曲轴断裂的主要原因

为 增 压 柴 油机 ） 。
图 ３所 示 的 是 曲轴 弯 曲疲 劳 断 裂 的 断面 。其 特 征 是 裂 纹

源出现在轴颈与 曲柄臂的过渡 圆角处 （ 图中断面 的右侧 ） ，断
面 与 曲 柄 中心 对 称 线 垂直 ，断 面 上 明显 地 存 在 贝 纹 状 扩 展 区 和 瞬 时 断 裂 区 。贝 纹 状 扩 展 区 占整 个 断 面 的 ２ ／ ３左 右 。曲轴
第 ９期 平 、 晶 粒 明 亮 的撕 裂 状 。
梁 福 权 等 ：柴 油机 曲轴 断 裂 的原 因 分析 与 处 理
８ ７
疲劳破坏 经常 出现在 曲轴 中间或两端 的曲柄上 （ 如 图 ３ 所
示） 。此外 ，在 增 压 柴 油机 上各 缸 功 率大 小 不 均 ，曲轴 的转 速 出 现 波 动 ，又 会 使 增 压 器 发 生 喘 振 现 象 ，这 将 影 响各 缸 供 气 量 的 均 匀 性 ，使 功 率 不 平 衡 现 象 加 剧 （ ６ ＲＮＤ７ ２ Ｍ 型 柴 油机
断裂故 障除上述受力原因外 ， 还 与曲轴的结构 因素 （ 如设计、 材料 、制造工艺 ）和使 用因素等对 曲轴 的疲 劳强度的影 响有
关 。从 图 中 所 显 示 的 断面 情 况 看 ，最 终 瞬 时 断 裂 区 仅 占 曲轴 断面 的 １ ／ ４ － １ ／ ３ 。这 说 明 该 曲轴 在 运 转 中 无 过 载 或 过 载 很 小 ，是 曲轴 正 常 运 转 中所 承 受 的 载 荷 是 在 设 计 、 制造 的 许 用 范 围 之 内 的 。因此 ，应 从 使 用 因素 分 析 曲轴 疲 劳 破 坏 的原 因 。 柴 油 机 的 曲轴 扭 转 断 裂 的直 接 原 因 是 ， 曲轴 发 生 强 迫 扭 转 振 动 时 所受 到 的 交 变 作 用 力 矩 （ 亦称 激 振 力 矩 ）是 随 曲 柄 转 角 变 化 的复 杂 周 期 函 数 ，使 用简 谐 分 析 可 以把 它 分 解 为 无 数 个 简 谐 次 数 不 同 的 简 谐 力 矩 。 当激 振 力 矩 分 解 出 的某 次 简 谐 力 矩 在 某 一 转 速 范 围 的 变 化 莫 测 频 率 等于 曲轴 的某 个 固 有 自振 频 率 时 ，就 会 发 生 共 振 ｌ ２ ｌ 。共 振 时 会 出 现 曲 轴 扭 振 振 幅 增 大 ，但 在 扭 振 节 点 处 振 幅 为 零 、 附加 应 力 最 大 且 温 度 升 高 等 现 象 。 当 扭 振 附加 应 力超 过 曲轴 的疲 劳 强 度 时 ，就 会 在 节 点 处 发 生 曲轴 的 扭 转 疲 劳 断 裂 ｌ ２ 】 。一 般 ，在 曲轴 的设 计 、 制 造 中 就 已 采 取 多 种 措 施 ， 调 整 曲轴 的 固有 自振 力 矩 的 变 化 频 率 ，仍 有 可 能 发 生 共 振 现 象 。 这 是 因为 激 振 力 矩 中 包 括 气 缸 中气 体 力 产 生 的 周 期 性 变 化 的 力 矩 、 曲柄 连 杆 机 构 的 重 力 和 惯 性 力 的 周期 性 变 化 的力 矩 以 及 曲 轴 所 驱 动 的各 机 构 的周 期 性 变 化 的 阻力 矩 等 。其 中气 缸 中 气 体 力 产 生 的周 期 性 变 化 的 力 矩 是 使 曲轴 扭 振 的主 要 激 振 力 矩 。 在 多 缸 发 动 机 上 ，各 缸 的 气 体 力 产 生 的 周 期 性 变 化 力 矩 大小 是 否 均 匀 ，对 激 振 力 矩 的 变 化 频 率 有 着 直 接 的 影 响 ，是 发 生 曲 轴 共 振 的潜 在 威 胁 。

路虎发动机曲轴断裂曲轴断裂主要原因路虎发动机曲轴断裂故障分析路虎公司(Land Rover)以四驱车而举世闻名：自创始以来就始终致力于为其驾驶者提供不断完善的四驱车驾驶体验。

在四驱车领域中，路虎公司不仅拥有先进的核心技术，而且充满了对四驱车的热情：他是举世公认的权威四驱车革新者。

（北京博睿通达大型二类维修企业,比4S店便宜30%-50% ,原厂配件质量保证）(1)曲轴是发动机中受力最复杂的零件，因此结构复杂，加工精度要求很高。

路虎轿车发动机把曲轴设计为全支承型，并在上边装有飞轮、正时齿轮、链轮、带轮、连杆等。

路虎车曲轴用球墨合金铸铁经精密铸造而成，一般发动机曲轴用中碳钢或中碳合金钢模锻而成。

由于曲轴结构复杂、制造困难、加工成本高，为延长其使用寿命，对于标准曲轴在磨损后可以按级修复使用，但路虎轿车曲轴设计时只允许加工磨修一次。

(2)曲轴轴承曲轴装在缸体的座孔内，在二者之间也装有薄壁滑动轴承，以增长缸体和曲轴使用寿命、维修方便、易于保持应有的配合精度。

曲轴轴承(也称为主轴承、或主轴瓦)其结构与图2-19中连杆轴承基本相同，也是薄壁轴承，其区别为：1)标准级曲轴轴承厚度为1.829±0.003mm，修理级曲轴轴承厚度为1.979±0.003mm。

