分解柴油发电机连杆断裂失效后的处理措施

摘要：连杆作为传递力因此被广泛应用在各类机电设备上，尤其是柴油发电机。它通过活塞直线往复运动转化为曲轴旋转运动这个过程，将化学能转化为机械能输出。它作为中介连接着活塞与曲轴，不仅承受着活塞气体作用力，还会承受一定的周期性冲击压力、弯曲力和惯性力。与此可见，连杆的设计应具有较高的强度与韧劲，也可以看出连杆破裂的些许原因。本文主要目的就是分析连杆断裂失效的原因并为此提出有效的处理措施。


一、柴油发电机连杆失效的原因

1、连杆本身的质量问题
连杆本身的质量问题主要涉及到原材料的选择、本身的设计以及加热工艺的选择。市面上的连杆所存在的问题还有可能是因为制造商在生产时存在侥幸或者是牟取暴利的心理，节约成本而选用一些较次的材料制造连杆，由此造成连杆耐用程度差，进而导致连杆破裂。其次，连杆的设计也十分的重要，设计是在计算连杆最大承受压力的条件下进行，连杆要满足强度高、韧劲大以及疲劳性能等條件，因此也要求连杆体的几何结构有良好的构造刚度，如构造刚度不够，极易造成连杆断裂。最后，就是连杆的加热工艺问题，加热时应该慎重考虑连杆加热温度以及如何加工等问题，连杆在进行加热工艺时一步错都有可能造成整个环节的的失败，而且加热工艺时所产生的氧化脱碳过多，也会影响连杆的质量。

2、连杆疲劳强度遭到破坏
连杆的疲劳寿命是通过受力分析以及断裂疲劳寿命进行计算的。而造成连杆疲劳强度被破坏的原因也与这两项有关。连杆是活塞与曲轴之间相连接的纽带，意味着连杆需要承受的压力颇大，还需要承受自身运动所带来的摩擦。连杆自身所具备的燃烧室以及曲柄连杆机构也会给它带来一些气体压力以及惯性力，连杆有时在外力的作用下会产生一些变形，变形严重的影响到连杆的运动，致使其无法连接活塞与纽带。且连杆的断裂属于疲劳断裂，是因为其表面附着氧化脱碳在其运动的过程形成了一个疲劳源又因为网状铁素体的存在，加速降低了连杆的疲劳性能，从而造成裂纹的加速扩展。

3、柴油发电机气缸进水以及喷油系统异常致使柴油发电机连杆断裂
连杆断裂的普遍现象有两种：一是连杆的大头断裂，曲轴的接合面有明显的摩擦或则是金属转移痕迹，造成的原因则为：主要原因在于润滑程度，柴油发电机的运转速度快，导致其内部温度保持在400～600摄氏度之间，而缺少合格的润滑油导致履职连杆与曲轴的结合面难以形成油膜对其进行降温润滑，进而导致其周围金属转移。二是连杆小头端断裂，造成活塞难以带动曲轴，致使活塞停在上止点位置，其原因为：超速。在柴油发电机超速的状态下，柴油发电机转速的上升导致连杆两端承受的压力也在不断地上升，柴油发电机在超速时往往无法承受过多的负载，造成柴油发电机连杆最薄弱的部位会发生断裂。三是连杆螺栓松动引起连杆断裂。造成断裂原因：气缸进水，进入少量水时，水会因为缸内温度直接变为水合气，导致缸内无法形成可燃合气，随着缸内水量的增多，水会积存在活塞的顶部，从而增大了活塞带给连杆的压力，引起发生弯曲和断裂，甚至导致相关组件遭到破坏，尤其是柴油发电机缸体。

二、柴油发电机连杆断裂失效后的处理措施

1、连杆生产设计时的合理性分析
连杆生产设计时，连杆所能承受的压力由柴油发电机气缸进水量以及柴油发电机转速来决定。且在进行设计时，应明确连杆结构且清楚连杆大头与连杆小头应该连接在哪个零件上。连杆通常由连杆体、连杆螺栓、连杆轴瓦以及连杆盖等零件组成，连杆盖与连杆体又被分为连杆大头、杆身和连杆小头，连杆大头连接曲轴的连杆轴颈，为了连接更为精细，一般都要做成分开式，为了连接的更为无痕，在大头孔座中安装连杆轴瓦，让其与曲轴的连杆轴颈和在一起。连杆小头连接活塞，为减小连接摩擦，一般会将连杆小头进行改造安装一个活塞销，小头杆身经常做成“工”或“H”形的断面，这样就可以在不影响刚度与强度的情况下减轻质量。现在连杆的制造工艺分为两种：一是传统连杆制造工艺，二是连杆裂解工艺。相比较而言，传统连杆制造工艺所需要的工序较多，精度难以保证，适应性较差；现在的加工工艺，采用数控加工因此它的工序更加集中，可以灵活调整，适应性极强。钢锻连杆时，使用的材料一是碳素钢和合金钢，二是非调质钢，三是粉末烧结。最重要的是材料需要精纯，如果含有大量杂质时，会在使用达到一定程度时，导致晶体内部产生变形，且随着磨损次数的增多，最终导致基体材料断裂。

2、对连杆的疲劳寿命进行深刻研究
工程结构和机械使用最基本的三个基本要求是强度、刚度以及疲劳寿命，工程结构和机械失效的主要原因之一就是疲劳破坏，且重复载荷也会导致疲劳失效。
疲劳寿命就是说机械或结构从开始受到破坏到最后完全坏掉所作用的循环载荷的次数或是时间。零件及结构的疲劳破坏可分为3个阶段：一是微观裂纹阶段；二是宏观裂纹扩展阶段，在此阶段，裂纹沿与主应力垂直方向扩展；三是瞬时断裂阶段。还需要我们进行研究的是疲劳力学性能指示以及疲劳强度测试，在生产中，明确有金属的疲劳力学性能指示的标准与工具。

3、柴油发电机使用者应按时保养柴油发电机
好的柴油发电机也应该有良好的保养与维修，因此在此建议柴油发电机使用者定期对柴油发电机进行维修。而且连杆的断裂有时也与其有关，比如连杆大头断裂，就是润滑不良导致的。为了防止润滑不良的现象出现，用户要定期检查机油油位，定期更换柴油发电机机油并且定期检查和更换空滤芯。适当补充机油，可以使柴油发电机工作的更加顺利，更换空滤芯是为了防止磨料进入柴油发电机。对柴油发电机进行维修时，应该找一些技术较好且工龄较长的柴油发电机维修工人，若在用浸泡法进行清洗时没有及时的抽干清洗液，会导致启动柴油发电机时顶缸。在清洗进气系统清洗时，如维修工人的技术粗糙，可能会造成柴油发电机在高速行驶时发生顶缸事件。用户在购买发电机组时，不仅要注重车的外表、性能以及柴油发电机外，更要格外的注重气缸的质量以及储存量。用户在驾驶柴油发电机时，也应该注意不能擅自调高柴油发电机的转速，如果在行驶过程中发现柴油发电机超速，应立即熄火送回经销商处进行检查。

柴油发电机的好坏取决于柴油机的效用，而柴油机的好坏在一定程度上取决于连杆的质量。因此，柴油发电机用户想要稳定的电力输出体验就必须注重其保养，即对柴油发电机及其零件进行定时的保养与维修。在连杆制造前，应对材料进行严格的金相检验，其表面不能有任何的摩擦或擦伤痕迹。还应该注意的材料选择问题，以及加热工艺问题，材料的选择可能会影响到一些零件性能的发挥，正确的加热工艺可以减少或者是预防氧化脱碳的存在。