重型柴油机活塞销断裂失效分析

柴油机活塞故障案例柴油机活塞故障是指柴油机活塞在工作过程中出现的异常情况，这种故障会影响柴油机的正常运转并导致性能下降。

下面列举了十个柴油机活塞故障案例。

1. 活塞磨损：柴油机活塞在工作过程中，由于润滑不良或使用时间过长等原因，活塞与缸套之间的摩擦增大，导致活塞磨损严重，出现磨损痕迹和麻点，进而影响密封性能和运动精度。

2. 活塞烧蚀：柴油机活塞在工作过程中，由于高温和高压力的作用，活塞表面可能出现烧蚀现象，表现为活塞头部和缸套之间出现烧蚀斑点，严重时可能导致活塞卡死或无法正常运动。

3. 活塞断裂：柴油机活塞由于负荷过大或设计缺陷等原因，可能发生断裂现象，这会导致活塞无法正常工作，并且可能引起其他部件的损坏，进而导致发动机停机。

4. 活塞环磨损：柴油机活塞环在工作过程中，由于摩擦和磨损，可能出现磨损或者断裂，这会导致活塞环无法正常密封，进而影响柴油机的压缩效果和燃烧效率。

5. 活塞卡死：柴油机活塞在工作过程中，由于润滑不良或杂质进入导致活塞与缸套之间卡死，这会导致活塞无法正常工作，进而引起柴油机的停机。

6. 活塞敲击：柴油机活塞在工作过程中，由于设计缺陷或负荷过大等原因，可能导致活塞与缸套之间产生敲击声，这会导致活塞的工作不稳定，进而影响柴油机的正常运转。

7. 活塞密封不良：柴油机活塞在工作过程中，由于活塞环磨损或活塞与缸套之间的间隙过大等原因，会导致活塞密封不良，这会导致燃烧室压力下降，进而影响柴油机的动力输出。

8. 活塞积碳：柴油机活塞在工作过程中，由于燃烧不完全或机油进入燃烧室等原因，活塞表面可能会积碳，这会导致活塞重量增加和热传导不良，进而影响柴油机的燃烧效率和动力输出。

9. 活塞冷却不良：柴油机活塞在工作过程中，由于冷却系统故障或冷却液不足等原因，活塞的冷却效果不良，这会导致活塞温度过高，进而影响活塞的工作性能和寿命。

10. 活塞膨胀不均匀：柴油机活塞在工作过程中，由于温度变化或材料问题等原因，活塞可能会出现膨胀不均匀的情况，导致活塞与缸套之间的间隙变大或变小，进而影响活塞的工作稳定性和密封性能。

活塞杆断裂分析与预防45钢作为一种优质碳素钢，调质处理后硬度可控范围宽，综合性能较好，但由于淬火性能一般，常需要对其进行中高频或火焰表面淬火等，这样就能得到高的表面硬度和良好的心部韧性之间的配合。

例如，高频淬火的“超硬度”现象，表面硬度可达62～66HRC，不仅大大提高了工件的耐磨性和疲劳抗力，而且缺口敏感性较小，曲轴和活塞杆类零件多采用此类工艺。

目前，活塞杆的研究多集中在疲劳寿命和模态分析等领域，而造成其早期断裂失效的原因则大多是由于热处理工艺不当导致的。

某单位生产的活塞杆型号为φ110mm×1000mm，材质为45钢，制造工艺流程：棒材→调质→矫直1→车外圆→高频感应淬火+低温回火→矫直2→精磨→电镀铬→抛光。

检查时发现10%的成品存在开裂现象，且裂纹呈轴向趋势扩展。

本文通过断口宏微观形貌观察、能谱分析、金相检验及硬度测试等方法对断裂活塞杆进行了详细的分析，并最终确定了活塞杆断裂的根本原因。

我觉得人物塑造有一些毛病，像陆浩然在停工之后有两场戏感觉统统不对，厅长已经出面了工厂停工了，所以上任完以后自己已经被钉在墙上了，又到江潮涌家里夜访那场戏，还有跟老太太那场戏，都需要改进。

1.试验过程与结果（1）化学成分分析活塞杆化学成分分析结果如表1所示，满足标准要求。

表1 活塞杆化学成分分析结果(质量分数) （%）元素 C Mn P S Cr Ni Cu测量值 0.44 0.73 0.013 0.008 0.11 0.08 0.09标准值0.42～0.50 0.50～0.80 ≤0.035 ≤0.035 ≤0.25 ≤0.30≤0.25（2）宏微观形貌检查及能谱分析活塞杆宏观形貌如图1a所示，开裂处见图中红色虚线区域，裂纹整体沿轴向分布，深度未知，总长约50mm，周围光亮无异常，未见氧化、腐蚀、磕碰及擦伤等现象。

