浅析内燃机滑动轴承的磨损机理

颜廷立

摘要：内燃机滑动轴承作为机械部件，在运行过程中面临着持续损耗的问题，这就需要定期对此类磨损问题进行分析，结合磨损机理，建立维修处理方案，确保在生命周期内发挥出最大的应用价值。基于此，文章分析内燃机滑动轴承磨损机理，解析滑动轴承损坏形式及失效，并对内燃机滑动轴承损坏现象及其对策进行研究。

Abstract： As a mechanical component of internal combustion engine sliding bearings， they face the problem of continuous wear during operation. This requires regular analysis of such wear problems， combined with wear mechanisms， and establishment of maintenance and treatment programs to ensure that they can maximize their life cycle Value. Based on this， the article analyzes the wear mechanism of the sliding bearing of internal combustion engine， analyzes the damage and failure of the sliding bearing， and studies the damage phenomenon and countermeasures of the sliding bearing of the internal combustion engine.

关键词：内燃机;滑动轴承;磨损机理

Key words： internal combustion engine;sliding bearing;wear mechanism

中图分类号：U262.9                       文献标识码：A            文章编号：1674-957X（2021）17-0156-02

0  引言

内燃机滑动轴承是重要的机械产品，其本身所具备的高可靠性、高稳定性的优势，令外部驱动在运行过程中，可通过相关指令的调控，真正实现驱动顶层与底层的无缝对接，提高整体工作质量。从内燃机滑动轴承零部件的具体应用来讲，在運行过程中，其呈现出一个持续性消耗的特点，受限于轴承零部件固有的承载性能，当外界荷载力高出零部件的承受极限值时，将令滑动轴承产生破损的严重问题，降低使用寿命。为进一步提高实际运行质量，必须深度分析出内燃机滑动轴承工作期间产生的各类磨损现象，分析出可靠性、稳定性的关联影响因素，找出具体失效部位，利用相对应的技术、工艺，解决滑动轴承运行中的磨损失效问题，强化内燃机滑动轴承的可靠性。本文则是针对内燃机滑动轴承的磨损机理进行探讨，仅供参考。

1  内燃机滑动轴承磨损机理

内燃机滑动轴承磨损机理一般是指内燃机滑动轴承在运行过程中，长期存在被持续性消耗的前提下，其滑动轴承固有的结构产生不可规避的被磨损问题，且此类问题将随着内燃机做功时长的增加，而导致磨损率逐渐增大的原理。从磨损阶段来讲，可以将内燃机滑动轴承的磨损期设定为初期磨合阶段、中期磨损阶段、后期加剧磨损阶段。

1.1 初期磨合阶段

新生产的内燃机滑动轴承部件表面一般存在细微尖峰，在未经过任何摩擦时，随着该内燃机滑动轴承部件被初步投入使用，其会对内燃机的正常运行造成一定的运动阻力，对整个机械系统操作产生一定的差异影响，即造成实际运行参数与预期设计的参数存在差异。磨合期则是指滑动轴承部件在运行过程中，通过其零部件的接触、摩擦等阶段，令零部件的各项参数符合整个生产运行指标，此时内燃机滑动轴承部件上的表面硬质杂质将在摩擦运动中变的更为平滑。从材料迁移角度来讲，则可以看成是滑动轴承表面的细微尖峰与其它组件接触过程中，在大面积压力作用下，滑动轴承所产生的屈服强度超出细微尖峰与滑动轴承表面的结构力，此时细微尖峰将在外界作用力、摩擦产生的热作用效果下，脱离滑动轴承表面。但是在摩擦做功下，细微尖峰所产生的作用力效果，将加大摩擦副的磨损率。

从磨合过渡角度来讲，在装配环节，内燃机滑动轴承部件受到装配公差的影响，将加大其零部件之间的缝隙，而不均匀的缝隙对于不同部件之间的润滑油而言会致使其存在分布不均的问题，但是随着内燃机的持续运行，伴随着滑动轴承外表面的磨合现象，内燃机活动轴承的表面将真正实现在其单位体积内，润滑层的均匀分布，此时则表明部件在运行过程中，润滑油流体运动效果下，降低磨损率，进而令当前滑动轴承的磨损向中期磨损阶段所转变。

1.2 中期磨损阶段

中期磨损阶段是指内燃机滑动轴承在运行过程中，轴体外部表面经过摩擦力的作用，将内燃机的磨损率降到一个稳定区间内，进而实现轴承设施的稳定化驱动，此阶段表明内燃机滑动轴承在运行过程中，其机体表面的润滑油形成一个稳定流体状态，能够真正起到润滑作用，优化内燃机内部结构的受力参数，令整个滑动轴承在运行过程中的受力更为均匀，降低部件的耗损值。从润滑膜体的厚度来讲，当油膜层大于部件表面的粗糙度时，其将起到隔绝润滑的效果，即为当摩擦副间的零件在作用力产生时，不会继而产生相应的摩擦现象，此时滑动轴承的润滑率达到最大。从稳定磨损阶段呈现出的运行机理来讲，润滑层所起到的隔绝效果是一种理想状态，即为零件表面在接触的过程中完全不接触，但是在实际运行过程中，零部件之间则呈现出一个相对运动的趋势，部件之间的相互做功将成为不可控因素，在润滑层的作用下，将把滑动轴承表面的相互力学系数降到最低，降低摩擦损耗。例如，内燃机滑动轴承在初步启动时，系统所呈现出的工作磨损属性是属于不可规避的，因为其在启动过程中，摩擦副内部的润滑层将产生形成与消除的两种渐次阶段，代表着润滑状态由边界经由混动、流体的形成，最终达到润滑层完全转变的阶段，在此期间，摩擦副表面将产生零部件直接接触的问题，即为运行过程中的稳定损耗阶段，内燃机滑动轴承在长时间运行周期下，将会产生严重的磨损问题。

