柴油機軸瓦早期失效的原因及防止措施

王春華

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

關鍵詞：柴油機；軸瓦；早期失效；防止措施

中圖分類號：TK428文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.05.041

柴油機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體座孔中，并承受燃氣壓力和慣性力，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，因其材質較軟又有保持油膜的性能，對軸頸有保護作用。隨運轉時間的增加，軸瓦會出現疲勞剝落、機械損傷和燒瓦等損傷，發生燒瓦抱軸的機械事故。因此，分析柴油機軸瓦早期失效的原因及采取合理的防止措施，對提高柴油機的使用壽命，降低維修費用都具有重要意義。

1軸瓦常見早期失效的形式及原因

1.1早期磨損

早期磨損主要表現為軸瓦內表面呈現線條狀的圓周拉痕或小片狀的磨損。產生早期磨損的主要原因有：（1）當機油濾清器失效、機油長期未更換而失去潤滑性能時，一些金屬磨粒會停留在軸瓦內，將軸瓦和軸頸刮傷。（2）潤滑系統故障，機油壓力過低或過高，供油量不足。當經過軸瓦的潤滑油供給不正常時，由于摩擦面間不能保持應有的油膜而發生干摩擦，造成過熱，致使合金熔化或脫落。（3）操作使用不當，如發動機剛啟動就高速超負荷運轉，使軸瓦承受的機械負荷過大，易造成軸瓦表面的合金出現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

腐蝕現象表現為軸瓦內表面呈現深灰色或黑色斑狀小孔、蜂窩狀凹坑。軸瓦腐蝕一般是因為潤滑油不純，所含的化學雜質（酸性氧化物等）侵入到軸瓦合金引起的，氧化物產生主要是機油高溫氧化的結果。

13燒瓦

燒瓦是軸瓦的嚴重損壞故障，表現為內襯工作面合金出現部分或全面性流動，粘附在軸頸上，造成發動機曲軸的磨損和停機故障。主要原因有：（1）缺油。機油泵失效，機油壓力不足；機油道堵塞，集濾器或濾清器過臟、堵塞，旁通閥失效；軸瓦裝配過緊或軸瓦過短，軸承座轉動，將油道堵塞等造成軸瓦缺少潤滑油而發生燒瓦。（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小于規定值，而使摩擦熱急劇升高等造成軸瓦燒毀。（3）發動機長時間處于超負荷運行狀態，潤滑油溫度增高，粘度下降，導致機油壓力偏低，軸和軸瓦之間潤滑油膜不易形成，摩擦產生的熱量不能被帶走，造成摩擦加劇，軸瓦發生粘著磨損而燒熔。

2預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、圓度的測量。如果超過了標準值，應將其磨修后再裝配軸瓦，否則將會使新裝配的軸瓦迅速磨損，發出異響。當軸頸出現了較大的圓度和錐度，軸頸與軸瓦的接觸面變小，工作時，單位接觸面上的壓力相應增大，不易形成潤滑油膜，致使軸瓦磨損加劇，在較短的時間內就發出異響。軸頸粗糙度的檢查同樣重要，因為粗糙的表面不僅減少了接觸面積，而且還會切削軸瓦，使潤滑油膜遭到破壞。因此，當軸頸磨損超過0.07 mm，圓度、錐度超過0.05 mm時，均應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，會引起軸瓦早期出現異響。目前，大多數修理點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太高。因為軸瓦在工作中，承受的負荷較大，瓦片表面溫度可達150 ℃左右，在這種工況下，若其工作面較小，會很快磨損松曠，出現異響。因此，應保持小瓦的上半片、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準值。有的修理工、駕駛員在確定軸頸與軸瓦的間隙時，主張寧緊不松，這是錯誤的。確定此間隙要按原廠規定的數據，同時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，可提高曲軸的旋轉精度和軸瓦的承載能力，但會使機油流動阻力增大、流量減少、散熱困難，易造成燒瓦抱軸。間隙大于標準值，機油泄漏量會成倍增加，潤滑油膜很難形成，機油壓力明顯下降，軸瓦出現異響，所以間隙不能過大或過小。20號高錫鋁合金瓦的軸瓦間隙值為0.08～0.12 mm。

（4）安裝時注意潤滑油道。軸瓦分上、下兩片，有的上瓦制有凹槽和油孔，安裝時必須使其油孔與機體座孔的油道孔或連桿大端桿身油道孔對準，否則會因堵死油路中斷機油供給而產生機械 故障。

（5）保證機油質量。定期抽樣檢查和更換潤滑油，防止潤滑油氧化變質。重視潤滑油的清潔，防止燃油內有機酸和硫化物、水分和空氣進入潤滑油。保持機油濾清器和曲軸箱通風裝置的清潔并加強維護，按說明書要求及時更換濾芯，防止機油中的雜質流入軸瓦和軸頸之間，拉傷軸瓦與軸頸而加速磨損。

（6）正確啟動及駕駛。冬季啟動發動機，機油從油底殼到達主油道需40～60 s，軸瓦配合間隙正常的發動機，如果不正確冷車啟動1次，軸瓦就會被嚴重損壞，出現異響。機車不超速、不超載、不長時間低速工作，可避免上瓦片及連桿瓦出現疲勞現象。

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