斯太尔典型事故案例分析系列

●  关于发动机曲轴止推片脱落及变速箱一轴盖损坏的事故分析
    2006年10月26日本公司受陕西法士特齿轮有限责任公司济南销售服务站的委托，针对日照岚山一欧曼客户的发动机曲轴止推片脱落及变速箱一轴盖损坏的事故分析：
    一、事故现象：
    1、上下缸体曲轴止推片的安装端面（朝向飞轮方向）均被曲轴磨损；有一对曲轴止推片掉入油底壳。

    2、飞轮的工作面与离合器片的盘毂端面发生严重摩擦并形成光亮的摩擦带，盘毂内的花键套端面磨损严重。


    3、离合器片已经出现打滑痕迹，并且痕迹区分布在离合器片面片的外侧！

    4、变速箱一轴的导向端已经严重磨损，飞轮导向轴承6305-2RS1（向心球轴承）的内圈破损导致轴承散架。


    5、11203的分离轴承座从分离轴承的工作端面处断裂；内部可以看见F91409一轴盖的磨损残余部分。

    6、一轴盖从与11203分离轴承座的接触面断裂，其断裂面表征为：一部分向内侧凹陷（有冲击造成的光亮带）；一部分向外侧伸出（断茬为斜茬）。


 二、事故分析 
    1、

    2、

    3、

    4、

    5、




    6、



    7、

    8、有关曲轴止推片的故障我们选用：

    三、事故原因：
    发动机在工作状态下曲轴一般向前端窜动的概率要大一些，在上坡的工况下曲轴靠重力向后端窜动，但如果车辆经常在坡路上行驶；特别是下坡行驶中强行减档或因为重载在起步的时候猛抬离合器，都容易导致曲轴止推片的后片出现冲击负荷过大而严重磨损。此事故中因为车辆在曲轴止推片脱落的情况下继续行驶，导致飞轮的导向轴承损坏，并因为导向轴承损坏后导致一轴出现径向跳动、轴向窜动，致使一轴盖、分离轴承座出现断裂。
 


    此事故为三个总成件的独立故障但又相互关联。
    就处理此事故的服务站反映的情况，我们提出如下疑问：
    1、此整车出厂后运行了一万多公里，在走和期后保养和二级保养的过程中是否进行连杆瓦和曲轴止推片的常规检查。
    2、服务站反映此车为例行保养的时候检查出现如上故障，在没拆检的时候，整车没有任何事故征兆和异响。但是在飞轮和离合器从动盘已经严重磨损、曲轴前后窜动过大的情况下，发动机不可能没有异响！！
    3、导向轴承破损后，一轴盖和分离轴承相继损坏；离合器片已经不能正常分离，换挡时不可能顺利。此车怎么能正常运行呢？
    综上所述，此发动机曲轴止推片脱落与变速箱并没有直接关系！

●  武汉客户发动机轻微捣缸原因分析
    2007年11月18日星期日，我单位应邀受理济南一客户在销售滨州渤海活塞（型号为：WD615E2-4A）到湖北武汉，发动机在更换四配套之后运行了一个月出现轻微捣缸的事故。我们根据客户反馈的实际损坏情况及照片；结合损坏的气缸体、活塞、气缸盖、气缸套，组织有关技术人员进行事故原因分析：
    一、事故现象：
    1、气缸体的缸套承孔出现挤压性破损

    2、气缸套在支承肩退刀槽处横向断裂

    3、活塞头部损坏严重


    4、气缸套没有出现拉缸痕迹

    5、气缸盖因活塞损坏出现冲击麻点


二、事故分析： 
    活塞被称为发动机的心脏，它是发动机中最重要的零件之一，由于活塞是在高温、高压的燃气作用下，不断地做高速往复运动，从而承受着高温高压的热负荷和机械负荷，其工作条件十分恶劣。活塞是发动机主要运动部件中惟一的铝件，发动机中与之相关的任何一个部件或发动机工作状态发生故障都极有可能导致活塞受损或破碎，因此，发动机的故障也往往暴露在活塞上，但其真正引起发动机故障的部件并不一定是活塞，需要根据具体情况进行具体的分析。
    1、气缸体

