柴油机轴瓦早期失效的原因及防止措施

王春华

摘要：烧瓦抱轴是柴油机重大机械事故，分析柴油机轴瓦早期失效的原因，提出合理的防止措施，对提高柴油机的使用寿命，降低维修费用都具有重要意义。

关键词：柴油机；轴瓦；早期失效；防止措施

中图分类号：TK428文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.05.041

柴油机轴瓦有主轴瓦与连杆瓦，通过连杆瓦使连杆与曲轴连接，通过主轴瓦使曲轴支承在机体座孔中，并承受燃气压力和惯性力，减少摩擦阻力和轴颈磨损。它们都是在钢背上浇铸或轧压合金层的薄壁瓦。轴瓦合金有铅青铜、巴氏合金、铅合金等。目前多用铝合金，因其材质较软又有保持油膜的性能，对轴颈有保护作用。随运转时间的增加，轴瓦会出现疲劳剥落、机械损伤和烧瓦等损伤，发生烧瓦抱轴的机械事故。因此，分析柴油机轴瓦早期失效的原因及采取合理的防止措施，对提高柴油机的使用寿命，降低维修费用都具有重要意义。

1轴瓦常见早期失效的形式及原因

1.1早期磨损

早期磨损主要表现为轴瓦内表面呈现线条状的圆周拉痕或小片状的磨损。产生早期磨损的主要原因有：（1）当机油滤清器失效、机油长期未更换而失去润滑性能时，一些金属磨粒会停留在轴瓦内，将轴瓦和轴颈刮伤。（2）润滑系统故障，机油压力过低或过高，供油量不足。当经过轴瓦的润滑油供给不正常时，由于摩擦面间不能保持应有的油膜而发生干摩擦，造成过热，致使合金熔化或脱落。（3）操作使用不当，如发动机刚启动就高速超负荷运转，使轴瓦承受的机械负荷过大，易造成轴瓦表面的合金出现疲劳裂纹而逐渐脱落。（4）轴承座变形。轴承座变形后，轴瓦和轴承座将接触不良，发生金属与金属的干摩擦，造成轴瓦的早期损坏。

12轴瓦腐蚀

腐蚀现象表现为轴瓦内表面呈现深灰色或黑色斑状小孔、蜂窝状凹坑。轴瓦腐蚀一般是因为润滑油不纯，所含的化学杂质（酸性氧化物等）侵入到轴瓦合金引起的，氧化物产生主要是机油高温氧化的结果。

13烧瓦

烧瓦是轴瓦的严重损坏故障，表现为内衬工作面合金出现部分或全面性流动，粘附在轴颈上，造成发动机曲轴的磨损和停机故障。主要原因有：（1）缺油。机油泵失效，机油压力不足；机油道堵塞，集滤器或滤清器过脏、堵塞，旁通阀失效；轴瓦装配过紧或轴瓦过短，轴承座转动，将油道堵塞等造成轴瓦缺少润滑油而发生烧瓦。（2）轴瓦与轴颈配合间隙过大，油膜压力小，或配合间隙过小，或轴瓦凸起过高，瓦口处合金变形，工作中两摩擦表面直接接触的面积远小于规定值，而使摩擦熱急剧升高等造成轴瓦烧毁。（3）发动机长时间处于超负荷运行状态，润滑油温度增高，粘度下降，导致机油压力偏低，轴和轴瓦之间润滑油膜不易形成，摩擦产生的热量不能被带走，造成摩擦加剧，轴瓦发生粘着磨损而烧熔。

2预防轴瓦早期磨损的措施

（1）注意检查轴颈的锥度、圆度、粗糙度。在修理轴瓦的过程中，一定要重视轴颈的锥度、圆度的测量。如果超过了标准值，应将其磨修后再装配轴瓦，否则将会使新装配的轴瓦迅速磨损，发出异响。当轴颈出现了较大的圆度和锥度，轴颈与轴瓦的接触面变小，工作时，单位接触面上的压力相应增大，不易形成润滑油膜，致使轴瓦磨损加剧，在较短的时间内就发出异响。轴颈粗糙度的检查同样重要，因为粗糙的表面不仅减少了接触面积，而且还会切削轴瓦，使润滑油膜遭到破坏。因此，当轴颈磨损超过0.07 mm，圆度、锥度超过0.05 mm时，均应重新修理后再装配使用。

（2）保证轴颈与轴瓦有足够的接触面积。在使用中，轴颈与轴瓦接触面过小，会引起轴瓦早期出现异响。目前，大多数修理点仍采用手工刮瓦方法，很难保证轴瓦的松紧度和接触面在75%以上。因此，决定了轴瓦的寿命不会太高。因为轴瓦在工作中，承受的负荷较大，瓦片表面温度可达150 ℃左右，在这种工况下，若其工作面较小，会很快磨损松旷，出现异响。因此，应保持小瓦的上半片、大瓦的下半片接触面在85%以上。

（3）轴颈与轴瓦间的间隙要符合标准值。有的修理工、驾驶员在确定轴颈与轴瓦的间隙时，主张宁紧不松，这是错误的。确定此间隙要按原厂规定的数据，同时还要考虑轴瓦的合金材料，轴瓦、轴颈的加工精度及曲轴变形等因素。每种机型的轴瓦都有其最小油膜厚度的最佳间隙值，间隙小一些，可提高曲轴的旋转精度和轴瓦的承载能力，但会使机油流动阻力增大、流量减少、散热困难，易造成烧瓦抱轴。间隙大于标准值，机油泄漏量会成倍增加，润滑油膜很难形成，机油压力明显下降，轴瓦出现异响，所以间隙不能过大或过小。20号高锡铝合金瓦的轴瓦间隙值为0.08～0.12 mm。

（4）安装时注意润滑油道。轴瓦分上、下两片，有的上瓦制有凹槽和油孔，安装时必须使其油孔与机体座孔的油道孔或连杆大端杆身油道孔对准，否则会因堵死油路中断机油供给而产生机械 故障。

（5）保证机油质量。定期抽样检查和更换润滑油，防止润滑油氧化变质。重视润滑油的清洁，防止燃油内有机酸和硫化物、水分和空气进入润滑油。保持机油滤清器和曲轴箱通风装置的清洁并加强维护，按说明书要求及时更换滤芯，防止机油中的杂质流入轴瓦和轴颈之间，拉伤轴瓦与轴颈而加速磨损。

（6）正确启动及驾驶。冬季启动发动机，机油从油底壳到达主油道需40～60 s，轴瓦配合间隙正常的发动机，如果不正确冷车启动1次，轴瓦就会被严重损坏，出现异响。机车不超速、不超载、不长时间低速工作，可避免上瓦片及连杆瓦出现疲劳现象。

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