通过热处理修理部件的方法技术

本发明专利技术涉及一种通过热处理，特别是回火来修理部件(14)，特别是内燃发动机(10)的部件的方法。该方法包括获得材料特定的参考参数的步骤(S2)，该材料特定的参考参数是基于对由与待热处理的该部件(14)相同的材料制成的参考样品执行的至少一个参考测试而确定的，其中该参考参数表示对待热处理的该部件(14)的材料的期望的热处理效果；根据所获得的参考参数确定加热温度和加热持续时间中的至少一个的步骤(S3)；以及根据所确定的加热温度和所确定的加热持续时间中的至少一个对该部件(14)进行热处理的步骤(S4)。处理的步骤(S4)。处理的步骤(S4)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过热处理修理部件的方法


[0001]本专利技术涉及一种通过使部件经受热处理程序，特别是回火程序来修理部件，特别是内燃发动机的部件如曲轴的方法。

技术介绍

[0002]在大型内燃发动机中，例如在船舶或动力装置中使用的内燃发动机中，损坏或故障状况可能导致高修理费用和长时间故障。这特别适用于此类发动机的曲轴的损坏，因为该部件可能重达几吨，例如超过10吨，因此通常需要昂贵的拆卸、处理和修理程序。除了修理成本之外，还可能出现高故障成本，因为装备有此类发动机的船舶或动力装置可能受到故障本身的影响并且通常不能更长时间地操作。
[0003]在此类发动机的操作期间发生的曲轴的记录故障涉及它们的轴承轴颈的损坏。这特别适用于杆轴承轴颈以及主轴承轴颈，杆轴承轴颈被配置成在曲轴处可旋转地支撑活塞连杆，主轴承轴颈被配置成在发动机气缸体内可旋转地支撑曲轴。此类损坏可能是由发动机的不充分维护或故障状况引起的，特别是导致曲轴的不充分润滑或冷却的不充分或有缺陷的热管理。因此，曲轴可能经受高摩擦并因此经受过高的温度和温度变化，从而不利地改变金属微观结构并因此改变曲轴的材料强度特性。
[0004]为了修理此类损坏的曲轴，已知的是用备件替代曲轴。然而，替代损坏的曲轴可能花费数周并且可能非常昂贵。
[0005]此外，用于恢复损坏的曲轴的适当状态的方法是已知的。然而，这些方法可能是昂贵的，并且可能难以恢复曲轴的初始和所要求的材料特性。这样做的一个原因是为了恢复曲轴的初始和所要求的材料特性，可能需要数个迭代热处理程序。这还需要特别受过训练的人员，特别是因为在所提及的应用领域中，发动机及其部件必须符合法规要求，如建立和维护技术标准的船级社的规则。因此，难以验证在修理和安装后满足了所有法规要求。此外，这种方法需要在靠近船舶或动力装置的地点或区域设置对应的热处理装置，该热处理装置适合于对此类曲轴进行热处理，以便避免由于运输而导致的长时间停工。

