀"的声音。如果用钳子夹住接头，轻轻向左右转动一下，接头处发出"咕吱、咕吱"的移动声音，则可进一步断定为接头接触不良。此时可以选择用砂纸清理接头圆柱。当没有砂纸时，可以用钳子夹住左右轻轻转动来清理圆柱。现象3：喇叭良好，而发动机不运转，可以考虑发动机是否通电。如果发动机本身出现故障，如电磁开关失效等，就必须采用拆下发动机，更换零部件的措施了。小技巧如果发动机也未卡死，

可以考虑利用外力启动的方法，具体操作要点：将排挡杆推到次高挡(如 4 挡车型， 3 挡)，用左脚踏离合器踏板，右脚踩在油门踏板，松开制动，打开发动机开关。当汽车具有一定的惯性后，快速地抬起离合器踏板。其难点在于要在右脚不离开油门踏板的情况下控制车速，因此要学会用手刹来控制。发动机在运转过程中，发出难闻的味道。解决：车辆使用一段时间后，一些橡胶密封件老化，机油就会从密封件中泄漏，滴在排气歧管上，随着排气歧管温度升高，机油在短时间内蒸发，就会发出油烧焦的气味。只需更换密封件即可。当尾气发出异味时，其主要原因是混合气过浓，往往要考虑油路、排气管、消音器等出现故障，有时由于排气管和消音器的结合部位发生松动而漏气，综合症状是消音器周围发出"叭哩、叭哩"的异响。离合器片瞬间打滑而发出的异味非常难闻，主要是离合器片负荷过大造成的。发动机水温过高，甚至超过红线。解决：冷却水不足造成的发动机过热。此时记住千万不要立即加冷水（防止变形开裂）。首先将车开放到通风、阴凉的地方。然后打开发动机罩，等待冷却水水温下降。漏水也可能造成发动机过热。在防冻液壶上安装着许多细小的管子，有可能是胶管松动或者破损造成漏水。紧急时可以用胶布缠上破损

航空发动机强度复习总结

1转子叶片强度计算的目的是为了保证所设计的转子叶片能可靠工作,又使其尽可能轻。 2转子叶片受到的载荷:叶片自身质量产生的离心力;气流的横向气体力(弯曲应力和扭转应力);热负荷;振动负荷。 3简化假设和坐标系:将其看做根部完全固装的悬臂梁;叶片仅承受自身质量离心力和横向气体力,只计算拉伸应力和弯曲应力;扭转中心(刚心),气体压力中心与中心三者重合,离心力与气体力均作用于重心。 4计算点的选择:发动机设计点（H=0，V=0，n=n max ）;低空低温高速飞行状态（最大气体力状态H=0,V=V max ,n=n max ,t=233K ）;高空低速飞行状态（最小气体力状态H=H max ,V =V min ,n =n max ,t =t H ） 5推导气动力：(ρ2m c 2am t 2m ×1)c 2am ? ρ1m c 1am t 1m ×1 c 1am =2πQ Z m ρ2m c 2am 2? ρ1m c 1am 2 ; p 1m ?p 2m t m ×1=2πZ m Q p 1m ?p 2m ;p xm =2πZ m Q ρ1m c 1am 2?ρ2m c 2am 2)+ (p 1m ?p 2m ;p ym =2πZ m Q (ρ1m c 1am c 1um ?ρ2m c 2am c 2um ) 6离心力弯矩：若转子叶片各截面重心的连线不与Z 轴重合,则叶片旋转时产生的离心力将引起离心力弯矩.离心力平行于Z 轴所以对Z 轴没有矩,离心力必须垂直于转轴在X 轴方向的分力必然为0. 7罩量：通常将叶片各截面的重心相对于Z 轴作适当的偏移,以达到弯矩补偿的目的,这个偏移量称为罩量。 8罩量调整:合理地选择叶片各截面重心的罩量,使之既保证叶片在发动机经常工作的状态具有较低的应力,又照顾到在其它各种工作状态下的应力都不太大。在一般情况下，仅以根部截面作为调整对象。 9压气机与涡轮叶片所受气动力方向相反，重心连线偏斜方向总是与叶片所受的气体力的方向一致。 10以离心力弯矩补偿气体力弯矩时,还必须注意到这两个弯矩随工作状态的变化.往往取最大气体力弯矩和最小气体力弯矩的平均值作为离心力弯矩补偿的目标。 11弯曲应力：通过截面重心，有一对惯性主轴η、ξ,对η轴的惯性矩最小,对ξ轴的惯性矩最大。在距离η轴最远的A 、B 、C 三点在仅有作用时,弯曲应力最大。 12压气机叶片n s =?s ?总，max 一般n s =2.0~3.5 ;涡轮叶片n T =?T s ?总，max (一般n T =1.5~2.5) 13影响叶片强度:扭转应力(两个扭转力矩方向常常相反,所以可忽略);热应力(热端部件影响,热冲击反复产生致热疲劳);扭向(扭向愈大,对叶片截面上离心拉伸应力分布不均匀的影 响愈大);蠕变(采用叶片材料的蠕变极限?a /T t 作为许用应力,安全系数 n T =?a T t ?总，max (一般n T =1.5~2.5);;叶片弯曲变形(由于变形产生的附加弯矩,将使离心力弯 矩对气体力弯矩的补偿效果更好);叶冠(增大应力项);其它因素(不同的叶根形状将使叶片上的离心拉伸应力产生明显的分布不均现象) 20轮盘的破损形式：1,在轮盘外缘榫头部分断裂;2,轮盘外缘的径向裂纹，尤其在固定叶片的销孔处;3,由于材料内部缺陷(例如松孔或夹杂)导致盘中心断裂;4,由于轮盘在高温下工作，容易引起蠕变(甚至局部颈缩),使盘外径增大,最后导致轮盘破裂。 21轮盘强度计算主要考虑负荷：1安装在轮盘外缘上的叶片质量离心力以及轮盘本身的离心力;2沿盘半径方向受热不均引起的热负荷。其他负荷:1由叶片传来的气动力,以及轮盘前后端面上的气体压力;2机动飞行时产生的陀螺力矩；3叶片及盘振动时产生的动负荷；4盘与轴或盘与盘连接处的装配应力,或在某种工作状态下,由于变形不协调而产生的附加应力。 22轮盘强度计算的假设：1轴对称假设;2平面应力假设;3弹性假设。 23轮盘强度计算基本公式方程：平衡方程、几何方程、物理方程。计算方法：力法、位移法。 24轮盘的应力有三部分组成:1,由应力、位移、温度的边界条件决定的，它们通过常数K1和K2来表示;2,轮盘以角速度ω旋转引起的离心应力;3,由于温度影响引起的热应力。 25等厚圆环法的基本思路:1，将剖面形状复杂的轮盘沿半径方向划分成有限个段，每段构成一个等厚圆环，相互套接在一起，虽然整个轮盘的温度分布沿径向是不均匀的，但对于每

