VOLVO铰接式卡车发动机波纹管断裂原因分析
周玉华
（江西铜业集团公司城门山铜矿，江西九江，332100）
摘要：采矿场对VOLVO铰接式卡车发动机波纹管断裂问题进行深入分析。通过对其结构特点、工作环境以及实际故障情况进行研究，探讨了可能导致波纹管断裂的多种因素，包括振动与应力、材料缺陷、制造工艺、装配过程和使用维护等方面，并提出了相应的改进措施和建议，旨在为解决该问题提供理论依据和技术支持，以提高VOLVO铰接式卡车发动机的可靠性和使用寿命。
关键词：VOLVO铰接式卡车；发动机；波纹管；断裂原因
一、引言
VOLVO铰接式卡车在工程运输等领域广泛应用，其发动机的正常运行对于车辆的性能和可靠性至关重要。发动机波纹管作为连接排气支管与消声器的重要部件，起着减少振动和噪声、保证排气系统灵活连接的作用。然而，在实际使用过程中，波纹管断裂故障时有发生，严重影响了车辆的正常运行和工作效率。因此，深入分析波纹管断裂的原因具有重要的现实意义。
二、波纹管的结构与作用
VOLVO铰接式卡车发动机波纹管通常采用不锈钢材质制成，呈波纹状结构，下部连接发动机排气支管，上部通过管夹与固定在机罩上的消声器相连。其主要作用是吸收发动机工作时产生的振动和热膨胀，减少排气系统的应力集中，同时降低噪声传播，确保排气系统的可靠性和耐久性。
三、断裂原因分析
（一）振动与应力因素
1.发动机振动传递：发动机在工作过程中会产生不同程度的振动，尤其在高负荷运转和不平稳工况下，振动幅度更大。由于波纹管直接与排气支管和消声器相连，会承受来自发动机的振动传递，导致其内部产生交变应力。长期的交变应力作用容易使波纹管材料产生疲劳损伤，最终导致断裂。
2.共振影响：如果发动机的振动频率与波纹管的固有频率接近，可能会引发共振现象，使波纹管的振动幅度急剧增大，加速疲劳裂纹的萌生和扩展，从而增加断裂的风险。
3.热应力作用：发动机排气温度较高，波纹管在高温环境下工作，会因热胀冷缩产生热应力。这种热应力与机械振动应力叠加，进一步加剧了波纹管的应力状态，降低了其承载能力和疲劳寿命。
（二）材料因素
1.材料质量缺陷：波纹管所用不锈钢材料可能存在内部组织不均匀、夹杂物含量超标等质量问题。这些缺陷会在材料内部形成应力集中源，在使用过程中容易引发裂纹的产生，并且加速裂纹的扩展，导致波纹管过早断裂。
2.材料性能不符：若波纹管材料的选材不当，例如强度不足、耐高温性能差或耐腐蚀性不够等，无法满足发动机实际工作环境的要求，也会使其在使用过程中容易出现断裂故障。在含有腐蚀性气体或液体的环境中，材料的耐腐蚀性不足会导致波纹管表面形成腐蚀坑，成为裂纹的起源点，进而引发断裂。
（三）制造工艺因素
1.成型工艺问题：波纹管的成型工艺精度对其质量影响较大。如果在制造过程中，波纹的形状、尺寸不均匀，波峰和波谷的过渡处存在尖角或应力集中部位，会导致局部应力过大，在使用过程中这些薄弱部位更容易出现断裂。此外，成型过程中的过度拉伸或压缩可能会使材料的晶格结构发生畸变，降低材料的力学性能。
2.焊接质量缺陷：对于需要焊接的波纹管组件，焊接工艺和质量至关重要。焊接过程中，如果焊接参数选择不当、焊接操作不规范，可能会出现焊缝咬边、未焊透、气孔、夹渣等焊接缺陷。这些缺陷会降低焊缝的强度和韧性，使焊缝处成为波纹管的薄弱环节，在受力时容易从焊缝处断裂。
（四）装配因素
1.安装位置偏差：由于制造误差或装配不当，消声器的安装位置可能与设计位置存在偏差，导致波纹管安装后处于非垂直或扭曲状态。这种安装状态会使波纹管在初始状态下就承受额外的弯曲应力和扭转应力，在发动机振动的作用下，应力进一步增大，加速波纹管的疲劳断裂。
2.装配预紧力不当：在装配过程中，若管夹的预紧力过大或过小，都会对波纹管产生不利影响。预紧力过大，会使波纹管局部受压变形，导致材料内部产生过大的应力；预紧力过小，则可能导致波纹管与排气支管或消声器之间的连接松动，在振动过程中产生相对位移，引起波纹管磨损和疲劳裂纹的产生。
（五）使用与维护因素
1.工况恶劣：VOLVO铰接式卡车经常在复杂的路况和恶劣的环境下工作，如矿山、建筑工地等。在这些工况下，车辆行驶时会受到较大的颠簸和冲击，发动机也常常处于高负荷、不稳定的运行状态，使得波纹管承受更大的振动和应力，增加了断裂的可能性。
2.缺乏维护保养：如果用户对车辆的维护保养不及时、不到位，例如长时间不检查和清理波纹管表面的积尘、油污等杂质，会影响波纹管的散热性能，导致其局部温度过高，加速材料的老化和性能下降。此外，未能及时发现和处理波纹管的小裂纹等初期故障，在继续使用过程中，裂纹会不断扩展，最终导致波纹管断裂。
四、结论
VOLVO铰接式卡车发