内燃机车碾瓦的原因分析及预防措施

魏坚　李炜

【摘 要】对内燃机车机油机碾瓦的故障原因进行分析，并提出相应的预防措施。

【关键词】柴油机；轴瓦；碾瓦；润滑油

独山子石化公司营销调运处机务段2013年在机车运用过程中，DF12、DF4DD两台机车相继出现柴油机主轴瓦合金层剥离（DF12）及严重拉伤（DF4DD）。下面就针对我段机车故障进行分析，并提出相应的预防措施。

1.轴瓦的作用及组成

1.1轴瓦的作用

柴油机上主要的承载部位较多地采用滑动油承，这类轴承一般做成剖分的，剖分后的两半形似瓦片，故又称为轴瓦。柴油机上承受载荷最大的轴承即为与支撑曲轴的主轴承，也即主轴瓦。

1.2轴瓦的成分

16V240ZJB型柴油机的主轴瓦为高锡铝合金钢背薄壁轴瓦，钢背为08A1钢，合金层为20高锡合金。

2.柴油机碾瓦的过程及危害

2.1柴油机碾瓦的过程

柴油机主轴承为开合式滑动轴承，由上下两块半圆形金属瓦组成，润滑方式为压力润滑。柴油机曲轴工作时，轴颈是在比它大的一个轴承孔内旋转的，间隙中充满了润滑油。在柴油机工作时，如果由于某种原因使油膜的最小厚度小于零件表面的微观不平度，油膜将被破坏而失去承载戏能力，使轴颈和轴瓦两面接触，进行半干摩擦或干摩擦状态，如果在这种状态下运转，就会导致轴瓦很快磨损，造成曲轴碾瓦。

2.2柴油机碾瓦的危害

柴油机一但发生碾瓦故障，将严重影响机车的正常运行。轻者需要在不解体的机车上更换轴瓦，难度较大，严重时还需要将柴油机吊下进行检修，工作量大且检修周期长。柴油机发生碾瓦后，如若不能及时发现并更换，还会导致曲轴拉伤以及过热变色而报废。

3.柴油机碾瓦的原因分析

根据我段两台机车碾瓦后检修情况进行分析，造成碾瓦的原因总结如下：

3.1柴油机润滑油作用不良

3.1.1润滑油被污染。

（1）润滑油清洁度不良。润滑油中的灰尘、污垢及金属颗粒吸附在轴瓦表面上，使抗磨合金材料移位。这些物质到达曲轴上，引起局部摩擦，损坏润滑油膜。

（2）润滑油被稀释或乳化。在运用中由于各种原因导致小或小柴油混入机油系统中，直接导致润滑油被乳化或稀释，从而大大降低润滑油的粘度，影响油膜的正常建立。

（3）润滑油使用时间过长。当润滑油使用时间较长时，部分性能指标超出标准要求，影响润滑油使用效果。

3.1.2机油温度过高。

机油温度越高，其粘度越低，所以当油温过高时，会使轴瓦与轴颈间的油膜百度小于最小油膜厚度，从而造成柴油机碾瓦。

3.2 柴油机轴瓦局部过载

（1）当机车大负荷运转时，柴油机输出扭矩加大，导致轴瓦载荷过大，甚至超过油膜承载能力，产生半干摩擦或干摩擦，导致轴瓦非正常磨损。

（2）轴瓦压力不均匀。当轴瓦组装受力后，运用过程中，在轴瓦合口处会发生一些结构的变化，如局部尺寸变小，促使局部油隙发生变化，从而导致轴瓦受力不均，造成局部过载而碾瓦。

3.3 机车日常运用维护不当

（1）日常使用中，如起机油温不够，升降速过早过快，以及柴油机在起动、停机过程中，轴承经常处于临界润滑状态，可使油膜间断，轴瓦与主轴颈磨擦面直接接触。即使柴油机在正常运转时，由于负荷不稳定等因素，轴颈和轴承也很难保持均匀和不间断的液体润滑，从而引起碾瓦的发生。

（2）在机车日常检修维护方面：空气滤清器、机油滤清器、机油精滤器等的清洗或更换不到位，以及焊修机体、管线等焊渣掉落等，引起各类杂质混入机油中，从而导致柴油机运动部件的损坏（我段DF4DD所碾轴瓦合金层有多道划痕，分析为油膜内吸入机械杂质从而拉伤合金层）。

4.预防措施

4.1加强润滑油品的质量管理

我段机车一直使用兰炼四代机车润滑油，其具有优良的清净分散性、碱值保持性、氧化安定性、抗腐蚀性、抗磨损性、抗擦伤性和润滑性能，同时具有良好的低温启动性。

4.1.1优化新润滑油的使用。

根据住年机油年更换量做好机油材料的上报计划。故障前我段每年初购置全年机油需求计划。因新购置机油在段存放时间较长后仍存在变质问题，故障发生后，我段按季度上报油品需求计划，并尽量在重新检测（规定新油每半年检测）前使用，在源头上保证加入机车油品质量。换油及日常补油做好“五定三滤”，严防杂质进入机油系统。

4.1.2细化油品的化验分析。

发生故障前我段在机车运行2万公里进行小辅修时统一进行机油的取样、化验。故障后严格按照内燃机车机油化验规定，机车在每运行8000～10000公里进行取样化验。我段技术人员每月进行统计累加，到达规定公里数安排机车整备人员进行取样、送检。取样规定：机油取样应在柴油机打循环不少于20分终后或停机20分钟以内，且油温不低于40℃时，从粗滤器后接取样品0.5Kg化验。化验结果遵从TB/T1739-2005《内燃机车柴油机油换油指标》标准，对超标的机车机油进行更换。

4.2加强机车运用保养

（1）严格控制机车油水温度，油水温度低于20℃不能启机，低于40℃不能加载，停机时油水温度不得超过60℃。尤其是在冬季，一定要给足润滑油供给时间才能启机，防止供油不足发生碾瓦。

（2）在日常运用中，正确操纵，避免突然加载或卸载，防止柴油机过载，乘务员应密切注意机油压力与温度的变化。

（3）柴油机启、停机时油路润滑不好，乘务人员在启停机时严格按照规章制度所规定时间手动打滑油，保证油路润滑良好。

（4）检修机车时就保证机油管路的清洁度。避免杂质、焊渣等进入油道。定期打开曲轴箱检查孔盖进行检查，发现有杂质及合金等碎片待要及时清理并查找原因。

（5）为避免油温过高，应做到：小辅修时，认真吹扫冷却单节，倒伏过多要及时修复，油垢多就及时更换。运用中，注意检查油温和冷却风扇状态，发现异常及时解决。

5.结束语

碾瓦的因素还有很多，比如柴油机组装质量、轴瓦装配工艺以及机车超修程等原因也可能造成轴瓦的损伤。由于我段属于机车专用线，受于检修能力限制，对更深层次的原因未能做到有效分析总结。

以上分析了内燃机车柴油机碾瓦的原因以及我单位采取的预防措施。通过这一系列改进措施的实施，从2013年9月两台车故障解决至今，再未发生过机车碾瓦故障。

参考文献：

[1]《柴油机曲轴和轴瓦烧蚀的防治》，2009.

[2] TB/T 1739-2005《内燃机车柴油机油换油指标》.

[3] 卞新安.《探析机车用柴油机碾瓦的原因及预防策略》.

[4] 崔光玮.石家庄机务段，《原因分析及预防措施》.