    此发动机缸体破损是因为挤压导致的破裂。在正常情况下，如果活塞破损，发动机的连杆和活塞销会失去导向；在曲轴的连杆轴径的带动下会打向气缸体两侧的缸套承孔，从而出现捣缸。
    此发动机缸套承孔内表面出现严重的烧蚀变色痕迹，说明此发动机在此次修理之前就存在其他的事故隐患。
    2、活塞
    因此发动机活塞在活塞环卡到断裂气缸套上出现第一次断裂后继续做往复式运动，其断裂的残渣镶到活塞顶部并与气缸盖发生撞击形成活塞顶部一处撕裂区。在其继续运动的过程中，已经从缸套支承肩断裂的气缸套也在上下窜动，与支承肩发生形成光亮碰撞区失去定位的气缸套残余部分下行致使活塞出现第二次断裂。

    此发动机因是欧Ⅱ的发动机，活塞型号为WD615E2-4A,其要求的喷油器喷油压力为30Mpa。虽然活塞破损，但是喷油器在继续工作。活塞顶部在残渣和高压燃油的冲刷后形成边缘圆角化并被清理。

    当残余的气缸套下行到一定程度时，活塞失去往复运动的导向后，在破损的活塞残渣卡住活塞和曲轴连杆继续做圆周运动运动的共同作用下，活塞与气缸体的缸套承孔发生挤压，导致缸体破裂。

    3、气缸套
    此发动机破损的气缸套存在众多疑点：
    a

    b

    c

    d

    e

    通过以上五点疑点，我们分析此发动机真正导致缸体损坏的原因是由于气缸套的缸套支承肩出现横向断裂。缸套失去定位后，在摩擦付上下运动的过程中被较大的拉应力牵制上行或下行，当活塞环卡在断口处后出现活塞破损；活塞失去导向并上行受阻从而与缸套承孔发生挤压，导致缸体破裂。
    关于气缸套为什么断裂，我公司有相关解释，在此不复述
二、事故分析： 
    活塞被称为发动机的心脏，它是发动机中最重要的零件之一，由于活塞是在高温、高压的燃气作用下，不断地做高速往复运动，从而承受着高温高压的热负荷和机械负荷，其工作条件十分恶劣。活塞是发动机主要运动部件中惟一的铝件，发动机中与之相关的任何一个部件或发动机工作状态发生故障都极有可能导致活塞受损或破碎，因此，发动机的故障也往往暴露在活塞上，但其真正引起发动机故障的部件并不一定是活塞，需要根据具体情况进行具体的分析。
    1、气缸体

    此发动机缸体破损是因为挤压导致的破裂。在正常情况下，如果活塞破损，发动机的连杆和活塞销会失去导向；在曲轴的连杆轴径的带动下会打向气缸体两侧的缸套承孔，从而出现捣缸。
    此发动机缸套承孔内表面出现严重的烧蚀变色痕迹，说明此发动机在此次修理之前就存在其他的事故隐患。
    2、活塞
    因此发动机活塞在活塞环卡到断裂气缸套上出现第一次断裂后继续做往复式运动，其断裂的残渣镶到活塞顶部并与气缸盖发生撞击形成活塞顶部一处撕裂区。在其继续运动的过程中，已经从缸套支承肩断裂的气缸套也在上下窜动，与支承肩发生形成光亮碰撞区失去定位的气缸套残余部分下行致使活塞出现第二次断裂。

    此发动机因是欧Ⅱ的发动机，活塞型号为WD615E2-4A,其要求的喷油器喷油压力为30Mpa。虽然活塞破损，但是喷油器在继续工作。活塞顶部在残渣和高压燃油的冲刷后形成边缘圆角化并被清理。

    当残余的气缸套下行到一定程度时，活塞失去往复运动的导向后，在破损的活塞残渣卡住活塞和曲轴连杆继续做圆周运动运动的共同作用下，活塞与气缸体的缸套承孔发生挤压，导致缸体破裂。

    3、气缸套
    此发动机破损的气缸套存在众多疑点：
    a

    b

    c

    d

    e

    通过以上五点疑点，我们分析此发动机真正导致缸体损坏的原因是由于气缸套的缸套支承肩出现横向断裂。缸套失去定位后，在摩擦付上下运动的过程中被较大的拉应力牵制上行或下行，当活塞环卡在断口处后出现活塞破损；活塞失去导向并上行受阻从而与缸套承孔发生挤压，导致缸体破裂。
    关于气缸套为什么断裂，我公司有相关解释，在此不复述
二、事故分析 
    1、


    2、

 

