柴油機(jī)軸瓦早期失效的原因及防止措施

王春華

摘要：燒瓦抱軸是柴油機(jī)重大機(jī)械事故，分析柴油機(jī)軸瓦早期失效的原因，提出合理的防止措施，對(duì)提高柴油機(jī)的使用壽命，降低維修費(fèi)用都具有重要意義。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī)；軸瓦；早期失效；防止措施

中圖分類號(hào)：TK428文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.05.041

柴油機(jī)軸瓦有主軸瓦與連桿瓦，通過連桿瓦使連桿與曲軸連接，通過主軸瓦使曲軸支承在機(jī)體座孔中，并承受燃?xì)鈮毫蛻T性力，減少摩擦阻力和軸頸磨損。它們都是在鋼背上澆鑄或軋壓合金層的薄壁瓦。軸瓦合金有鉛青銅、巴氏合金、鉛合金等。目前多用鋁合金，因其材質(zhì)較軟又有保持油膜的性能，對(duì)軸頸有保護(hù)作用。隨運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間的增加，軸瓦會(huì)出現(xiàn)疲勞剝落、機(jī)械損傷和燒瓦等損傷，發(fā)生燒瓦抱軸的機(jī)械事故。因此，分析柴油機(jī)軸瓦早期失效的原因及采取合理的防止措施，對(duì)提高柴油機(jī)的使用壽命，降低維修費(fèi)用都具有重要意義。

1軸瓦常見早期失效的形式及原因

1.1早期磨損

早期磨損主要表現(xiàn)為軸瓦內(nèi)表面呈現(xiàn)線條狀的圓周拉痕或小片狀的磨損。產(chǎn)生早期磨損的主要原因有：（1）當(dāng)機(jī)油濾清器失效、機(jī)油長(zhǎng)期未更換而失去潤滑性能時(shí)，一些金屬磨粒會(huì)停留在軸瓦內(nèi)，將軸瓦和軸頸刮傷。（2）潤滑系統(tǒng)故障，機(jī)油壓力過低或過高，供油量不足。當(dāng)經(jīng)過軸瓦的潤滑油供給不正常時(shí)，由于摩擦面間不能保持應(yīng)有的油膜而發(fā)生干摩擦，造成過熱，致使合金熔化或脫落。（3）操作使用不當(dāng)，如發(fā)動(dòng)機(jī)剛啟動(dòng)就高速超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，使軸瓦承受的機(jī)械負(fù)荷過大，易造成軸瓦表面的合金出現(xiàn)疲勞裂紋而逐漸脫落。（4）軸承座變形。軸承座變形后，軸瓦和軸承座將接觸不良，發(fā)生金屬與金屬的干摩擦，造成軸瓦的早期損壞。

12軸瓦腐蝕

腐蝕現(xiàn)象表現(xiàn)為軸瓦內(nèi)表面呈現(xiàn)深灰色或黑色斑狀小孔、蜂窩狀凹坑。軸瓦腐蝕一般是因?yàn)闈櫥筒患儯幕瘜W(xué)雜質(zhì)（酸性氧化物等）侵入到軸瓦合金引起的，氧化物產(chǎn)生主要是機(jī)油高溫氧化的結(jié)果。

13燒瓦

燒瓦是軸瓦的嚴(yán)重?fù)p壞故障，表現(xiàn)為內(nèi)襯工作面合金出現(xiàn)部分或全面性流動(dòng)，粘附在軸頸上，造成發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的磨損和停機(jī)故障。主要原因有：（1）缺油。機(jī)油泵失效，機(jī)油壓力不足；機(jī)油道堵塞，集濾器或?yàn)V清器過臟、堵塞，旁通閥失效；軸瓦裝配過緊或軸瓦過短，軸承座轉(zhuǎn)動(dòng)，將油道堵塞等造成軸瓦缺少潤滑油而發(fā)生燒瓦。（2）軸瓦與軸頸配合間隙過大，油膜壓力小，或配合間隙過小，或軸瓦凸起過高，瓦口處合金變形，工作中兩摩擦表面直接接觸的面積遠(yuǎn)小于規(guī)定值，而使摩擦熱急劇升高等造成軸瓦燒毀。（3）發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，潤滑油溫度增高，粘度下降，導(dǎo)致機(jī)油壓力偏低，軸和軸瓦之間潤滑油膜不易形成，摩擦產(chǎn)生的熱量不能被帶走，造成摩擦加劇，軸瓦發(fā)生粘著磨損而燒熔。