技术实现思路

[0006]因此，从现有技术出发，目的是提供一种修理内燃发动机的部件的改进方法，特别是当用于修理大型内燃发动机的部件时，可以时间有效地和成本有效地执行该方法。此外，本专利技术的目的是提供这样一种修理内燃发动机的曲轴的方法的用途。
[0007]这些目的通过独立权利要求的主题来解决。在本说明书、附图和从属权利要求中阐述了优选实施例。
[0008]因此，提供了一种通过热处理，特别是回火来修理部件，特别是内燃发动机的部件的方法。该方法包括获得材料特定的参考参数的步骤，该材料特定的参考参数是基于对参考样品执行的至少一个参考测试而确定的，参考样品由与待热处理的部件相同或基本相同的材料制成，其中该参考参数表示对待热处理的部件的材料的期望的热处理效果；根据所
获得的参考参数确定加热温度和加热持续时间中的至少一个的步骤；以及根据所确定的加热温度和所确定的加热持续时间中的至少一个对该部件进行热处理的步骤。
[0009]此外，提供了一种修理内燃发动机的曲轴，特别是曲轴的轴承轴颈的上述方法的用途。
附图说明
[0010]当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述将更容易地理解本公开，其中：
[0011]图1示意性地示出了处于至少部分地拆卸的状态的内燃发动机的底视图的一部分；
[0012]图2示出了描绘修理图1中描绘的发动机的曲轴的方法的流程图；
[0013]图3示出了描述程序的流程图，该程序阐明了根据第一实施例的图2中所描绘的方法的步骤；
[0014]图4示出了材料特定的回火图；以及
[0015]图5示出了描述程序的流程图，该程序阐明了根据第二实施例的图2中所描绘的方法的步骤。
具体实施方式
[0016]在下文中，将参考附图更详细地解释本专利技术。在附图中，相同的元件由相同的附图标记表示，并且可以省略其重复描述以避免冗余。
[0017]图1示出了内燃发动机10，在下文中也称为“发动机”，内燃发动机10以安装在船舶或动力装置(未示出)中的往复式发动机的形式提供。特别地，发动机10旨在用作主发动机或辅助发动机。发动机10被描绘成处于至少部分地拆卸的状态，使得发动机10的底侧是打开防止的并且对于人员是可触及的。具体地，如从示出发动机10的底视图的图1中可以看出的，发动机底盖至少部分地从发动机气缸体12移除，使得发动机10的曲轴14的至少一部分暴露出来并且可供维修人员触及。
[0018]发动机10包括多个气缸(未示出)，例如十二个或十六个或十八个气缸，它们容纳在发动机气缸体12中。在所示出的发动机10的构型中，气缸根据直列式构型或任何其他已知的气缸构型布置。每个气缸设置有由容纳在气缸中的活塞限定的燃烧室。活塞被配置成在气缸内往复运动和轴向运动，并经由活塞连杆联接到曲轴14。在发动机10的操作期间，燃料和空气供应到每个气缸中并且在每个气缸中点燃，以便产生高温和高压气体，这些气体将力施加到对应的活塞并且因此轴向地移动对应的活塞，由此使曲轴14旋转。这样，化学能转变成机械能。
[0019]曲轴14经由多个滑动轴承16可旋转地支撑在发动机气缸体12中，多个滑动轴承16中的每一个由设置在发动机气缸体12中的轴承壳和容纳在轴承壳中的曲轴14的主轴承轴颈18形成。
[0020]每个活塞经由相应的活塞连杆(未示出)连接到曲轴14。具体地，活塞连杆经由滑动轴承可枢转地支撑在曲轴上，该滑动轴承由设置在活塞连杆的端部区段的轴承壳和设置在曲轴14上的杆轴承轴颈20形成。在所示出的构型中，每个杆轴承轴颈20沿着曲轴14的纵向轴线插入在两个邻近主轴承轴颈18之间。此外，杆轴承轴颈20是相对于曲轴14的纵向轴
线径向移位的，其中两个邻近杆轴承轴颈20布置在相对于曲轴14的纵向轴线的相反侧上。
[0021]曲轴14由合金钢制成，该合金钢在制造期间经过热处理以满足法规要求所要求的材料强度特性。在本公开的上下文中，术语“材料强度特性”是指材料在施加力时表现出的物理特性。材料强度特性的实例是拉伸强度、硬度和疲劳极限。
[0022]具体地，曲轴14由淬火钢和回火钢制成，例如50CrMo4钢。
[0023]在发动机10的操作期间，如上所述，发动机10的热管理系统或机构可能发生故障，导致曲轴14的不适当的润滑和冷却。因此，这些轴承可能经受过多的热，从而引起这些轴承的损坏，特别是轴承咬粘或微振磨损，这导致这些曲轴轴颈(即这些主轴承轴颈18和这些杆轴承轴颈20)的疲劳强度降低。通常，术语“咬粘轴承”或“轴承的咬粘”是指当在轴承的旋转期间生成过多热时，例如由于不适当的润滑而发生的故障。这样，轴承的部件开始软化，从而改变曲轴14的金属微观结构和材料强度特性。此外，术语“微振磨损”描述了通过产生例如增加的表面粗糙度和微坑而确实地降低轴承的接触面积的损坏。
[0024]在本专利技术的上下文中，已经发现，当操作经受这种故障的发动机10一定时间段时，其曲轴14，特别是轴承轴颈18、20被摩擦过度加热，即加热到超过预期和正常操作范围的温度水平。如本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通过热处理，特别是回火来修理部件(14)，特别是内燃发动机(10)的部件(14)的方法，包括：
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获得材料特定的参考参数的步骤(S2)，所述材料特定的参考参数是基于对由与待热处理的所述部件(14)相同的材料制成的参考样品执行的至少一个参考测试而确定的，其中所述参考参数表示对待热处理的所述部件(14)的材料的期望的热处理效果；
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根据所获得的参考参数确定加热温度和加热持续时间中的至少一个的步骤(S3)；以及
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根据所确定的加热温度和所确定的加热持续时间中的至少一个对所述部件(14)进行热处理的步骤(S4)。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述参考参数定义用于获得所述期望的热处理效果的所述加热温度和所述加热持续时间之间的关系。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述参考参数定义一组值对，所述值对中的每一对由加热温度值和对应的加热持续时间值构成。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述参考参数被定义为所述加热温度和所述加热持续时间的函数。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述参考参数表示或为拉森
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米勒参数或霍洛曼
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杰夫参数。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述参考参数被定义为：P＝f(T(log(t)+C))，其中P是指所述参考参数，f表示数学函数，T是指所述加热温度，t是指所述加热持续时间，并且C是指常数，特别是待修理的所述部件(14)的材料常数。7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述参考参数被定义为所述加热温度、所述加热持续时间、加热速率和冷却速率的函数。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述参考参数被定义为：其中P是指所述参考参数，f表示数学函数，T是指所述加热温度，t是指所述加热持续时间，C是指常数，特别是所述部件(14)的材料常数，k是指系数，K1是指加热速率，并且K2是指冷却速率。9.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：卡特彼勒发动机有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：