    3、


    三、事故综述
    由于发动机零件的损伤有不同的原因和表现形式，就同一损伤而言也可能有一个或多个原因单独或同时发生，我们必须通过零件损伤的表面现象，分析出产生故障的本质原因。但在许多情况下，单从某一零件的表面损伤痕迹还不能准确地判断其本质原因，还需要了解故障发动机的工作时间、工作条件、使用工况、维修状况、油料的品质以及相关件的损伤情况等详细的资料，加以综合分析，才能找出造成故障的真正原因。

    综述：
    此发动机出现活塞烧穿现象的根本原因就是因为发动机在维修后调校过程中出现失误，导致缸内频繁出现爆燃现象，导致从喷油器喷出的雾化柴油被点燃形成火柱，使活塞顶部燃烧室内局部烧损；司机没有及时发现排烟异常而继续行驶导致！
    据车主说此发动机因在更换四配套组件之前，曾在一个小的维修油泵的单位进行了油泵和油嘴的调试和更换。我们怀疑喷油器的喷油压力调错或调校供油提前角中出现失误。
    活塞被称为发动机的心脏，它是发动机中最重要的零件之一，由于活塞是在高温、高压的燃气作用下，不断地做高速往复运动，从而承受着高温高压的热负荷和机械负荷，其工作条件十分恶劣。活塞是发动机主要运动部件中惟一的铝件，发动机中与之相关的任何一个部件或发动机工作状态发生故障都极有可能导致活塞受损或破碎。
    综上所述，此发动机出现活塞烧穿事故不属于活塞本身的质量问题！
●  关于WD615E2-3A活塞断裂的原因分析
    根据某潍柴专卖店反映，用户使用滨州渤海活塞股份有限公司生产WD615E2-3A活塞，短时间内出现一只活塞头部断裂的现象，我们根据用户反馈的实际损坏情况；结合损坏的活塞、气缸套，组织有关技术人员进行事故原因分析：
    一、事故现象：
    1、活塞头部从第一道气环的镍铁隔热环处断裂。

    2、活塞外园被严重拉伤

    3、活塞销高温变色

    4、气缸套严重拉伤


    二、事故分析：
    1、

    2、

    3、

    4、

    5、

    三、原因分析：
    此活塞损坏是因为活塞和气缸套发生粘接后，活塞在曲轴连杆组的带动下被拉断导致的。
    因为只是单缸出现的事故，所以不怀疑整车的供油正时出现问题，造成此活塞断裂的主要原因有可能是：
    1、发动机的喷油器发生故障，出现二次喷射或滴油等后燃现象，导致活塞头部温度过高。
    2、喷油嘴雾化不好或某个喷油孔堵塞，导致其他的喷油孔喷油量过大。活塞外园局部出现润滑不良。
    3、单缸的配气相位出现偏差（由于气门封闭问题），导致缸内燃烧不良，过多的未完全燃烧的柴油稀释润滑油膜，导致活塞环先出现与缸套的干磨，当温度达到一定程度的情况下，发生大面积拉缸现象。
    相应的检测报告请直接找厂家或相关技术鉴定机构联系
●  未正确检测配气机构导致发动机轻微捣缸的事故分析报告
    安徽一用户在发动机更换发动机四配套后，出现某一缸的发动机活塞、气缸套粉碎、进排气门全部断裂，用户怀疑是配件的质量问题，特委托当地的经销商携损坏零件到我单位进行事故分析。
    一、事故现象：
    1、缸盖破损

    缸盖的工作面被气门阀体的残渣顶坏，气门在气门阀体和气门杆结合处断裂。
    2、连杆有轻微损伤：

    连杆大头和连杆体结合处有较深的碰撞痕迹，连杆整体没有较大变形。
    3、活塞完全破损：

 

    4、气门断裂：


    二、事故分析
    因发动机气缸体没有在现场，所以我们根据上述的事故现象来看，发动机气缸体并没有完全被捣烂，因司机在发动机出现异常情况下及时停车或本身发动机在低转速下运行；气缸体有可能局部出现破损。
    发动机是个组合总成，在大修或进行装配的过程中，如果不注意各零件的配合公差、清洗，都会造成WD615系列发动机在以后运行过程中出现早期损坏，而这些损坏现象最直接的就是反映在活塞、气缸套、气门、轴瓦上面。针对这台发动机出现的事故我们分析如下：

