Awaria wału korbowego w minikoparce

Najczęstsze przyczyny awarii wału korbowego silnika wysokoprężnego minikoparki:

Po pierwsze, niewłaściwe smarowanie.

Niesprawny układ smarowania silnika wysokoprężnego oraz nieprawidłowe połączenie czopa z panewką (np. niewłaściwy docisk panewki) mogą doprowadzić do jej zatarcia i uszkodzenia wału. Po usunięciu podpory zmienia się rozkład naprężeń i dochodzi do tarcia między dolną częścią wału korbowego a ramieniem wykorbienia.

Po drugie, nieprawidłowa praca łożysk.

W silniku wysokoprężnym obrót panewki łożyska głównego, zbyt duży luz albo niewspółosiowość lub nadmierny luz łożyska mogą powodować bicie wału korbowego i koła zamachowego. Zakłócają one równomierne obciążenie wału korbowego i wpływają na pracę poszczególnych cylindrów. Podobnie zbyt duży luz w zespole łożyska korbowodowego lub odpadnięcie warstwy stopu może wywołać obciążenia udarowe i uszkodzić wał korbowy.

Po trzecie, poluzowanie nakrętek pokryw łożysk głównych jest jedną z ważnych przyczyn przedwczesnego uszkodzenia wału korbowego. Powoduje utratę podparcia lub jego poluzowanie oraz niewspółosiowość współosiowych otworów łożyskowych.

Jeśli po poluzowaniu nakrętek łożysk głównych zmieni się położenie osi wału, a luz łożyskowy wpłynie na jego pracę, silnik wysokoprężny będzie pracować poza dopuszczalnymi parametrami. Innymi słowy, wał korbowy utraci prawidłowe podparcie. Jeśli dojdzie do przesunięcia osi, a wał będzie obracać się mimośrodowo w otworze obudowy, jego obciążenie stanie się nierównomierne i może dojść do uszkodzenia.

Po czwarte, nadmierny luz osiowy wału korbowego.

Nadmierny luz wzdłuż wału korbowego wynika przede wszystkim z jego ruchu osiowego. Łożysko oporowe wału korbowego, połączone z elementem łączącym, znajduje się przy czwartej podporze głównej. Gdy luz osiowy wału przekroczy 0,5–0,6 mm, rośnie obciążenie robocze silnika wysokoprężnego, a także siła reakcji wału korbowego działająca na czołową powierzchnię łożyska. Aby ograniczyć nadmierne wychylenie, rosną naprężenia. Ich koncentracja może przyspieszyć pękanie wału korbowego.

Koło zamachowe się przemieszcza.

Po piąte, poluzowane śruby koła zamachowego mogą doprowadzić do uszkodzenia zespołu wału korbowego, jego zmęczenia, utraty wyważenia dynamicznego i znacznego spadku siły bezwładności. Gdy wał korbowy i koło zamachowe są osadzone na stożkowym połączeniu (np. w silniku wysokoprężnym S195), może dojść do uszkodzenia powierzchni osadzenia koła zamachowego albo pęknięcia wału i zakleszczenia w rowku wpustowym. Jeśli powierzchnia styku połączenia wału korbowego jest mniejsza niż 75%, zwiększa się ryzyko awarii silnika wysokoprężnego.

Po szóste, niewyważenie układu napędowego.

Podczas naprawy wału korbowego może dojść do utraty jego pierwotnego wyważenia, jeśli wał lub przeciwwagi nie spełniają wymagań dotyczących niewyważenia. Wykonanie łożyska wału korbowego jest stosunkowo proste, jednak siły bezwładności są przy tym znaczne. Ponadto podczas naprawy łożysko może odchylić się od promienia wykorbienia, powodując silne drgania i przeciążenie silnika wysokoprężnego. Zwiększa to tolerancję ramienia wykorbienia i może doprowadzić do przekroczenia dopuszczalnej siły odśrodkowej. Długotrwała eksploatacja w takich warunkach może powodować zmęczenie materiału, a w konsekwencji pęknięcie wału korbowego.

Po siódme, wał korbowy nie został prawidłowo oszlifowany.

Wał korbowy ma kluczowe znaczenie dla jego wytrzymałości zmęczeniowej. Wpływają na nią czopy wału i korbowodów, promienie przejść między czopami głównymi a wykorbieniami oraz ramię wykorbienia. Nieprawidłowe szlifowanie czopów głównych, pominięcie promieni przejść, brak współosiowości lub równoległości czopów, niewłaściwy promień wykorbienia, uszkodzenie barków oporowych i powierzchni czopów, a także błędne wymiary i kąty między wykorbieniami mogą osłabić wał. Nieprawidłowe szlifowanie promieni przejść lub zastosowanie naroży prostokątnych zamiast właściwych zaokrągleń powoduje koncentrację naprężeń i obniża wytrzymałość wału, zwiększając ryzyko pęknięcia.