凸轮轴断裂

qtzhang

冷激铸铁凸轮轴总在正时端的轴颈处断裂，位置如图，一年中已经退返了几起（2.0L发动机），都在同一位置，理化检验各项均符合产品定义，扫描电镜分析断口也未发现缺陷等异常情况，断口为一次性脆性断裂，铸铁断口不太好看而且凸轮轴断裂后连正时齿轮的一端还转动了所以断口有部分磨损，断裂应当是受扭转与弯曲力矩作用结果，但也未能知道是否受到了异常的应力作用。拉了些毛坯与成品做过磁粉探伤未发现此处表面有裂纹缺陷，未能从材料方面找到凸轮轴断裂的原因。此断裂轴颈位置为凸轮轴上截面最小的地方，因其加工的有装正时齿轮的螺纹孔，一直延伸到第一凸轮面位置，如图所示。发现此螺纹孔有点偏心（断裂处截面一边比另一边厚1MM）,装上螺栓后螺纹剩的还比较多，但产品说设计没问题不能将此螺纹孔钻浅点好让此断裂处为实心，也许这也不是凸轮轴断裂的主要原因，本人经验有限，望各位有此方面经验的同行不吝赐教指点一二，谢谢！

pzhdm1977

建议重新核定一下扭矩

网络菜鸟

如果你的信息准确，那么材料与加工看来是没有问题的。那就应该是设计问题。
$ }5 }9 l0 C3 o' S" j3 ~  D! W“此断裂轴颈位置为凸轮轴上截面最小的地方，因其加工的有装正时齿轮的螺纹孔”，那么断裂除应该是凸轮轴最薄弱并且有应力集中的地方。多次断裂，不知道你是不是在发动机台架试验过程中发现的问题。个人分析因该是实际大于设计负荷造成的。因为凸轮轴的强度设计已经是很成熟的技术了，计算过程也经过大量实践考验了。
2 V+ g5 r% s) [8 J以上意见供你参考

qtzhang

谢谢！我们是合资汽车公司的，老外说发动机技术是很成熟的，全球通用的一款高速发动机，说那地方虽然截面小点，可设计是没有问题的，根本不给考虑改设计。也不是在在台架实验断的，是客户退返的已经有三台了都在同一个地方断，郁闷，应当是受了比较大的异常外应力作用给弄断的，这次4S店就返回了根凸轮轴其他的零部件的情况也不了解

unimont

原帖由 qtzhang 于 2009-1-18 22:13 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
* ~9 l8 ^2 y- l- d- |谢谢！我们是合资汽车公司的，老外说发动机技术是很成熟的，全球通用的一款高速发动机，说那地方虽然截面小点，可设计是没有问题的，根本不给考虑改设计。也不是在在台架实验断的，是客户退返的已经有三台了都在同一 ...

/ C5 U) p) `) M$ ~$ B: ]8 J如果这样我说可能是水土不服
* k( |9 z! e1 n6 Z发动机的凸轮轴的作用就是顶开进气阀和出气阀
而出气阀开启的时候正是气缸压力很大的时候
如果油品不好，或者正时调教不准，甚至是出气阀弹簧过硬（气温低），都有可能是凸轮轴的扭矩超过设计额定扭矩，而在最薄弱处发生断裂
这到是个机会问一问气缸排气压力和凸轮轴额定扭矩，希望得到您的反馈
+ z9 U4 l+ D# K* R/ M2 o
& r# }: D* M( O) q1 J$ _6 N[ 本帖最后由 unimont 于 2009-1-18 22:56 编辑 ]

xuwu531

欧美的路况根中国一样，问一问断裂时凸轮轴工作的情况才好做8D分析

xuwu531

做本体强度试验，看轴颈处渗碳体超标没有。

xuwu531

买厦门理研的产品试用一年，个人觉得了解事故发生时的路况、车速、是否急剧加速转弯

wangjh8305

断裂如果是受扭转与弯曲力矩作用结果，断口就不会为一次性脆性断裂，可能是螺纹加工缺陷。过长的螺纹孔钻浅点是个好办法。图片8中一圈圈的是什么？

网络菜鸟

原帖由 qtzhang 于 2009-1-18 22:13 发表 http://www.3dportal.cn/discuz/images/common/back.gif
谢谢！我们是合资汽车公司的，老外说发动机技术是很成熟的，全球通用的一款高速发动机，说那地方虽然截面小点，可设计是没有问题的，根本不给考虑改设计。也不是在在台架实验断的，是客户退返的已经有三台了都在同一 ...

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不知道您是哪个公司的 设计是成熟的可能没错，老外都用了很久了，当然成熟。但中国的汽油虽然价格是美国的两倍，质量却有点那个，反映到凸轮轴就是实际负载与设计负载不同，国外的发动机引入后肯定要进行调整(比如正时的调整)。象德国人的汽车在中国上市前往往要跑上一年的实际路况才会上市。个人观点，供你参考。

vienaldo

个人认为是因为螺纹孔偏心造成的，正时齿轮与惰齿轮配合转动时，凸轮轴受到交变应力，而且越靠前端应力越大。如果有样机，楼主可以测量一下凸轮轴衬套与惰齿轮的中心距离是否超差。
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" {4 s# w, q: W8 F( f  S[ 本帖最后由 vienaldo 于 2009-1-22 09:34 编辑 ]