2)装在气缸体上的全部轴承(缸体上半片轴承)带有油槽。

路虎曲轴断裂不可信！装在主轴承盖(也就是曲轴箱上)的轴承在第二、四轴颈上的轴承有油槽；在第一、三、五轴颈的轴承无油槽。

曲轴主轴颈与主轴承装配标准间隙为0.03-0.09mm。

在主轴承处为保证足够刚度和强度，另设二个紧固螺栓。

先把此螺栓拧紧20N•m的预紧力矩后，再将螺母拧转45°后，加好防护装置，才能保持正常工作。

(3)曲轴的轴向间隙。

为了保证离合器的正常工作和活塞在气缸中的恰当位置，曲轴设有轴向定位装置，路虎发动机的轴向定位设置在第二道主轴颈处，由两片带有油槽的止推片来调整曲轴的轴向间隙，标准的轴向间隙为0.07-0.272mm。

、
曲轴 断裂 的 主要 原 因
５ ． 各缸 工作 不平衡 ， 活塞连
杆组组合重量偏差过大 ， 飞轮螺 栓松动等 ， 均能 引起曲轴受力不 均， 导致 曲轴 产生疲劳损坏而断 裂。 ６ ． 工作 中超 负荷 ， 曲轴负荷 过大； 发动机 发生飞 车 ， 出现 捣 缸、 烧瓦、 抱轴 、 主轴 承盖断裂 、 活 塞 顶 气 门 等 导 致 曲轴 损 坏 而 断裂 。 ７ 参 理时因校直或修复方法
座孔不同轴度过大 ， 三是轴瓦间
３ ６
５ ． 运转中严格控制柴油机 的
２ ０ １ ４ ． ０ ５ 啊蕊圈■
如何通过发动机异响进行故障诊断
发动机发 出异响 ， 主要是 由
于 内部 机 件 磨损 松 旷 、 调整 不 当
响的影响。
（ ４ ） 对于 多缸发 动机 ， 应 首
一
或使用不 当而引起 的 ， 说明发动 机存在或大或小的故障 ， 应及时
先用 单缸断 油断 火的方 法检查 异响与缸位是否有关联 。 若某缸 断油断火后异 响有明显的变化 ，
进行检查 ， 并采取有效的防范维 修措施。 就异响出现的时期和连
续存在的时间而言 ， 异响一般分 别 存在于 ：怠速或低 速运转 期 间、 高速运 转期 间 、 整 个行 车期 间 等几 种时 期 。 １ ． 对于怠速或低速运转期间 出现的异响 （ １ ） 首先应检查异响与工作 循环 是否有关联 ， 并进一步判定
忽小 ， 紧急制动频繁或长时间超
３ ． 机油油路不 畅 ， 机油泵磨
损严重 ， 主 油 道 限 压 阀开 启压 力
过低 ， 机油质量 差等 ， 导致的润 滑不 良， 致使 曲轴轴颈 与轴 瓦长
负荷 、 超速运 转 ， 也会使 曲轴 因 受 到 过 大 的 扭 矩 或 冲 击 载 荷 而 导致 断 裂 。

班 驾驶 员 ，尽 可 能减 少 事 故 损 坏 范 围 的扩 大 。
曲轴断裂 的部位 和 实例断面 分析
从 理论 上 分 析 ，对 整 体 曲 轴 来 说 ，它 在 受 到 弯 曲作 用 力 时 ，应 力 最 集 中 的 区 域 ， 即强 度 最 薄 弱 的部 位 是 在 曲柄 销 与 曲 柄 臂 以及 主 轴 颈 与 曲 柄 臂 相 连 接 的过 渡 圆 角 部 位 ， 因 此 主 轴 颈 或 曲柄 销 与 曲 柄 臂 连 接 处 均 有 足 够 大 的 圆 弧 过
－ 自
栏辑 弛 ｔ： ｌ ｆ张 编
简述船舶小型柴油机 曲轴断裂发生时的故障现象 与紧急处理 ，为轮机人员处理 曲轴断裂事故 提供参考 ； 对曲轴断裂的部位和实例断面进行 了简要 阐述 ， 着重分析 曲轴断裂原 因。 对船舶小 型柴油机曲轴断裂提 出了较为详细的预防措施 ， 以减少曲轴断裂在机务管理中的出现概 率。
曲 轴 本 身 材 料 缺 陷 （ 内 部 有 气 孔 、夹 有 杂 质 等 ）引 如
起 的 曲轴 断 裂 ，由 于 出 厂 前 均 要 进 行 超 声 波 严 格 检 测 ，在
小 型柴 油 机 中 很少 遇 到 。
金 相 组 织 比较 光 滑 ，是 曲轴 在 旋 转 过 程 中 裂 纹 不 断 张 合 摩
船 舶 小 型 柴 油 机 曲 轴 断 裂 发 生 时 的 故 障 现 象 与 紧
急处 理
当 柴 油 机 曲轴 发 生 断 裂 后 ， 柴 油 机 转 速 陡 然 下 降 ，发 出十 分 少 见 的 “ 隆 、咯 隆 ” 沉 闷 声 音 ， 当班 轮 机 人 员 应 咯 立 即停 止 该 柴 油 机 的 运 转 ， 如是 船 舶 主 机 ，须 同 时 报 告 当

