三、曲轴断裂故障原因分析

曲轴（图1-5）是发动机的一个贵重部件，它在工作中承受着燃烧气体的膨胀压力、活塞连杆组的往复惯性力、旋转离心力以及振动等交变应力，加上曲轴本身的形状特殊，不仅容易产生轴颈磨损、扭转和弯曲变形，还会产生裂纹甚至引起折断事故。

图1-5 曲轴的结构

曲轴折断，是仅次于发动机“捣缸”的重大机械事故。更换曲轴不仅耗费资金，而且维修的工程量大，劳动强度高，修竣工期也长。

一旦发生曲轴断裂事故，在责任认定时，驾驶人与维修人员往往相互推诿。到底是烧瓦在前，引起断轴，还是先断曲轴，油液外漏引起烧瓦？往往难以判定。

1.曲轴断裂的诊断方法

在曲轴箱的下部，如果能够听诊到沉重的、粗闷的“嘣嘣”金属敲击声，而且这种响声在负荷改变时和发动机转速升高时更加明显，在发动机温度变化后以及单缸断油时，异响没有什么变化，有时发动机的转速并不高，机体却振动很大，甚至有摇晃感觉，说明曲轴已经产生裂纹或者即将折断。

在维修实践中，曲轴断裂部位大多数产生在末缸或者头缸连杆轴颈与曲柄连接的圆角处。

曲轴断裂往往从最细微的裂纹开始，在发动机运转中裂纹逐渐延伸，达到一定程度时即造成曲轴突然折断。

2.曲轴断裂的原因分析

曲轴断裂的原因可以归纳为以下3方面。

（1）使用不当

例如车辆起步动作过猛、紧急制动、强行爬坡、急加速、超负荷、超速运转，以及熄火滑行并换档强行起动等。以紧急制动为例，强大的制动力从车轮一路传给半轴、减速器、传动轴、变速器、离合器，最后到达曲轴，而气缸爆发时也产生强大的动力，经过活塞连杆组，促使曲轴高速旋转，这两大力系同时作用于曲轴，可是方向相反，于是在曲轴较为薄弱处形成极大的扭转剪切应力，足以造成曲轴折断。

（2）维修不良

①磨削曲轴主轴颈和连杆轴颈失误，导致曲轴主轴颈中心线不在一条直线上，或者连杆轴颈与主轴颈的中心线不平行。装配后，使曲轴主轴颈产生额外的应力。

②主轴承、连杆轴承的配合间隙过大、过小或紧度不一，受力不均匀，在发动机高速运转中，曲轴反复承受强大的、不均衡的冲击载荷的作用而产生疲劳。

③曲轴轴颈的磨削过量（图1-6），或者轴颈过渡圆角过小。

④曲轴的轴向窜动量过大，导致曲轴的曲柄与连杆大头发生强烈的撞击。

⑤活塞连杆组的质量相差太大，曲轴飞轮组动不平衡，经常缺缸运行等。

（3）材质不佳

图1-6 测量曲轴轴颈的尺寸

1—测量位置 2—外径千分尺 3—曲轴

曲轴配件有砂眼、裂纹等制造或加工缺陷。对于材质问题，一般需要借助检测设备才能发现。但是，如果行驶里程很少就发生曲轴断裂，可以基本认定材质不佳。

那么，当一台发动机发生曲轴折断事故时，怎样判别故障原因主要是驾驶操作不当，还是修理装配不良呢？可以采用间接方法——检查离合器片上的扭转减振弹簧，如果发现有的折断、有的松动、有的钢片与花键铆钉松动，甚至离合器钢片严重变形，说明是驾驶人操作不当引起曲轴断裂。如果没有发现上述情况，则属于维修装配问题。

3.预防曲轴折断的主要措施

曲轴发生裂纹或者折断，将严重影响发动机的正常工作，加剧其他部件的损坏，因此必须尽力加以避免。

首先，要选购合格的产品，不要贪图便宜而使用低质低价的曲轴配件。在采购曲轴配件时，要考察曲轴的制作材料和生产工艺。大多数曲轴采用中碳钢，经过锻造而成，也有的采用球墨铸铁制成。

其次，在使用环节上，一要避免发动机超负荷工作；二要防止发生“飞车”、“捣缸”或“烧瓦”等故障；三要避免严重危害曲轴使用寿命的溜坡起动、拖拉起动、紧急制动、突然松抬离合器踏板“冲坑”等不良操作，以防曲轴承受额外的冲击载荷。