曲柄连杆机构

的气缸套和活塞裙加长，加长的气缸套放到曲轴箱中成为导板，加长的活塞裙放到曲轴箱中成为滑块。因此，滑块在导板上的运动规律和活塞在气缸中的运动规律完全相同。但由于曲轴箱中温度低，滑油供应充分，使滑块和导板的工作条件要比活塞和气缸套好得多，再加上将滑块上单位面积所受的力(比压)设计得较小，因此在一般情况下滑块和导板寿命较长，故障较少。但由于滑块在上、下止点时速度为零，而且在上、下止点附近存在着侧推力换向和正、倒车导板更替所产生的敲击，因此也会出现某些故障。出现较多的故障是滑块上白合金偏磨和疲劳碎裂。白合金偏磨主要是由于导板或滑块安装不正、主轴承偏磨、导板与滑块间间隙不合要求以及润滑不良等原因造成的。白合金碎裂除和安装、润滑等因素有关外，主要是由于白合金浇铸不良、超负荷运转及导板滑块间间隙过大所造成的。因此应定期检查导板与滑块间间隙的大小，润滑状态和工作表面状况。运转中注意倾听曲轴箱中声响，发现异常及时处理。 2 连杆

十字头式柴油机连杆由于主要承受压应力，柴油机转速低，对连杆的重量和尺寸限制不像筒形活塞式柴油机连杆那样严格，因此连杆杆身一般很少出现故障，只是轴承容易发生各种故障和连杆螺栓有时会断裂。而筒形活塞式柴油机连杆受拉、压交变压力，尺寸要求严格，转速高，除轴承外连杆杆身还易出现疲劳裂纹和弯曲。 3．曲轴的疲劳损坏

疲劳损坏是机件在交变负荷作用下产生裂纹并逐渐扩展，随着裂纹的逐渐发展，截面逐渐减小，最后因截面尺寸不足而发生突然断裂。

疲劳损坏的形式可分为两种：弯曲疲劳损坏和扭转疲劳损坏。如图2-35所示。曲轴的疲劳损坏究竟是由弯曲应力，还是由扭转应力或两者合成引起的，主要应根据断面纹理判断。疲劳损坏的断面可分为三个区域，即初始裂纹区、渐断纹理区和突断区。这三个区域体现了疲劳损坏过程发展的三个阶段。初始裂纹区是断面纹理的发源地。渐断纹理区由于两断裂面间的摩擦形成的。断面纹理因为引起疲劳的原因不同有波浪线和螺旋线之分，如图2-36所示，在这个区域中，因有污物存在，颜色暗黑。突断区断开的截面具有冲击折断的特点，晶粒粗糙明亮，与暗的平滑纹理断面形成了明显的区别（见图2-36）。 (1) 弯曲疲劳损坏。弯曲疲劳裂纹首先产生在曲柄销圆角或主轴颈圆角处，然后向曲柄臂发展。这是因为对于承受弯曲来说，曲柄臂比主轴颈和曲柄销弱。。弯曲疲劳的断面是与轴线垂直的，裂纹线为波浪线。如图2-36(a)所示。

曲轴弯曲疲劳破坏，通常是由于轴颈不均匀磨损所造成的主轴承不同轴度而引起的。特别是某个主轴承过低，当柴油机工作时，这段轴就会产生过大的变形和过大的交变弯曲

图2-35 疲劳损坏的形式 应力。由于轴承的不均匀磨损要经过一定的运转时间才会发生，因此弯曲疲劳损坏很少发生在未经长期使用的柴油机上

(2) 扭转疲劳损坏 曲轴在驱动力矩作用下产生交变的扭转应力及曲轴的扭转振动产生的附加扭转应力，会引起曲轴发生扭转疲劳损坏。轴颈的疲劳裂纹多从油孔开始，然后向与轴线成45°角的方向发展，所以往往出现两条对称裂纹。起始于过渡圆角处的扭转疲劳裂纹，由于轴颈的抗扭截面模数比曲柄臂的弱，因此裂纹多自圆角部位向轴颈发展，较少向曲柄臂上发展。图2-36(b)为扭转疲劳断面示意图，断面是倾斜的，与轴线成45°，裂纹线近似为螺旋线。