路虎发动机曲轴断裂的原因及预防路虎发动机曲轴断裂原因及预防北京博睿通达了解汽车曲轴断裂困扰着许多车主，其中⼤部分车主不清楚为什么汽车会发⽣曲轴断裂。

路虎曲轴断裂的原因，不仅仅是汽车本⾝的曲轴有问题，还跟车主⽇常⾏车的习惯有着⼀定的关系。

为了能够让车主们对曲轴断裂有个更深的认识，下⾯将为车主们解析导致汽车曲轴断裂的原因以及预防措施。

（北京博睿通达⼤型⼆类维修企业,⽐4S店便宜30%-50% ,原⼚配件质量保证）众所周知曲轴是发动机重要回转零件，发动机功率要靠曲轴输出，有机器的“主⼼⾻。

之称。

曲轴在⼯作中承受不断变化的⽓体压⼒、惯性⼒和扭矩的作⽤。

为了保证发动机正常⼯作，曲轴必须具有⾼的强度和刚度，各⼯作表⾯耐磨。

曲轴制造⼯艺复杂，所需材质较好，尺⼨精度与光洁度要求较⾼。

曲轴材料主要是球墨铸铁和中碳钢，国外进⼝机型上则有采⽤合⾦钢的。

曲轴在设计中虽有较⼤的安全系数，但由于制造或修理的质量问题及使⽤中疲劳或故障，出现裂纹导致断裂，主要原因有：（1）使⽤尺⼨超限，包括经喷涂修复的曲轴，虽恢复了尺⼨，但由于在⼯艺上采⽤了拉⽑、车螺纹等表⾯粗糙处理，引起疲劳寿命降低，强度并未增加。

（2）各缸⼯作不平衡，活塞连杆组组合重量偏差过⼤，飞轮偏摆过⼤等，都能引起曲轴受⼒不均。

（3）⼯作超负荷及事故性损坏，如飞车、捣缸、烧⽡、顶⽓门等。

（4）曲轴制造中的⾦相组织缺陷、重⽪、裂纹等，制造或修理后的曲轴过渡圆⾓半径过⼩，引起过⼤的应⼒集中。

（5）机体主轴⽡座不同⼼度过⼤或轴⽡间隙过⼤，使曲轴受过⼤的交变载荷。

曲轴断裂的预防措施（1）避免发动机在超负荷条件下⼯作，并防⽌突爆的发⽣；机车重载时，应平稳起步，不可抬脚过快，遇到障碍物时，不要加⼤油门猛松离合器硬冲；机车⾏驶中，⼀般应先踏离合器脱档后制动；正确控制油门，切勿忽⼤忽⼩。

（2）保持发动机润滑系统中油路畅通。

润滑油充⾜，使润滑良好，以免造成轴⽡与轴颈发⽣⼲摩擦。

（3）在安装曲轴之前对其主要技术要求进⾏严格检验，应符合标准规定。

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农 机 使 用
与
维 修
２ ０ １ ５年第 ２期
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ｌ Ｏ ０ ２— ２ ５ ３ ８ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ２ ． ０ ５ ６
拖 拉 机 曲轴 出现 裂 纹 和 断 裂 的原 因 分析 及 检 修
轴 断裂 的 主 要 因素 —— 裂 纹 的检 查 方 法 ， 及 曲轴 裂 纹 的修 理 方 法 。
关键词
拖拉机 曲轴 是柴 油机最 重要 的运 动部件 。曲轴 因裂 纹而折断是拖拉机严重的事故 。当曲轴将 裂断 时， 发 动机 振动极大 ， 有沉重 而粗 闷的异 常声 响 ， 下 曲轴箱 回响声 很 大， 随之发 动机停止 运转 ， 则 曲轴 已完 全折 断。曲轴 的断 裂对 柴油机是致 命 的 ， 这不仅 因为 其成本 很高 ， 而且修 理 或换新都需要 较长 的时 间。整体式 曲轴裂 纹 多发生 在 曲 轴臂 的中部 、 曲轴 臂 与连杆 轴颈端 部 ， 或 曲轴臂 与 曲轴轴 颈的接合处 ； 半组 合式 曲轴 的裂 纹则 大多 发 生在 曲柄 销 上； 全组合 式曲轴 裂纹大 多发生 在铸钢 曲柄臂 上 。裂纹 的 发 展 将 导致 曲轴 折 断 。 曲轴 裂 纹 和 断裂 产 生 的 原 因 曲轴产生裂纹 的主要 原 因是 疲劳 破坏 ， 它 是 由弯 曲 、 扭 曲或两者合成的交变应力所 引起 的 ， 而弯 曲应 力是两 者 中的主要因素。这是 因为扭转应 力通常可根据 转矩 、 扭转 振动计算掌握 ， 而要 准确计 算 弯 曲应 力就 比较 困难 ， 并 且 曲轴主轴承 的磨损 又会 引起 附加 弯 曲应 力。磨损 越大 越 不均匀 ， 附加弯曲应力越 大。所 以曲轴 由弯 曲应 力引起 的 裂纹 比扭 曲应力 引起 的要 多。弯 曲应 力与扭 曲应 力在 轴 颈 的过渡 圆角处 、 油孔边 缘 、 材 料有缺 陷 的部位 等处易 产 生裂纹 ， 继而 向四周发展。具体原 因如下 ： １ ． 材料本 身有缺陷 制造 曲轴 的材料可能存在有气孔 、 缩孔 、 发 裂（ 白点 ） 、 夹渣 、 偏析等缺陷 ， 其中以发裂 、 夹渣及 偏析影 响较大 。在 交变 载荷作用下 ， 材料缺陷处 因应力集 中而产 生裂纹 。整 根锻造 的曲轴 ， 如 曲柄是机械加工形成 的 ， 则钢锭 中的硫 、 磷偏析 和氧化物 夹渣造 成 的带 状组织 缺 陷会 出现在 曲柄 销 与曲柄臂之 间 的圆角处 。这是该类 曲轴 产生 裂纹 的主 要原 因。球 墨铸 铁 曲轴 因球 化 不 良、 球 径过 大等 材料 缺 陷， 会使其疲 劳强度下降 ， 从而产生裂纹 。