这一点不同于传统产学研合作中集中于具体项目的一对一线性关系, 三者的合作目的是形成区域持续性的创新动力。

农用车发动机活塞及活塞环失效分析农用车发动机的活塞多半用铝合金制成，装入气缸后所起的作用是将燃爆压力传递到曲轴上。

活塞必须重量轻，而活塞的顶部、环槽和销孔座等部位又要坚固。

活塞必须允许热膨胀，并能保持精确的工作间隙。

活塞必须能支撑活塞环。

此外，活塞必须能经得起高温的作用。

一、活塞失效的原因分析造成活塞失效的原因很多，有直接原因也有间接原因。

现将常见的活塞失效原因分析如下：1不正常燃烧引起的活塞失效在怠速下火焰前方通过发动机燃烧室的时间非常短暂。

在开大油门高速运转时，火焰的传播速度可以快3倍。

为了使活塞顶部所受的向下力达到均匀，控制燃烧速度是很重要的。

燃烧不正常时，油气混合物不是燃烧得太快（爆燃），就是油气混合物开始燃烧时间不当（早燃）。

这样导致压力突然上升、过热、功率下降、发动机运转不稳，还可能使气缸垫、气门、活塞和活塞环等受到损坏。

爆燃或早燃常会把活塞顶烧穿。

有时烧损发生在活塞顶部边缘，并向下延伸到活塞环槽上。

多数农机操作者认为早燃一般会烧坏活塞，而爆燃会使活塞损坏。

爆燃时火焰前方的传播速度常常达到超音速，大约900 m/s，这将导致燃烧室内强烈爆炸。

当燃烧室的壁面振动时，可听见“乒乒”声。

积碳引起自动着火是使用含有高浓度金属添加剂燃油的发动机中常见的异常燃烧现象。

当油耗高时，活塞项和燃烧室壁上会形成看起来像是黄褐色小谷粒的积碳，这些积碳开始无焰燃烧并引起失控早燃，而且会导致表面引燃的发生周期越来越早。

使用低灰分或无灰分的燃油可以防止早燃。

2因缺少润滑油引起的活塞划伤有些活塞的裙部受力面存在划伤是容许的。

但是，如果活塞销的侧面有划伤，即表明活塞由于缺少正常润滑而引起过热，应更换活塞。

活塞划伤常常是由于使用了与主机温度不相适应的发动机机油所造成的。

另一个造成活塞划伤的因素是连杆喷油孔堵塞。

3因活塞丧失椭圆作用而造成的活塞划伤如果活塞销配合过紧，当活塞膨胀时便不能沿着销轴向外移动，结果活塞裙部表面膨胀。

柴油机活塞环常见故障的分析及处理[摘要]活塞环和活塞、缸套、缸盖组成燃烧室，是柴油机燃烧室的重要部分之一。

具有保持活塞与气缸套之间的有效密封作用和将活塞热量传递给气缸壁的散热作用，以及调节气缸润滑的作用。

活塞环又是柴油机的易损零件，主要损坏形式有：过度磨损、折断、粘着、弹力丧失等。

活塞环的工作性能直接影响汽缸和柴油机的工作性能。

因为活塞环为易损件，船舶上损坏后一般采用换新处理，所以轮机员应注意活塞环的检修和日常维护管理工作。

本文结合活塞环的具体实例，阐述了活塞环产生故障的原因和影响因素，以及处理方法，并对其日常运行提出了切实可行的管理建议。

[关键词] 活塞环；搭口间隙；损坏；维护管理Marine Diesel Engine Piston Ring Common Failure of Analysisand Treatment[Abstract]The combustion chamber is made up of piston rings,pistons, cylinder and cylinder head .Piston ring is an significant part of combustion chamber. With the pistons and cylinder liner to maintain an effective seal between the piston and cylinder liner .The heat will be transmitted to the piston cylinder wall, and adjust the role of the cylinder lubrication. Piston ring is also vulnerable parts of the engine, the main form of damage: excessive wear, broken, adhesion, such as loss of elasticity。

发动机活塞损坏的原因发动机是汽车的核心部件之一，而活塞则是发动机中最为重要的零件之一。

活塞在发动机运转过程中起到了关键作用，它的损坏往往会导致发动机无法正常工作。

那么，究竟是什么原因导致发动机活塞损坏呢？1. 高温磨损：发动机在工作时由于高温环境下不断的摩擦，活塞与活塞环、缸套之间的摩擦力会导致活塞表面产生磨损。

长时间的高温磨损会导致活塞出现磨损痕迹，甚至出现裂纹、脱落等现象，从而影响发动机的正常运转。

2. 油泵故障：发动机的油泵起到给活塞提供润滑油的作用，如果油泵出现故障导致润滑油供应不足，活塞与缸套之间的摩擦会增大，进而导致活塞表面磨损加剧，甚至出现卡死的情况。