1.3 后期加剧磨损阶段

内燃机滑动轴承在负荷状态下长时间运行后，受到材料结构因素、摩擦产生的高温因素等影响，将产生疲劳损伤的严重现象，且此类损伤现象将伴随着轴承持续做功，进而产生滑动轴承被加剧磨损的问题。当然，在实际运行过程中，加剧磨损问题具有积累性的特点，其是指影响因素所造成的磨损指超出轴承部件的承受极限值，令磨损系数达到规定范围内的最大值。从具体影响效果来讲，后期加剧磨损对于滑动轴承所造成的危害最大，其衍生出的粘度丧失、运行驱动效率降低、异常响动、摩擦温度加大等问题，可能造成整个内燃机设备的损毁。

2  滑动轴承损坏形式及失效

内燃机滑动轴承在运行过程中起到对内燃机机能的可靠性支撑的作用，确保其相关功能实现的精准性，但是在内燃机的长时间运行模式下，内燃机滑动轴承将产生严重的磨损问题，当磨损所产生的尺寸误差高出摩擦副的运行基准时，其将产生运行失效的问题。相关人员在针对滑动轴承损坏及失效问题进行分析时，主要关注的内容是指在非常态运行状态下，滑动轴承运行过程中产生过度损耗的问题，该问题致使内燃机的整体结构受到机械影响，降低整体机械操控的质量。

影响滑动轴承损坏的问题包含下列几点：第一，结构设计不规范，例如镀层材料、结构承受参数等，在高强度负荷运转下，不规范的结构设计极有可能产生严重的损伤问题。第二，生产工艺基准不达标，此类问题的产生，将直接影响滑动轴承的承载质量，造成出厂期间的质量缺陷问题，在后续被使用过程中，质量问题的存在可能过早令滑动轴承达到其极限消耗值，无法满足正常运作需求，降低设备的使用年限。第三，装配工艺不合规，合理设计与装配，可进一步提高滑动轴承运行的可靠性，但是如果装配过程中，产生误差时，则将产生运行精度误差的严重问题。第四，运维力度不足，滑动轴承属于损耗性部件，在操作过程中，需依据工作强度及轴承属性，定期对此类部件进行运维养护处理，确保操作属性长期维系在一个最佳状态，但是受到外部及内部环境所造成的影响，将加剧材料磨损问题，如果未能对其进行正确养护处理，则将加大失效问题的产生几率。

这就需要在实际运行过程中，针对损耗模式、运行工况等，分析出失效原因，然后制定相对应的处理方案，真正实现前期、中期、后期的一体化维修处理，规避滑动轴承的失效问题。

3  内燃机滑动轴承损坏现象及其對策

3.1 划伤问题

内燃机滑动轴承划伤问题的产生，主要是指设施表面存在划痕，造成结构力损失的问题。划伤现象的产生机理主要是由于大直径的机械颗粒在高压作用下经过内燃机滑动轴承的表面，且此类颗粒硬度高于轴承表面硬度，产生机体损伤的现象，通常情况下，摩擦副内部属于一个封闭的空间，不会有外界杂质流入到装置中。此时则可验证润滑油是否存在杂质问题，并依据滑动轴承外表监测数据，做好相对应的清洁处理，降低划伤问题的产生几率。

3.2 磨粒磨损问题

磨粒磨损问题是指滑动轴承核心承载部位，因为摩擦问题的产生，加大轴承内部之间的间隙差值，此类受损面具有光亮特征，主要是因为内部杂质在持续性运动过程中，对现有的机械面造成固定时间、表面的磨损，进而形成基于磨粒的范围性磨损问题。造成磨粒磨损的主要原因是由于润滑油在过滤之后被污染，或者是过滤工序存在缺失性，导致小直径的杂质流入到轴承内部，进而产生杂质污染的问题。对此，在进行解决时，可以选择定期更换润滑油，或者是依据检测出的粒径磨损系数，评估在当前工况运行下，滑动轴承所产生的摩擦损耗问题，并进行定期运维处理，增加滑动轴承的运行寿命。

3.3 咬粘问题

咬粘问题的产生是指在轴承表面出现沟痕问题，将造成轴颈区域黏连的严重问题。产生此类现象的主要原因是由于在持续性的工作状态下，设施在摩擦过程中将产生高温，软化金属材料，降低结构刚性，此时轴颈区域在高荷载压力下，将产生严重的位移问题，即为材料在固有承载压力下，位移可能产生单位体积内材料的堆积现象，进而形成堵塞、咬粘问题。从运行角度来讲，轴承在运行过程中此类问题产生因素较多，且具有偶发性特点，例如设备急停、急启动操作，零部件之间的碰撞问题、润滑油层厚度问题等，均可能造成咬粘问题的产生。针对此类问题进行解决时，则可分析出润滑系统及材料材质、结构之间呈现出参数系数是否符合实际运行需求，结合设施在不同工况下运行需求，制定相对应的运维工序。

4  结语

综上所述，内燃机滑动轴承在运行过程中，磨损问题属于不可规避的运行风险。为此，在实际操作过程中，应结合滑动轴承的结构组成、工作环境等，制定出相对应的运维处理方案，以提高滑动轴承设备运行的可靠性。期待在未来发展过程中，科研人员可研发出更为先进的技术工艺，针对滑动轴承现存问题予以解决，提高设施运行精度。

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