发动机曲轴断裂的原因分析与处理摘要：主要论述了发动机曲轴断裂的原因，通过分析和检测，找出曲轴断裂原因，提出处理方案，提高维修质量。

关键词：曲轴断裂原因分析处理一台CPB14RHH日本实力载重货车，发动机型号为日本尼桑NE6，行驶30万公里时由于润滑油原因引起第二缸连杆瓦烧蚀，经探伤仪探测曲轴未见伤痕，曲轴加大校正后修复发动机。

行驶2万公里左右时，曲轴在第三缸连杆轴颈与第四道主轴颈联节处断裂，我们认为是交通道路较差，曲轴加大后不能承受额定载重工作，而货车经常是额定载货甚至超载工作造成的。

因此再更换一条新曲轴，行驶2万多公里后曲轴又在第二缸连杆轴颈与第三道主轴颈联节处断裂，这次事故引起我们的重视。

1、曲轴断裂的原因曲轴断裂的原因归纳起来一般情况有如下几点：超载行驶，发动机经常处于高速或超速运转状态;高速行驶中，经常急刹车;道路状况较差，驾驶员操作不当;曲轴材质不均，抗疲劳强度差;曲轴本身有暗伤;润滑油质差，有抱瓦现象;主轴承松动;主轴承座孔变形2、分析与检测2.1询问根据上述曲轴断裂的原因，我们与司机和副手交谈，仔细了解该车的使用情况，驾驶员反映该车发动机修复后，发动机有力而且声音小，不冒黑烟，耗油量正常。

近期都是在城市道路上运行，车速不快，没有出现过急刹车现象，该司机是我公司开20年车的老司机，驾驶经验丰富。

并且据我公司近期经营情况可以证明以上交谈内容属实。

因此可以排除“超载行驶、急刹车、路况差”等原因。

2.2检测除上述“曲轴材质不均，抗疲劳强度差”暂时无法检测外，发动机解剖后从曲轴断裂的接面观察，未见旧伤痕;连杆轴承与连杆瓦结合面磨损正常，未见抱瓦现象;拆除主轴承瓦，装上主轴承瓦盖，螺栓按规定力上紧，用百分表测量孔径，其偏差不到0.01mm，但第三、四道座孔上有一点刮伤痕迹;再拆除主轴承瓦盖，按油道孔为基准，用钢板尺测量七道孔偏差，发现三、四道孔与其它孔比相差0.5mm。

由此可见，曲轴断裂的原因是孔座刮伤和孔座变形所致。

汽车发动机曲轴断裂失效分析陈渝【摘要】某厂生产的发动机曲轴在用户使用过程中，3个月内共发生了4起曲轴断裂失效事故，采用化学成分分析、金相检验、硬度测试以及断口的宏、微观形貌分析等方法对断裂曲轴进行了分析。

结果表明：曲轴断裂为高周低应力弯曲疲劳断裂，导致其断裂的主要原因是在曲轴第一曲拐过渡圆角R附近的曲柄表面聚集分布着机加工刀痕，形成了应力集中；在用户行驶过程中因车况、路面等复杂因素形成的过载或冲击载荷等作用下，在第一曲拐轴颈尺附近曲柄表面应力集中的机加工刀痕处萌生疲劳裂纹，并逐步扩展直至断裂失效。

%There have been four cases of engine crankshafts fracture failure accidents in uses runnmg process, and the fractured parts were analyzed by means of chemical compositions analysis, metallographic examination, hardness test and fracture analysis. The results show that the crankshafts failed in high cycle and low stress bending fatigue fracture mode, and the main reason for the fracture was that there were many gathered distribution of machining marks on the crank surface near the transition position where stress concentration formed. In the users running process, under the action of overload or impact load formed because of vehicle condition, pavement and other complex factors, fatigue cracks initiated at the stress concentrated machining marks, and the cracks gradually propagated until the engine crankshafts fractured.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2012(048)008【总页数】4页(P551-554)【关键词】发动机曲轴;机加工刀痕;高周低应力弯曲疲劳断裂【作者】陈渝【作者单位】重庆长安工业（集团）有限责任公司理化计量中心,重庆401120【正文语种】中文【中图分类】TG142.1;TH137.1某汽车发动机工厂生产的发动机曲轴在用户使用过程中，3个月内共发生了4起断裂失效事故，4件曲轴的断裂部位相同，均位于第一曲拐轴颈R处，详情见表1。