3. 过热：发动机长时间高速运转或者处于高温环境下，会导致发动机过热。

过热会使活塞膨胀过大，与缸套之间的间隙变小，从而增加了活塞与缸套之间的摩擦力，导致活塞表面磨损严重。

4. 进气系统故障：发动机的进气系统是保证燃烧室内燃烧正常的重要部分。

如果进气系统出现故障，如进气阀不密封、进气管堵塞等，会导致燃烧室内的燃烧不充分，从而产生过多的燃烧产物。

这些燃烧产物会污染活塞表面，导致活塞磨损加剧，甚至造成活塞卡死。

5. 燃油问题：燃油的质量和油品的选择也会影响到发动机活塞的损坏情况。

如果使用劣质燃油，其中的杂质会对活塞表面造成腐蚀和磨损。

同时，选择不合适的油品也会导致活塞与缸套之间的摩擦增大，造成活塞表面的磨损。

6. 润滑油不足：发动机正常运转时需要充足的润滑油来减少活塞与缸套之间的摩擦。

如果润滑油不足，活塞与缸套之间的摩擦会增大，从而导致活塞表面的磨损加剧。

7. 过度负荷运转：如果驾驶员长时间在高速公路上以高速行驶或者经常超载行驶，会导致发动机过度负荷运转。

过度负荷运转会使活塞受到更大的力量作用，从而增加了活塞表面的磨损。

发动机活塞损坏的原因主要包括高温磨损、油泵故障、过热、进气系统故障、燃油问题、润滑油不足以及过度负荷运转等。

为了保证发动机活塞的正常工作，我们应该定期检查和更换润滑油，合理选择燃油和油品，注意发动机的冷却和维护，避免过度负荷运转，以及定期检查和维修发动机的进气系统。

第7卷第1期2024年2月Vol.7 No.1Feb. 2024汽车与新动力AUTOMOBILE AND NEW POWERTRAIN5.0 L柴油发动机曲轴断裂失效分析与优化秦宗力1，王艺东1，秦瑞翔2（1.广西玉柴机器股份有限公司，广西玉林 537005；2.广西壮族自治区计量检测研究院，广西南宁 537001）摘要：针对柴油发动机曲轴断裂问题，采用电镜观察、金相检验和力学性能检验等方法，分析曲轴断裂原因，结果发现曲轴连杆颈表层存在缺陷。

缺陷表面有明显的脱碳现象，表明缺陷处曾在高温下与空气充分接触，其原因是炼钢浇铸过程形成的水口结瘤脱落入钢材中，导致原材料棒材状态本身存在缺陷。

为此，对浸入式水口结构进行优化设计，将浸入式水口出口角度设计成35°，水口出口采用圆形设计，以增加浇筑面面积，并通过凹陷底部设计来减少因浇筑速度过大而产生的回流区比例。

结果表明：增大出口角度以及凹陷底部和圆形水口出口的优化设计，有助于控制水口结瘤，使结瘤率最终稳定在1.2%以内，由此解决了曲轴棒材缺陷问题。

关键词：柴油机；曲轴断裂；电镜观察；金相检验；水口；结瘤0　前言断裂一般起源于材料内部缺陷，如气孔、夹渣、错位、疏松、裂纹等，断裂方式有塑性断裂、疲劳断裂、蠕变断裂等。

发动机曲轴在运行过程中的主要失效形式为疲劳断裂，曲轴断裂会导致发动机的损坏并影响行车安全，甚至会造成车毁人亡的严重后果。

因此，需要对断裂曲轴进行失效分析，找到曲轴断裂的根本原因，为曲轴性能的优化改进提供依据，防止同类断裂现象的再次发生，从而解决曲轴的断裂问题。

1　问题描述某品牌5.0 L柴油发动机（以下简称“柴油机”）车辆行驶里程为4 213 km，柴油机内部有异响，无法行驶。

经服务站维修人员现场拆检发现，曲轴第5缸处有明显裂纹，第5缸连杆瓦烧瓦，连杆严重变形，活塞群部有轻微拉伤痕迹。

服务站根据用户要求更换整机处理，故障曲轴回场分析原因。

2　断裂原因分析2.1　试验材料和方法该柴油机曲轴的材料为42CrMo钢，毛坯锻造成型，经整体调质后圆角淬火回火处理。

活塞销失效分析及工艺改进
郭文芳;冯继军;陶长城;王冰鸿
【期刊名称】《理化检验-物理分册》
【年(卷),期】2005(041)006
【摘要】某柴油发动机活塞销在使用中发生大批量失效事故.采用了宏、微观检验、化学成分分析、冷挤压工艺分析及现场工艺试验等检测手段对断裂的活塞销进行了分析.结果表明,活塞销断裂的主要原因是冷挤压工艺不当导致活塞销内孔表面和次
层产生裂纹.提出了工艺改进意见.
【总页数】4页(P307-310)
【作者】郭文芳;冯继军;陶长城;王冰鸿
【作者单位】东风汽车有限公司工艺研究所,十堰市,442001;东风汽车有限公司工
艺研究所,十堰市,442001;东风汽车有限公司工艺研究所,十堰市,442001;东风汽车
紧固件有限公司,十堰市,442001
【正文语种】中文
【中图分类】U464.172
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