汽车发动机连杆的热处理工艺设计

—汽车发动机连杆的热处理工艺设计 目录 摘要---------------------------------------------------------------------------------------------------（1）1.概述--------------------------------------------------------------------------------------------（2）1.1 前言-----------------------------------------------------------------------------------------------（2）1.2 使用性能-----------------------------------------------------------------------------------------（2） 1.3 失效形式---------------------------------------------------------------------------------------（2） 1.4 材料选择---------------------------------------------------------------------------------------（2） 1.4.1技术要求-----------------------------------------------------------------------------------（2） 1.4.2材料比较------------------------------------------------------------------------------------(3) 1.5热处理工艺及目的----------------------------------------------------------------------- ----(4) 1.5.1退火--------------------------------------------------------------------------------------------(4) 1.5.2正火-------------------------------------------------------------------------------------------（4） 1.5.3淬火----------------------------------------------------------------------------------------- （4） 1.5.4回火--------------------------------------------------------------------------------------------（5） 2.热处理工艺-------------------------------------------------------------------------------------（5） 2.1工艺路线------------------------------------------------------------------------------------- -（5） 2.1.1 等温退火---------------------------------------------------------------------------------（5） 2.1.2淬火----------------------------------------------------------------------------------------（5） 2.1.3回火-----------------------------------------------------------------------------------------（6） 3.实验结果及分析---------------------------------------------------------------------6） 3.1 组织及分析----------------------------------------------------------------------------------（6） 3.1.1原始组织----------------------------------------------------------------------------------- （6） 3.1.2 等温退火后组织---------------------------------------------------------------------------（7） 3.1.3淬火后组织----------------------------------------------------------------------------------(7) 3.1.4 回火后组织---------------------------------------------------------------------------------（8） 3.2 缺陷分析------------------------------------------------------------------------（8） 3.2.1过热-----------------------------------------------------------------------------------------（8） 3.2.2欠热-----------------------------------------------------------------------------------------（8） 3.2.3淬火裂纹-----------------------------------------------------------------------------------（8） 3.2.4脱碳组织-----------------------------------------------------------------------------------（8） 3.2.5热处理变形--------------------------------------------------------------------------------（9） 3.2.6软点-----------------------------------------------------------------------------------------（9） 3.2.7回火缺陷-----------------------------------------------------------------------------------（9） 4 . 总结--------------------------------------------------------------------------------（10） 5. 参考文献-------------------------------------------------------------------------（10） 6.致谢----------------------------------------------------------------------------------（10）