活塞式压缩机常见故障及解决方法一、活塞式压缩机曲轴的断裂与磨损：曲轴是往复活塞式压缩机的重要运动部件，外界输入的转矩要通过曲轴传给连杆、十字头，从而推动活塞做往复运动，曲轴还承受从连杆传来的周期变化的气体力与惯性力等。

由于曲轴是受力部件，因此，它总是会受到一定的磨损，在正常的工况下有一定的磨损规律。

曲轴磨损分为稳定磨损和加速磨损两个精品文档，超值下载阶段，一般情况下稳定磨损时间远大于加速磨损时间。

1、造成曲轴颈磨损后失圆及锥形的原因：⑴连杆大头瓦和曲轴瓦间隙过大；⑵曲轴瓦间隙偏小，或各道曲轴瓦不在一条中心直线上；⑶连杆活塞组或曲轴平衡铁及飞轮不平衡，引起附加惯性力和惯性力矩，使机组振动；⑷润滑油质量差、进水、混入杂质等；⑸曲轴变形；⑹主机基础下沉等。

2、曲轴产生折断或裂纹的原因：⑴光磨曲轴轴颈时，没有使轴颈与曲轴壁连接处保持一定的圆角（一般要求轴颈内圆角半径r=0、05~0、06D，D为曲轴柄直径），从而引起应力集中；⑵曲轴瓦和连杆瓦间隙过大或瓦的巴氏合金脱落，引起冲击，载荷加大；⑶曲轴长期工作或超温超压使用，产生疲劳损坏；⑷曲轴轴承间隙小或润滑不良引起轴瓦巴氏合金溶化，使曲轴弯曲变形；⑸机身强度不够、变形、扭曲，基础下沉；⑹曲轴内在质量不良。

3、曲轴的维修：当压缩机曲轴发生磨损时，就要对曲轴进行修复，轴颈磨损后的修复可采用热喷涂工艺处理。

特别是对45#钢的曲轴来说，对热喷涂有良好的适应性，在有润滑的情况下具有较高的抗磨效果。

在工艺上还有镀铬、氮化、堆焊等方式处理。

在此介绍强化镀铁修复法：镀前上车床把轴径车圆，将不需要镀铁的部分包扎起来，电镀时采用改变电流参数，使镀件和镀层实现分子对接并产生晶格畸变，从而达到提高镀层强度和硬度的目的，最后通过曲轴磨床获得标准的轴径尺寸。

对于发生轻微磨损的曲轴可以采取简易的修复方法：先用细目锉刀把曲拐处磨出的凸台锉平，然后用砂布反复打磨，直到表面光洁（有条件的可以配加厚瓦）。

发动机曲轴断裂的原因发动机是汽车的核心部件之一，承载着将燃烧能量转化为机械能的重要任务。

然而，在长期使用过程中，发动机曲轴断裂是一种常见的故障现象。

曲轴断裂不仅会造成发动机无法正常运转，还可能引发严重的事故。

因此，了解曲轴断裂的原因对于预防故障的发生具有重要的意义。

首先，金属疲劳是导致发动机曲轴断裂最常见的原因之一。

长期以高速旋转工作的曲轴会承受巨大的力和摩擦，使金属材料发生应力集中和疲劳损伤。

曲轴的设计寿命是有限的，一旦金属材料的疲劳极限被超过，就会出现断裂的情况。

此外，操作不当、负荷过大、频繁启动和熄火等因素也会加速曲轴金属材料的疲劳程度，增加断裂的风险。

其次，设备过载也是导致发动机曲轴断裂的一个重要原因。

发动机工作时，曲轴需要承受巨大的负荷，如果超过了曲轴设计的承载能力，就会导致曲轴断裂。

设备的过载可能源于设计缺陷、制造质量问题、使用不当等因素，因此在选购和使用发动机时，必须要严格按照规定的负载范围进行操作，以避免发生曲轴断裂的情况。

再次，悬挂系统的问题也可能导致发动机曲轴断裂。

悬挂系统是发动机和车辆底盘之间的连接部件，其主要作用是降低发动机的振动和冲击，保证其平稳工作。

如果悬挂系统失效或出现失调，就会增加发动机曲轴的振动和冲击，导致曲轴金属疲劳加剧，进而造成断裂。

因此，定期检查和维护悬挂系统是预防发动机曲轴断裂的重要措施之一。

另外，不正确的机油使用也是导致发动机曲轴断裂的一个重要原因。

机油在发动机中起到润滑减摩、冷却和封堵等重要作用。

如果机油的粘度不符合规定，过早老化或污染严重，就无法有效地进行润滑和冷却，造成曲轴金属间的摩擦增大，从而容易出现曲轴断裂。

因此，使用符合规定的机油、定期更换机油和定期检查机油质量，是预防发动机曲轴断裂的重要手段之一。

最后，设计和制造过程中的缺陷也可能导致发动机曲轴断裂。

发动机的设计和制造涉及到众多环节，如材料选择、工艺控制、热处理等等。

如果在其中的任何一个环节出现问题，就可能导致发动机曲轴的质量问题，增加断裂的风险。

发动机曲轴断裂的十大原因
嘿，朋友们！今天咱就来唠唠发动机曲轴断裂的十大原因。

这事儿可大可小，就像咱人要是腿折了，那可就麻烦啦！
先来说说这第一个原因，就好比人干活累着了一样，发动机长时间高负荷运转，那曲轴它能吃得消吗？一直紧绷着，可不就容易出问题嘛！
第二个原因呢，就像咱吃坏了肚子会生病，劣质的燃油或者润滑油进入发动机，这曲轴能好受吗？肯定要闹脾气呀！
再看看这第三个，发动机的冷却系统要是不给力，就跟人发烧了似的，高温能把曲轴给折磨得够呛。