2預(yù)防軸瓦早期磨損的措施

（1）注意檢查軸頸的錐度、圓度、粗糙度。在修理軸瓦的過程中，一定要重視軸頸的錐度、圓度的測(cè)量。如果超過了標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)將其磨修后再裝配軸瓦，否則將會(huì)使新裝配的軸瓦迅速磨損，發(fā)出異響。當(dāng)軸頸出現(xiàn)了較大的圓度和錐度，軸頸與軸瓦的接觸面變小，工作時(shí)，單位接觸面上的壓力相應(yīng)增大，不易形成潤滑油膜，致使軸瓦磨損加劇，在較短的時(shí)間內(nèi)就發(fā)出異響。軸頸粗糙度的檢查同樣重要，因?yàn)榇植诘谋砻娌粌H減少了接觸面積，而且還會(huì)切削軸瓦，使?jié)櫥湍ぴ獾狡茐?。因此，?dāng)軸頸磨損超過0.07 mm，圓度、錐度超過0.05 mm時(shí)，均應(yīng)重新修理后再裝配使用。

（2）保證軸頸與軸瓦有足夠的接觸面積。在使用中，軸頸與軸瓦接觸面過小，會(huì)引起軸瓦早期出現(xiàn)異響。目前，大多數(shù)修理點(diǎn)仍采用手工刮瓦方法，很難保證軸瓦的松緊度和接觸面在75%以上。因此，決定了軸瓦的壽命不會(huì)太高。因?yàn)檩S瓦在工作中，承受的負(fù)荷較大，瓦片表面溫度可達(dá)150 ℃左右，在這種工況下，若其工作面較小，會(huì)很快磨損松曠，出現(xiàn)異響。因此，應(yīng)保持小瓦的上半片、大瓦的下半片接觸面在85%以上。

（3）軸頸與軸瓦間的間隙要符合標(biāo)準(zhǔn)值。有的修理工、駕駛員在確定軸頸與軸瓦的間隙時(shí)，主張寧緊不松，這是錯(cuò)誤的。確定此間隙要按原廠規(guī)定的數(shù)據(jù)，同時(shí)還要考慮軸瓦的合金材料，軸瓦、軸頸的加工精度及曲軸變形等因素。每種機(jī)型的軸瓦都有其最小油膜厚度的最佳間隙值，間隙小一些，可提高曲軸的旋轉(zhuǎn)精度和軸瓦的承載能力，但會(huì)使機(jī)油流動(dòng)阻力增大、流量減少、散熱困難，易造成燒瓦抱軸。間隙大于標(biāo)準(zhǔn)值，機(jī)油泄漏量會(huì)成倍增加，潤滑油膜很難形成，機(jī)油壓力明顯下降，軸瓦出現(xiàn)異響，所以間隙不能過大或過小。20號(hào)高錫鋁合金瓦的軸瓦間隙值為0.08～0.12 mm。

（4）安裝時(shí)注意潤滑油道。軸瓦分上、下兩片，有的上瓦制有凹槽和油孔，安裝時(shí)必須使其油孔與機(jī)體座孔的油道孔或連桿大端桿身油道孔對(duì)準(zhǔn)，否則會(huì)因堵死油路中斷機(jī)油供給而產(chǎn)生機(jī)械 故障。

（5）保證機(jī)油質(zhì)量。定期抽樣檢查和更換潤滑油，防止?jié)櫥脱趸冑|(zhì)。重視潤滑油的清潔，防止燃油內(nèi)有機(jī)酸和硫化物、水分和空氣進(jìn)入潤滑油。保持機(jī)油濾清器和曲軸箱通風(fēng)裝置的清潔并加強(qiáng)維護(hù)，按說明書要求及時(shí)更換濾芯，防止機(jī)油中的雜質(zhì)流入軸瓦和軸頸之間，拉傷軸瓦與軸頸而加速磨損。

（6）正確啟動(dòng)及駕駛。冬季啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，機(jī)油從油底殼到達(dá)主油道需40～60 s，軸瓦配合間隙正常的發(fā)動(dòng)機(jī)，如果不正確冷車啟動(dòng)1次，軸瓦就會(huì)被嚴(yán)重?fù)p壞，出現(xiàn)異響。機(jī)車不超速、不超載、不長(zhǎng)時(shí)間低速工作，可避免上瓦片及連桿瓦出現(xiàn)疲勞現(xiàn)象。

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