挖掘机柴油机连杆杆身扭弯断裂

柴油机连杆在正常运转情况下,损坏是不多见的.但因使用不当也会发生异常损坏,为连杆杆身被扭弯断裂的一个实例.

柴油机连杆杆身的形状大多为"工"字形,一般情况下能满足强度要求的.之所以会引起连杆杆身发生扭弯断裂,其主要原因根据实践可归纳为以下几点:

(1)咬缸使用中若活塞环折断、咬死,或活塞与气缸壁间隙过小,以及冷却不良等原因,都会引起活塞咬死在气缸中.一旦发生咬缸,此缸连杆的运动就会受阻,而其他缸仍在运动,使其受到超出原承受几倍的拉力,即有可能导致连杆杆身被拉弯或拉断.

(2)异物掉人活塞顶在装配柴油机的过程中,若安装喷油器的孔保护不当,致使小螺栓或垫圈等异物掉入活塞顶上.如不及时排除,柴油机工作时就会既捣坏活塞又会顶弯连杆杆身.

(3)发生飞车事故连杆在工作时,连杆小头随活塞做往复运动,连杆大头随曲轴做回转运动,杆身在小头与大头运动的合成下作摆动.连杆除承受周期性变化的气体冲击力外,还要承受活塞组及连杆的惯性力作用.柴油机发生飞车事故,将使往复惯性力急剧增大,造成连杆应力过大.此时若连杆螺栓折断,则在高速运转的拉、压载荷周期交替的作用下,必使连杆杆身发生扭弯断裂.

(4)液压冲击所谓液压冲击,就是进入柴油机活塞顶上和进、排气管里的液体(例如冷却水、机油、柴油),起动前未排除干净,起动后进入活塞顶上,在活塞向上运动时,连杆受到液体的冲击而扭弯变形.

以一辆电力施工工程车装用的6110柴油机为例,车辆在工作时若突然发生仰翻或侧翻事故.且是在毫无防范的时候发生的,整个过程的时间很短,操作入员往往来不及使柴油机熄灭.这样一来,由于柴油机喷油泵内始终是充满柴油的.只要喷油泵处于工作状态,柴油机一般都可以工作2.3min才会熄火停止运转.故当车辆仰翻或侧翻时,柴油机仍在运转中,活塞仍在做上下往复运动.此时,油底壳的机油便会很快从活塞与气缸壁(活塞环)的缝隙中涌流到气缸内.

这时曲轴仍在继续旋转,活塞由下止点向上运动,已被吸人气缸内的机油,随着活塞的上移被逐渐挤入到燃烧室.虽然此时排气行程开始,进入燃烧室的机油大部分被上移的活塞所排出.但仍有一部分机油残留在燃烧室内,机油作为一种液体受本身惯性的影响,其流动速度落后于气体流速.当曲轴继续旋转,下一循环机油又进入气缸内.当进气行程进入燃烧室的机油容量大于燃烧容积时,到压缩行程就会发生活塞上行未到达上止点,就与气缸内的机油产生挤压现象.

由于液体具有不可压缩性这一特点,便形成了一个使上行活塞无法克服的"油垫"层.当某缸形成如上述的"油垫"后,该缸的活塞上行突然受阻,这会对曲轴造成一个无法克服的阻力矩.这种阻力矩会导致活塞、曲柄连杆机构在瞬间产生强烈的冲击载荷.当冲击载荷小于连杆材料的强度极限与屈服极限时,柴油机便会自行熄灭.当冲击载荷大于连杆材料的强度极限与屈服极限时,就会迫使连杆产生弯扭变形.