然后呢，零件的质量不过关，这就好比你买了双质量差的鞋子，没走几步就坏了。

曲轴也是啊，如果本身质量就不行，那怎么能指望它好好工作呢。

接着说，装配不合理也不行啊！这就像搭积木没搭好，轻轻一碰就倒了，发动机里面的各个部件配合不好，曲轴不就遭罪了嘛。

还有啊，驾驶习惯不好也会影响。

总是急加速、急刹车，发动机也受不了啊，曲轴就跟着倒霉啦。

再有就是路况太差啦！坑坑洼洼的，就像人走在乱石堆里，发动机一直颠簸，曲轴能安稳吗？
发动机内部的积碳太多，这就像人血管里垃圾多了，能舒服吗？曲轴也会被连累呀！
如果发动机曾经受过猛烈撞击，就像人摔了一跤还挺严重，那曲轴也可能会受伤啊。

最后一个，维修保养不及时。

车跟人一样，也得按时保养啊，你不照顾它，它能好好给你干活吗？
所以啊，咱可得好好对待咱的爱车，别让这些问题出现。

平时多注意保养，开的时候也别太“暴力”，这样才能让发动机曲轴好好工作，咱的车才能跑得更稳更远呀！这可不是开玩笑的哟！。

发动机曲轴断裂曲轴的折断通常是从小裂痕处开始，产生裂痕断裂部位大部分是出现在头缸或末缸连杆轴颈圆角处与曲柄臂联结部分。

在运转过程中，裂痕逐渐扩展，到达一定程度时突然折断。

在折断面上观察时常会发现褐色部分，这显然是旧裂痕，光泽发亮组织才是发展到后来突然折断的痕迹。

今天我就跟大家一起来看看曲轴折断的原因是什么吧~发动机曲轴断裂故障有十大原因：一、曲轴轴颈两端的圆角过小曲轴时磨工未能正确控制该曲轴的轴劲圆角，除了弧面加工粗糙外，圆角半径也过小，因而曲轴工作时圆角处就产生较大的应力集中，并缩短了曲轴的疲惫寿命。

