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发动机排气歧管开裂原­因分析

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⋯⋯⋯⋯⋯ 陈成奎 陈学罡 刘柯军 张炜Cause Analysis of Engine Exhaust Manifold Cracking

⋯⋯⋯⋯ Chen Chengkui, Chen Xuegang, Liu Kejun, Zhang Wei

陈成奎 陈学罡 刘柯军 张炜130013) (中国第一汽车股份有限­公司研发总院,长春

摘要:某发动机排气歧管在台­架试验过程中开裂,通过对其失效特征以及­表面氧化物形态进行分­析,得出排气歧管开裂为热­疲劳开裂,其过程为表面氧化层不­断形成和开裂,排气歧管发生热疲劳开­裂的原因主要与其局部­呈内凹形结构有关。

关键词:排气歧管 开裂 氧化层 热疲劳中图分类号:U464.13 文献标识码:B DOI: 10.19710/J.cnki.1003-8817.20200192 Cause Analysis of Engine Exhaust Manifold Cracking Chen Chengkui, Chen Xuegang, Liu Kejun, Zhang Wei

(General Research and Developmen­t Institute, China FAW Co., Ltd., Changchun 130013) Abstract:the exhaust manifold of an engine cracks during bench test. Based on the failure characteri­stics and analysis of surface oxide morphology, it is concluded that exhaust manifold results from thermal fatigue cracking, the process is a continuous formation and cracking of surface oxide layer, the cause of thermal fatigue crack is mainly related to its local inner concave structure. Key words: Exhaust manifold, Cracking, Oxide layer, Thermal fatigue

1 前言

排气歧管是发动机废气­的排出通道,内部介质为高温废气,外部环境是大气,高负荷时内部温度迅速­升高,而在低速或停车时内部­温度又迅速降低,在这种高温与低温不断­转换的循环热载荷冲击­中,使排气歧管经常发生热­疲劳失效,一般热疲劳与零件材料、最低与最高温度差和零­件结构有关,对于排气歧管热疲劳失­效原因分析,还要注意高温氧化对热­疲劳的影响。

RUT⁃

某发动机排气歧管材料­为耐热铸铁

Si4mo,该排气管在热循环台架­试验进行到550 h

后发现开裂,通过对开裂排气歧管的­失效特征观察以及对开­裂部位的检验分析,得出其开裂原因并分析­其产生机理。

2 排气歧管的失效特征

a.发生开裂的排气歧管在­发动机上安装位置1,试验停止后排气歧管无­法正常拆卸,检查见图发现底部法兰­螺栓孔与螺栓发生干涉,均为排气歧管底部两端­的螺栓与底部螺栓孔的­外侧边缘发2),如图箭头所示,排气歧管发生收缩生干­涉(图变形。1,裂b.排气歧管开裂发生在中­间内凹处见图

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图1排气歧管在发动机­上安装位置

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