大功率柴油机供油凸轮轴失效分析及对策.pdf

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1、第5期2014年10月内燃机InternalCombustionEnginesNo．5Oet．2014大功率柴油机供油凸轮轴失效分析及对策王立华1，王东军1，赵瑞2，单立军2(1．海军装备部，山西大同037036；2．616丁厂，山西大同037036)摘要：针对某型号大功率柴油机供油凸轮轴使用过程中发生的质量问题进行失效分析，并通过现象再现验证，提出了改进加工方法及增加特殊检验工序，杜绝了类似问题发生．供适用厂家参考。关键词：柴油机；失效分析；二次淬火中图分类号：TK426文献标识码：B文章编号：1000—6494(2014)05—0040—02MafftmctionA

2、nalysistoFuelFeedCamshaftforLarge-poweredDieselEIlgiIleWANGLihual，WANGDongjunl，ZHAORui2，SHAN埘url2(1．NavalEquipmentTroops，Datong037036，China；2．616Factory，Datong037036，China)Abstract：Thispaperanalyzesmalfunctionofqualityproblemsinfuelfeedcamshaftforcertainlarge—powereddieselengine，whichwer

3、everified．Italsosuggestedthatprocessingmethodsbeimprovedandaddspecialinspectingprocedurestoavoidsuchthings．Keywords：dieselengine；malfunction；secondaryquenching1简况某型号大功率柴油机供油凸轮轴工作约1h左右，发现连接驱动齿轮的六枚螺栓被剪断。拆下供油凸轮轴发现第一轴颈、第三轴颈局部有不同程度的轴颈表面与铜套粘接现象，见图1、图2、图3。图1驱动齿轮螺栓图图2供油凸轮轴轴颈表面图羽3供油凸轮轴铜套表面图作者简介：王

4、立华(1979一)，男，辽宁丹东人，工程师，硕士研究生，主要从事柴油机质量监督及检验验收工作。收稿日期：2014—06一112取样分析2．1宏观分析用4％硝酸酒精直接浸蚀失效部位表面，发现表面有黑亮分明的外貌特征，亮区宽度约为7．5mm。见图4。失效轴颈沿纵向剖开，用4％硝酸酒精浸蚀，也是黑、亮分明的两区组织，见图5。图4失效部位外貌图图5失效轴颈纵向剖开图2．2微观分析失效轴颈沿纵向剖开，用4％硝酸酒精浸蚀，用显微镜500×观察，渗碳层中有黑亮分明的两区组织，亮区深度最深处约为0．6mm。亮区组织为淬火马氏体+颗粒状碳化物+少量残余奥氏体。黑区组织为回火马氏体+颗粒状

5、碳化物+少量残余奥氏体。纵向剖开维氏硬度计检验渗碳层接近表层的第5期王立华，等：大功率柴油机供油凸轮轴失效分析及对策亮区组织：淬火马氏体+颗粒状碳化物+少量残余奥氏体图6纵向剖开亮区组织图翰畛≯‘蓦，静孵·j强_瓯乏灞黑区组织：回火马氏体+颗粒状碳化物+少量残余奥氏体图7纵向剖开黑区组织图硬度，亮区硬度约为800HV5，黑区硬度约为700HV5，见图6、图7。3现象验证随机取出与故障同批次加工的成品凸轮轴3根，对所有磨削面(轴颈与凸轮)用4％硝酸酒精浸蚀试验，宏观发现其中一根凸轮轴凸轮表面与失效解剖的样件表面类似，为黑、亮两区见图8。另外该凸轮轴其中一轴颈也有一处小亮点

6、见图9，其余两根未见此现象。分别从上述发亮的部位解剖取样、抛光，用4％硝酸酒精浸蚀，发现有与失效样件同类的亮区组织。凸轮部位的亮区宽度为5．0mm，深度为0．01mm，见图10。轴颈部位亮点宽度为0．07mm，深度为0．01mm，见图11。图10亮区纵截面组织罔豢，j·一-鞫_羽11白点纵截面组织图4结论a．凸轮轴表层黑区渗层组织为回火马氏体+颗粒状碳化物+少量残余奥氏体，属正常的渗碳层组织。b．失效件、验证件渗层表面出现亮区，金相观察为：淬火马氏体+颗粒状碳化物+少量残余奥氏体。非正常渗碳淬火低温回火组织。c．表层亮区为不正常的二次淬火组织内应力增大，是导致失效的直接

7、原因。5原因分析本凸轮轴表面出现上述二次淬火非正常组织亮区现象只有两种可能。一是使用过程润滑不良运转摩擦发热易出现二次淬火现象；二是磨削加工过程加工量大，产生二次淬火现象。经过验证分析得出结论，没有加工使用的凸轮轴也发现有亮区现象，可以排除该凸轮轴失效为使用过程发生。初步确认系磨削加工过程中因磨削热产生二次淬火组织得不到及时回火现象，属应力集中敏感区，脆性增大，导致磨削裂纹，或使用过程中的早期剥落。(下转第52页)内燃机2014年10月当blow—by+100％，外特性曲线5500dmin时，可见油流，进入进气歧管净油量为570g／h。b