二、曲轴主轴颈轴线偏移轴主轴颈轴线偏移，破坏了曲轴组件的动平衡，柴油机高速运转时便产生强大的惯性力，导致曲轴断裂。

三、曲轴的冷较量过大轴经长期使用，特别是发生烧瓦或捣缸事故后，会发生较大的弯曲，应卸下进行冷压矫正。

由于矫正时曲轴内部金属塑性变形会产生很大的附加应力，从而降低曲轴的强度，如果冷较量过大，就可能是曲轴受损或出现裂痕，这种曲轴装机使用不久就会断裂。

四、飞轮松动飞轮螺栓松动，曲轴组件便失去了原有的动平衡，柴油机运转后就会发生抖动，同时产生很大的惯性力，致使曲轴疲惫，容易在尾端产生断裂。

五、曲轴自身质量差买曲轴不可贪图便宜，一定要从正规渠道进货。

装机前还应仔细检查，假设有问题则及时改换或退货。

另外，发动机大修时，对曲轴应进行磁力探伤检查或浸油敲击检查，假设轴颈表面有径向或延至轴肩圆角的轴向裂痕，该曲轴则就不可再用。

六、主轴瓦不同轴轴装配时，假设缸体上各道主轴瓦的中心线不同轴，柴油机工作后就容易发生烧瓦抱轴事故，而曲轴在交变应力的激烈作用下也会断裂。

七、曲轴装配间隙过大曲轴轴颈与轴瓦配合间隙过大，柴油机运转后曲轴会冲击轴瓦，只是合金脱落而烧瓦抱轴，曲轴也易受损。

八、供油时间过早或各缸油量不均喷油泵供油时间过早，活塞还未到上止点就燃烧做工，会引起柴油机爆震，并使曲轴受到交变应力的冲击。

假设各缸供油量不均，会因各缸突发例不一致而使曲轴各轴颈受力不匀，从而过早地疲惫、产生裂痕。

第 36 卷
A 处开裂， 裂纹扩展过程中， 整个曲轴的应力分布也将 相邻连杆轴颈圆角处的交变应力将大大增 明显变化， 。 A 加 当 处断裂后， 曲轴成了悬臂梁， 当外部的冲击 最终导致曲轴在 载荷引起的应力超过曲轴的强度时， B 处最后断裂。
3
结论
曲轴断裂存在两种机制， 即疲劳断裂和一般断裂。 疲劳断裂首先发生， 疲劳裂纹萌生于曲轴和曲拐过渡圆 处， 裂纹源是曲轴在加工过程中损伤形成的。而圆角过 渡处的应力集中， 在工作交变扭转应力作用下萌生疲劳 裂纹并扩展， 导致曲轴发生早期疲劳断裂。为了使曲轴 有较长的疲劳寿命， 需要对曲轴的过渡处圆角质量进行 严格的控制并进行强化措施， 如滚压、 喷丸处理等。
分析， 其结果见表 1 。 分析结果表明， 曲轴材质符合 GB / T 1348 —1988《球墨铸铁件》 标准。
第 12 期
陈富强， 等： 球墨铸铁曲轴断裂失效分析
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Fig． 3
图 3 曲轴的基体组织 Microstructure of the crankshaft
1. 4
扫描电镜断口分析
曲轴试样断口的微观形貌如图 4 所示。由图 4 中 可以看出， 球墨铸铁的断裂面上分布河流花样 、 舌状花 鱼骨状花样、 扇形花样及瓦纳线等， 符合准解理断 样、 裂特征， 显示断裂面为典型的解理面。 解理断裂是金
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根据金碳比确定高铬铸铁淬火工艺
目前， 高铬铸铁作为一种重要的耐磨材料， 得到越来越广泛的应用 。 为了进一步提高硬度、 改善组织与性能， 从而提高其耐磨 W、 V、 Nb、 Ti 等强碳化物形成元素， — —退火、 性能和使用寿命， 往往复合加入 Mo、 并对其进行热处理— 淬火、 回火。如何确定高铬铸 铁的淬火工艺， 经查阅很多资料， 没有发现一种适用的方法 。作者经过数年试验研究和生产实践， 找到一种行之有效的方法， 即用 金碳比确定淬火温度和保温时间 。 Mo、 W、 V、 Nb、 Ti 这些较强 / 强碳化物形成元素含量之和与碳含量之比 。设这些合金元素含量 所谓金碳比， 即是高铬铸铁中 Cr、 碳含量为 C， 金碳比为 K， 则： K = ∑M / C。K 值越大， 淬火温度越高， 保温时间越长。K 值越小， 淬火温度越低， 保温时间 之和为∑M， 越短。这里所说保温时间是指工件达到淬火温度烧透后在此温度保持的时间 。 当 K 为 6． 8 ～ 7． 3 时， 淬火温度为 1010 ℃ ， 保温时间为 30 min。 当 K 为 7． 8 ～ 8． 3 时， 淬火温度为 1030 ℃ ， 保温时间为 30 min。 当 K 为 8． 8 ～ 9． 3 时， 淬火温度为 1050 ℃ ， 保温时间为 35 min。 当 K 为 9． 8 ～ 10． 5 时， 淬火温度为 1070 ℃ ， 保温时间为 40 min。 如果 K 处于上述相邻两种情况之间， 可参考两种情况下淬火温度与保温时间做适当调整 。 淬火冷却宜风冷， 如铁水经良好变质处理， 共晶碳化物呈团块状， 工件形状简单， 也可用热油冷却。 经以上工艺淬火后， 工件硬度一般都能达到 63 ～ 67 HRC。如果低于以上温度或时间淬火， 硬度将达不到这个水平， 有时甚至 只有 50 HRC 左右。 淬火冷却后应及时回火， 回火应视工件要求的硬度， 在 400 ～ 700 ℃ 之间选择合适的回火工艺， 应回火 2 ～ 3 次。 必须说明几点： ①以上所有试验与生产都是在箱式炉中进行； ② 淬火前工件必须经充分的退火； ③ 淬火加热升温速度要控制， 实现缓慢升温， 或进行预热。 （ 安徽省中小企业局培训中心 吴邦富）

eat TreatmentH热处理45安徽省宿州模具热处理研究中心 （234000） 赵昌胜安徽省煤田地质局水文勘探队机厂 （234000） 杨 峰 崔 晴45钢由于价格便宜，来源方便，加工性能好，淬火后具有较高的硬度，调质处理后具有良好的强韧性、高的强度和一定的耐磨性，被广泛地应用于中低档的轴类零件。

但是45钢轴在热处理过程中，由于材料本身的原因，热加工不当和热处理工艺安排不合理，往往容易产生热处理断裂或在工作中发生早期失效，造成产品报废，严重影响生产。

1. 柴油机曲轴热处理产生的裂纹及预防某柴油机厂生产一批柴油机曲轴，该工厂采用圆钢锻造，为了赶工期，采取的加工工序是：下料→锻造→粗加工→调质→精加工→检验入库。

该批曲轴在淬火后，一部分曲轴的曲拐处产生裂纹，造成了产品报废。

分析工序安排可看出，因为锻后没有进行退火或正火，钢材在锻造时产生的锻造应力没有很好地被消除，因此在热处理淬火时，淬火产生的应力和原来轴中存在的应力叠加，当叠加应力超过材料的强度极限时，45钢曲轴表面应力集中处即产生裂纹。

针对45钢锻造曲轴产生裂纹原因，对45钢锻造后的曲轴进行正火热处理，不仅消除了锻造产生的1. 喷砂清理采用手动压缩空气（0.5～0.6MPa）喷枪，经过压缩空气带动细石英砂向螺纹部表面喷射清理。

