王曉蕾
摘 要:燒瓦屬于嚴重的機械故障,對柴油機燒瓦故障原因進行了分析,提出了預防措施,以提高柴油機的使用壽命,降低維修費用。
關鍵詞:柴油機;燒瓦;故障原因;預防
中圖分類號:S219.07文獻標識碼:A
doi:10.14031/j.cnki.njwx.2019.10.062
燒瓦是發(fā)動機最嚴重的機械故障,雖產(chǎn)生的原因各有不同,但根本結果是發(fā)動機曲軸與軸瓦之間的潤滑油膜破裂,而導致軸瓦與軸頸產(chǎn)生干摩擦,因摩擦產(chǎn)生的高溫使軸瓦合金層軟化甚至熔解,并粘咬在軸頸上,即為燒瓦。了解柴油機軸瓦產(chǎn)生的原因并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 故障外在表現(xiàn)
發(fā)動機負荷突然增加,排氣管冒黑煙,轉速急劇下降,最后自動熄滅,自動熄火后曲軸不能搖動。
2 故障原因
(1)軸瓦與曲軸軸頸配合間隙過小或過大。主軸瓦和連桿軸瓦裝配時一定要符合技術要求,軸瓦嚙合面積要達85%以上。配合間隙:主軸瓦一般為0.09~0.16 mm,連桿瓦為0.08~0.15 mm。各類機型由于瓦片合金材料和軸頸尺寸大小不同,要求的配合間隙略有不同。軸瓦間隙過小,運轉中摩擦產(chǎn)生的熱量大,潤滑油不能充分地把熱量帶走,軸頸和瓦片受熱后膨脹,間隙變得更小,瓦片受熱軟化或熔化而與軸頸粘結,導致燒瓦。瓦片間隙過大,則影響潤滑油膜的形成,潤滑油到達摩擦表面后很快流失,起不到潤滑作用。瓦片間隙過大,工作中瓦片與軸頸發(fā)生沖擊,使瓦片合金剝落,造成接觸不均,最后導致燒瓦。
(2)曲軸主軸頸或連桿軸頸磨損成橢圓。主軸頸或連桿軸頸磨損成橢圓后,軸瓦與軸頸的配合間隙在橢圓的長軸方向為最小,在橢圓的短軸方向為最大。選配瓦片時,如果按長軸方向選配,則短軸方向間隙過大;如果按短軸方向選配,則長軸方向間隙過小。由于間隙不一致,瓦片與軸頸的嚙合面積也得不到保證。瓦片配合間隙不一致,影響潤滑油膜的形成,潤滑油從間隙過大處流失。配合間隙過小的長軸方向,則因摩擦過大,且缺少潤滑油,瓦片合金被擠壓粘結,導致燒瓦。
(3)潤滑不良導致的燒瓦。機油壓力過低或過高都易發(fā)生燒瓦的故障,油壓過低,機油無法到達軸與軸瓦配合的摩擦表面,使之得不到良好的潤滑,嚴重時會導致軸瓦合金脫落發(fā)生燒瓦。如油壓過高,會使軸頸與軸瓦之間難以保持良好的潤滑油膜,發(fā)生燒瓦。機油中進入水或柴油,就會破壞機油的潤滑性能,使機油變質,造成燒瓦。潤滑油管路堵塞、濾清器嚴重堵塞、機油泵損壞等,使機油缺失,潤滑冷卻強度不夠,造成發(fā)動機工作時軸瓦溫度迅速升高,軸瓦和軸頸發(fā)生膨脹變形,間隙消失,金屬直接接觸而燒瓦。
(4)曲軸軸向間隙過大或過小。發(fā)動機總裝時,要使曲軸保持一定的軸向間隙,使曲軸在工作中受熱膨脹后有一定的伸縮余地。軸向間隙過小,曲軸受熱后膨脹延伸量不足,因而轉動不靈活,產(chǎn)生卡滯現(xiàn)象。曲軸在高速旋轉中有卡滯或停頓后,就會產(chǎn)生與曲軸旋轉方向相反的阻力矩,阻力矩作用于主軸瓦和連桿瓦,增加了反向摩擦力,導致燒連桿瓦或主軸瓦。曲軸軸向間隙過大,發(fā)動機工作時,連桿瓦和曲軸瓦除承受因曲軸旋轉產(chǎn)生的徑向扭力和沖擊力外,還要承受曲軸軸向竄動時的軸向摩擦力。軸向竄動量大時,還會破壞曲軸各軸頸與瓦片間潤滑油膜的形成。故軸向間隙過大,同樣導致燒連桿瓦或主軸瓦。
(5)配件選用不當造成燒瓦。一維修點將S195型發(fā)動機更換L195型發(fā)動機主軸瓦后,試車期間即燒主軸瓦。S195型發(fā)動機的主軸瓦為內(nèi)油槽式,只有一個通向后機體油道的油孔。左主軸承的潤滑是通過曲軸兩個斜向油道來的機油完成,所以必須是內(nèi)油槽式。其潤滑路線是:機油泵、曲軸斜油道、左主軸承(飛輪端)、連桿軸承、右主軸承。故左主軸承如果不是內(nèi)油槽式則保證不了連桿軸承和右主軸承的潤滑。而L195型發(fā)動機的主軸承是外油槽式,共有兩個油孔。一個對準主軸承座后油孔,與機體后油道相通;另一個對準主軸承座前油孔,通過“口”型油道去潤滑右主軸承。兩種型號的主軸承雖外形尺寸相同,但構造特點不同,誤用或錯用后,由于潤滑油道不通,導致燒瓦抱軸。
3 故障后處理建議
(1)燒瓦后應仔細清除粘結在曲軸軸頸上的合金,粘結燒傷不嚴重時,允許用0號砂布把軸頸表面拋光,然后按規(guī)定配合間隙選配軸瓦。軸頸表面燒傷嚴重或產(chǎn)生裂紋時,則需磨曲軸。
(2)對于主軸頸或連桿軸頸磨損成橢圓的,要把曲軸送大修廠按修理尺寸修復,消除橢圓度和錐度。按規(guī)定要求調(diào)整曲軸軸向間隙。
(3)找出軸瓦潤滑不良的原因,并排除。
2 預防軸瓦燒損的措施
(1)發(fā)動機修理后,在機體內(nèi)表面及油孔、油道內(nèi)會殘存一些金屬碎屑、油垢等。在裝配前必須將這些金屬碎屑、油垢清理干凈,以免堵塞潤滑油道影響軸瓦的潤滑。
(2)修理時,軸瓦與軸頸的接觸面積要求達到75%,最后一道主軸瓦的接觸面積力要求達到90%以上。安裝軸瓦時要注意提高軸瓦與軸頸的接觸面積,以保證軸與瓦有合理的配合間隙,保證軸瓦與軸頸間形成良好的潤滑油膜。
(3)檢查曲軸的彎曲度。當軸頸發(fā)生變形時,油壓分布變化很大,在油膜很薄處,很容易發(fā)生金屬間的直接接觸而引起粘結磨損,嚴重時抱瓦。當曲軸彎曲度超過0.2 mm時, 必須校修, 否則將破壞軸頸與軸瓦的正常配合, 造成更嚴重的燒瓦事故。
(4)注意潤滑系統(tǒng)工作性能檢查,保證機油壓力在正常范圍內(nèi),定期更換機油,保證機油質量。
(01)