扭转疲劳损坏和弯曲疲劳损坏不同。扭转疲劳损坏一般是出现在柴油机运转初期。但现在扭振的计算及测量技术比较成熟，只要扭振减振器不发生故障，不飞车，又不过于疏忽，

通常不会出现扭转疲劳损坏。相反，弯曲应力复杂，难以计算精确，而且轴承磨损后能产生很大的附加弯曲应力，因此，曲轴的弯曲疲劳损坏多于扭转疲劳破坏。

曲轴材料的缺陷也是导致疲劳损坏的原因之一。制造曲轴的材料可能有缩孔、气孔、收缩裂纹、夹渣、偏析等缺陷。当这些缺陷处在应力集中部位时，危险性就更大了。若柴油机使用中滑油变质使圆角处腐蚀，或由于滑油中进水及停机后轴颈表面的凝结水(在潮湿空气中易出现)使轴颈油孔或圆角腐蚀，都有可能使曲轴发生腐蚀疲劳损坏。

为了防止曲轴疲劳损坏，在管理中要注意检查曲轴轴线的状态、轴颈与下瓦的贴合情况。在操车时要尽快越过转速禁区，注意对扭转振动减振器的检查和保养，要注意化验滑油和利用分油机分离滑油。如发现疲劳裂纹，要查明并消除引起裂纹的原因，并根据《规范》要求对裂纹进行处置。

图2-36疲劳损坏断面示意图

4．十字头销颈和曲轴轴颈

十字头销颈和曲轴轴颈工作表面应非常光滑，特别是十字头销颈要求就更严格。以上轴颈容易出现的损伤是轴颈变粗糙、偏磨，变成银白色等。曲轴轴颈最容易发生的疲劳损坏前面已述。轴颈变粗糙可能是由于最初制造工艺有缺陷，也可能是运输、装配过程中机械碰伤，但大多数情况是因为使用中管理不善造成的。滑油中若含有硬质杂质，轴颈也很快被磨得粗糙。如果润滑油中产生弱酸或燃烧产物中生成的强酸进入滑油中，由于腐蚀也会使轴颈粗糙程度增加。如果有海水进入滑油还会使白合金受到电化学腐蚀，生成一层很硬的黑色氧化锡外皮，它刮削轴颈使轴颈变粗糙，还会造成轴承间隙变小。对主轴颈来说，还会由于电火花放电在表面产生麻点。轴颈偏磨主要和装配时的对中好坏、轴承盖螺栓固紧是否均匀、轴承座或轴承盖刚度是否足够、轴颈表面受力是否均匀及润滑是否良好等因素有关。轴颈变白色是因为轴承烧熔，白合金焊接的结果。

在套合式曲轴中，其套合处有时发生滑动，称红套滑移。红套滑移往往是由于曲轴受到了很大的冲击性扭矩，如航行中螺旋桨碰到冰块、礁石、浅滩以及气缸中产生水击等。若滑移度不大，可重新调整时后降负荷运行，但这仅是应急办法，应尽快进厂修理。

为了避免发生故障，在曲柄连杆机构的管理中应注意以下几点：

(1) 轴承换新后要经过2h磨合运行方可投入正常运转(有些现代轴承材料通常不需要磨合期)。对三层合金轴承表面不能用布重擦，以免损坏很薄的镀层。

(2) 要定期进行曲轴箱检查。检查内容主要有：

间隙大小，导板与滑块的间隙、各种轴承间隙等。现在大机型曲轴轴承越来越多地应用专用厚薄规检查，中、高速机可用拨动连杆观察连杆在轴向的移动情况进行经验判断。

各种螺栓的固紧情况，固紧装置有无松动脱落，螺母有无松动(可用听小锤敲击螺母发出的声音加以判断)。

油流情况，轴承间隙中在滑油泵开动的情况下会有滑油窜出，根据油流的快慢及旋转情

况可判断轴承工作状态。

除以上检查内容外，尚有滑油变质情况、各部件外观有无异常和裂纹等很多内容。因此为做到心中有数，定期检查是十分重要的。

(3) 柴油机运行中要注意触摸曲轴箱的温度情况和倾听运转声音，温度升高和声响异常往往是事故前兆。

(4) 认真监视滑油压力和温度，定期化验滑油。