第37卷(2015)第1期
使用维修
柴油机 Diesel Enginc
Vol. 37 ( 2015) No. I
某柴油机排气挺杆断裂故障原因分析与改进优化
王建国，张杰
（海军驻兴平地区军事代表室，陕西柴油机重工有限公司，陕西兴平713105）
摘要：针对某国产荣油机发生的排气挺杆断裂故障原因进行分析。分析结果表明，故障系由排气挺杆壁厚偏差过大，挺杆承受附加弯矩而出现疲劳破坏导致。根据故障机理，提出了挺杆优化方案。
关键词：荣油机；挺杆；断裂
中图分类号：TK423.4*3 0引言
文献标识码：B
柴油机气阀挺杆是气阀传动机构中的重要组件，由凸轮轴推动做往复运动，通过摇臂按照规定的正时打开和关闭气阀。工作过程中，挺杆承受交变的压应力，因此，挺耗的结构、材料以及加工质量都对挺杆的可靠性有着不可忽视的影响。本文针对某柴油机发生的排气阀挺杆断裂故障原因进行分析，确定故障原因并提出了改进措施。
故障描述
某柴油机在突加负荷时，柴油机排温异常报警，立即机旁停车。拆检发现B6缸排气挺杆断裂，断裂情况见图1。排气挺杆两端壁厚正常，断裂处圆周方向壁厚不均勾，最厚处约4.1mm，最薄处约0.5mm。
文章编号：10014357(2015)01004902
图1排气挺杆断裂情况
断口分析
2 2.1
材料分析
挺杆材料为45GB/T699-1999，在断裂挺杆上取样进行化学成分分析，结果表明材料化学成分符合技术要求，详见表1。
表1化学成份检查结果
元素实测值/% 要求值/%
c 0. 46
0. 42 ~ 0.50
IS 0. 29
0. 17 ~ 0. 37
Mn 99 °0
0. 50 ~ 0. 80
按照GB/T10561-2005标准中实际检验A法对挺杆基体的非金属夹杂物进行评级，结果为： A1.5，B1.0，C1.0，D0.5，基体显微组织为回火索氏体+极少量铁素体，见图2。
在断裂挺杆上管剖110mmx10mm矩形条状拉伸试样进行力学性能检验，检验结果抗拉强度R。：797 MPa，断后伸长率A：9%，符合图纸要求，见表2。 2.2断口特征分析
挺杆断裂处宏观形貌如图3所示，断面可见
p 0.007 0.035
S 0. 029 0.035
Cr 0.012 0.25
Ni 0.011 0.25
Cu 0. 010 E0.25
挺杆的壁厚不均勾，壁厚较薄区域已经严重破坏，挺杆上方断口已经磨光，下方断口壁厚较厚区域可见明显的贝壳纹特征。从贝壳纹的形貌和贝壳纹间距可以判断：主裂纹起源于薄壁区域的内壁，沿着两个方向向厚壁处扩展，在两个裂纹扩展的交界区域（最后瞬断区），挺杆外壁存在次裂纹源。
内壁的宏观形貌显示，内壁加工比较粗糙，存在明显的加工刀痕和台阶，见图4。