喷砂清理时注意，应及时转动齿轮，不得过度清理某处，以防其尺寸减小。

喷砂采用的压缩空气应经过滤，保证无油、无水。

此方法特点是清理效率较高，但现场粉尘较大，应安装除尘装置。

图5为齿轮喷砂清理示意。

2. 钢丝轮清理利用电动机带动钢丝轮传动机构，设计并制成合理的主动齿轮卡位机构，以利于对主动齿轮尾部螺纹等进行均匀、彻底、安全的清理。

此方法特点是清理干净，效率高。

图6为主动齿轮螺纹清理机示意。

图5 齿轮喷砂清理示意1.转台2.喷嘴3.枪体4.主动齿轮3.化学清理将涂覆涂料部位浸泡在温度为60～80℃的10%～15%NaOH溶液中2～3h，可使其残留的防渗涂层溶解。

摘要轴类零件几乎是任何机械设备中不可缺少的重要核心零件，其主要功能是支承旋转零件或通过旋转运动传递动力或运动。

轴类零件失效将导致机械设备不能正常运行，造成巨大的经济损失，甚至危及人的生命。

轴类零件均要经历设计、选材、各种冷热加工和装配等工艺过程，其失效可能是由其中任一工艺的某个环节失误引起，因而轴类零件可能的失效原因往往不止一个或几个，而是几十个甚至更多；失效也经常不是由某一种原因引起，而是多种原因复合作用的结果。

本论文首先简要介绍了失效分析的基本概念、失效的主要来源及模式、常用的失效分析方法及技术和失效的系统分析方法。

失效分析技术有感官检查诊断技术、痕迹发现技术、断口和裂纹分析技术、化学成分分析技术、性能测试技术、无损检验技术、宏观残余应力测试。

利用宏、微观分析方法，本论文对两根MWM型柴油机曲轴断裂进行了失效分析，这两根曲轴分别为MWM_V6型和MWM_V12型。

MWM_V6型柴油机曲轴断裂原因分析结果表明锻件过热过烧是导致断裂的直接原因；曲轴热处理工艺不规范、不完善，曲轴工作润滑条件不良加速了曲轴断裂。

MWM_V12型柴油机曲轴断裂原因分析结果表明该曲轴材料的冶金缺陷是导致疲劳裂纹在正常工作应力下过早形成的原因。

同时轴颈表面硬度不均匀，淬硬层分布不甚合理；工作过程中润滑条件较差，促进了曲轴的早期断裂。

关键词：曲轴；断裂；过热；失效分析；Ⅰ第１章绪论１.１引言早在远古时代，人们对产况，失效就有了宏观认识。

产品失效真正给人类带来严重的危害，则是从100多年前的工业革命开始的。

当蒸汽动力和大机器生产给人类社会带来巨大进步的同时，产品失效也给人类带来了前所未有的灾难性事故。

因而1862年，英国建立了世界上第一个蒸汽锅炉监察局，把失效分析作为法律仲裁事故和提高产品质量的技术手段。

随后，在工业化国家中，对失效产品进行分析的各种机构相继出现。

随着科技的突飞猛进，系统和设备日益复杂，功能不断提高，其不可靠和不安全因素增多，导致故障的原因也增多，因而对故障的分析研究工作亦越来越受到世界各国的关注。

故。
要求 的毛坯 。 ３ ． ３ 外加 负荷 的变化 船 舶 柴 油 机 中 ，柴 油机 在 船 舶 的 使 用 过程 中会 受 自然条件 的影 响而 发生 大幅 度的 振 动 ，由于 自由端处 一 般没有 载荷 的作 用 ， 在 轴 系振 动加 大 的情 况 下就会 造成 整个 轴系 的扭振 节点 集中于 此 ，于是表 面应 力就 会加 大 ，进而 就 会比较 容 易产生 裂纹 ，最终 导致 曲轴 的断裂 失效 。 ３ ． ４ 润 滑 条件恶化 带来 的裂纹 的 产生 曲轴 的 断 裂不 是 一 瞬 间 的 直 接 断 裂 ， 在断 裂前会 产生 裂纹 ，如果 不对 裂纹进 行恰 当的 处理 ，在接 下来 的循环 磨损 中就 会演变 成断 裂 。裂纹 的产生 主要是 由于 润滑 条件 的 恶化 。润 滑剂受 污染 、润滑 剂老 化 、润滑 剂 质量 不好 、轴承 的润 滑合理 间隙不能 保证 都 会影 响润 滑的 质量 ，导致 润滑 条件恶 化 。润 滑 不够会 加剧 轴颈和 轴瓦 的磨 损 ，然 后就 会 产 生裂纹 。对 于裂纹 的处 理上 ，如果 是纵 向 裂 纹 ，可 以进 行相 应工艺 的磨 削消 除裂 纹 ， 曲轴可 以继续 使用 ；如果 是横 向裂 纹的 话就 需 要进 行 曲轴 的更 换 了。
造价 比较 高 ，是 船舶 柴油机 中最贵 的零件 。 曲轴 最 常 见的损 坏是 疲 劳断 裂 ，保 证 曲轴 有
足 够 的 弯曲 疲 劳 强度 是 曲轴 设 计 的首 要 问 题 ，做好 弯曲疲 劳强度 可 以提 高 曲轴 的使 用
裂 、裂纹 、变 形等现 象 ，其 中发生疲 劳断 裂 现象 最 多。 曲轴的疲 劳断 裂是 曲轴失 效 的情 况之 一 ，同时 也是 最严重 的情 况 ，是 发动 机 严 重的机 件故 障 ，断裂一 般发 生在 曲柄销 和 主 轴颈 与 曲柄 臂的连 接 圆角处 或轴 颈油孔 等