    1、因为此用户购买的这台车是二手车，此发动机的维修保养历史资料已经缺失。如上图，此气缸盖的气门弹簧上座不全是原厂的，而且气门弹簧局部存在锈蚀（锈蚀严重会导致气门弹簧的弹力系数下降）。

    2、在争得经销商同意的前提下，我们拆解气缸盖。气门弹簧是保证气门能够正常回位的机构，因此在装配、拆卸的过程中应该用专用工具进行操作。
此台发动机的气门弹簧因弹力下降，用原始的手工钳轻松取出！ 

    气门弹簧上有明显的磨损痕迹（上图），气门弹簧下座也同样磨损严重（下图）

    3、观察拆卸完的气缸盖，发现其气门导管内径已经严重拉伤：

    4、将取出的气门和新气门进行对比（德国TRW）：
 


    5、检查气门座圈


    6、气门锁夹

    7、活塞


    三、综合分析：
    当发动机工作时，配气机构在凸轮轴的带动下进行配气，气门在正常垂直运动的过程中；因为气门弹簧自身的扭转力矩，气门是既做上下运动，又做旋转运动。这期间如果气门和气门导管的配合间隙超差、气门弹簧的弹力下降、气门座圈磨损严重，都会引起气门在气门导管内出现椭圆、倾斜、不旋转等不正常工作。这都会增加发动机出现气门烧蚀、卡死、掉块、气门断裂的机率！一旦发生，则发动机的活塞组件就有可能出现破碎，严重的就会发生捣缸。
    此台发动机断裂的气门为进口德国TRW气门，根据气门杆部标记，此气门已经使用了较长的年限。根据磨损情况实测，气门和气门导管的配合间隙早已超过了气门导管正常安装的最大磨损极限（正常值为：进气门0.05mm-0.086mm、排气门0.03-0.066mm,最大磨损极限0.12mm）。
    此台发动机的气门外弹簧的自由长度已经小于规定的64.5mm，而且差值超过的1.5mm的最大极限。气门的锁夹槽的磨损较大、气门锁夹磨损、气门弹簧上下座磨损严重；气门座圈磨损严重，以上因素是直接导致此台发动机捣缸的直接因素。
    因此，维修人员在维修相对使用年限较长的发动机时，应尽量全面检查，切忌盲目修理
●  关于淄博一陕汽奥龙牵引车用户发动机捣缸的事故分析报告
    二零零六年十一月十日，我公司受聘于淄博一经销商前往淄博龙泉，对一台陕汽奥龙牵引车的发动机捣缸事故进行分析。
    一、事故现象：
    1、油底壳内可以见到发动机缸体的残渣及一片铜合金物品。

    2、发动机在没有从车上拆卸时，在发动机下部观察可以看到发动机的第六缸发生捣缸，凸轮轴被砸弯，发动机的机油冷却器偏盖被顶出，上缸体在与下缸体在第六缸的接合处出现不可修复的断裂；发动机第六缸的连杆螺栓没有断裂。

 

    3、先进行单独第六缸的拆卸。因为发动机在捣缸前没有高速工作，所以没有造成更大的破坏，发动机曲轴还可以相对转动。拆卸连杆如下图：

    连杆小头已经在活塞内腔中卡住：

    取出连杆小头可以看到连杆小头是从连杆小头与杆部结合的中心处发生开放式劈裂。

    连杆的瓦盖在拆卸后可以看出没有较大变形，其中一条连杆螺栓在应力作用下已经变形。

    连杆衬套取出后的状态：
 

发动机从车上拆下后，进行全面拆卸、清洗 

    第六缸连杆大头

    可以看到在发动机内部，连杆

    打坏缸体的位置。

    二、事故分析
    在询问车主后得知，此台发动机因发动机抱瓦，刚大修完4天，在磨合期内发生捣缸事故。发生断裂的连杆为此次发动机维修中更换的连杆。
    1、从断裂的连杆小头断面看：

    从图上可以看出连杆的毛坯中存在大量气孔，而这些气孔正是处在连杆上下运动过程中交变应力最集中的地方。
    2、曲轴的轴径表面没有发生拉伤、抱瓦现象。

    3、

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    此事故在排除发动机曲轴抱瓦、活塞发生拉缸导致发动机捣缸的因素后；我公司经过讨论分析，为用户在使用了不符合WD615系列发动机技术要求的连杆导致发动机捣缸