引擎大端軸承設計及損壞案例解析(簡体版) 2008-1-25.ppt

GS-125 曲軸 曲軸側板 / 連桿側面異常摩擦的原因 1.連桿大/小端孔平行度不良 2.曲軸左、右側配重之動平衡不對稱 3.曲軸外掛零件(如磁電机等)動平衡不良 4.曲軸箱球軸承孔單側過大 5.球軸承耗損致間隙過大 曲軸側板 / 連桿側面異常摩擦 連桿平行度不良致連桿側向偏移 水平分力致連桿側向偏移 連桿與曲軸側板異常磨擦 連桿磨損案例 (潤滑油不潔) 鉻鉬 鋼滲碳 表面硬度 HV0.1 816 路試 5000KM磨耗約0.1mm 0.0125mm 微細磨痕 離心力 保持架 速度 磨料磨耗: 連桿 曲軸梢油孔附近之高應力區 磨耗機構 (Abrasive Wear ) 磨耗量增加 方向 大小 硬度 韌性 剛性 0.2mm 輕腐蝕以顯示素材孔隙缺陷 12.5mm正方 鉻鋼正火相圖 0.02 mm 圖一 連桿900℃正火組織 白色為合金成分偏高不均勻所致之正火馬氏體組織 立多祿SCM保持架滲碳氮化後900℃正火主組織 0.02 mm 6分鐘內 100℃沸水中回火（1小時） 30分鐘內 - 70℃ (-100 ℃) 深冷處理（半小時） ( 水中 )升溫至室溫 深冷處理 滲碳處理 淬火 約200℃回火 深冷處理 滲碳至表面含碳量 ~ 0.8% (充分擴散) Acm 線 上30~50℃ 1次淬火 Acm線 下10~20℃ 2次淬火 回火 二次淬火處理 (心部含鐵素體較多,硬度較低, 可提高素材含碳量以改善之 ) 曲軸銷經二次淬火處理改善例 原況：SCM415 滲碳/ 一次淬火/ 回火 表面硬度：HRc 63 滲碳深度：1.1mm 心部硬度：HRc 35  改善：追加一次800℃淬火/180℃回火 表面硬度：HRc 65 滲碳深度：1.1mm 心部硬度：HRc 30 0.02 mm 0.02 mm 連桿磨損案例 (三) 端面硬度 HRc ～45 (硬化深度不足) 硬化深度不足導致破壞 （表面） 零件可承受應力 (設計值) 破壞點起始區 零件可承受應力 (硬化深度不足) 零件所受應力 （心部） 距表面距離 應力 含碳量 Vs殘留奧氏体量( 碳鋼淬火至室溫的水) 鐵碳平衡圖 減少殘留奧氏体之手段(降低硬化能) 1. 避免原始奧氏体晶粒過大—滲碳溫度930℃以下 2. 素材合金分佈均勻 3. 含碳量 ~0.8 % 4. 降低淬火溫度 疲勞強度v.s.硬度 TW-200发动机大端轴承改善方案 TW-200发动机大端轴承改善方案 TW-200发动机大端轴承改善方案 TW-200发动机大端轴承改善方案 TW-200发动机大端轴承改善方案 TW-200发动机大端轴承改善方案 TW-200发动机大端轴承改善方案 TW-200发动机大端轴承改善方案 TW-200发动机大端轴承改善方案 TW-200发动机大端轴承改善方案 TW-200发动机大端轴承改善方案 TW-200发动机大端轴承改善方案 小端軸承之強化設計 強化設計 一般設計 會引起疲勞破壞的素材缺陷 約0.15mm 深 之材料缺陷 0.2mm 會引起疲勞破壞的素材缺陷 0.2mm 0.2mm 0.2mm 滾針表面疲勞裂紋 曲軸梢/連桿/滾針界面之最大應力達 ~250Kg/mm2 曲軸梢/連桿/滾針素材---高潔淨度鋼 (日本本田公司 規定曲軸梢需用 ESR鋼) 高潔淨度鋼(ESR) 0.2mm 非高潔淨度鋼 0.2mm 素材不良導致曲軸銷磨損案例 SCM 420滲碳 表面硬度 HRc ～62 硬化深度＞1.0 mm Pmax 耐久測試 ~ 30 Hr 損壞 0.1mm 0.02mm 原素材不良所致破壞 0.05mm 素材不良導致連桿磨損案例 (42小時台試連桿耗損0.25mm) 0.1mm 0.1mm Adhesive Wear SCM 420滲碳 表面硬度 HRc 61～63 硬化深度＞0.8 mm 素材不良導致曲軸銷磨損案例 正常使用3000公里曲軸銷磨損0.07mm 素材不良導致曲軸銷磨損 0.02mm 0.1mm 0.1mm 淬火裂縫 0.0125mm 馬氏體粗大 (含碳量太高) 淬火前奧氏體晶粒粗大(滲碳溫度過高) 常伴隨多量殘留奧氏體 淬火裂縫的形成 Common Request :Prior Austenitic grain size finer than ASTM # 6 ( or 7) Light