內燃機車碾瓦的原因分析及預防措施

魏堅　李煒

【摘 要】對內燃機車機油機碾瓦的故障原因進行分析，并提出相應的預防措施。

【關鍵詞】柴油機；軸瓦；碾瓦；潤滑油

獨山子石化公司營銷調運處機務段2013年在機車運用過程中，DF12、DF4DD兩臺機車相繼出現柴油機主軸瓦合金層剝離（DF12）及嚴重拉傷（DF4DD）。下面就針對我段機車故障進行分析，并提出相應的預防措施。

1.軸瓦的作用及組成

1.1軸瓦的作用

柴油機上主要的承載部位較多地采用滑動油承，這類軸承一般做成剖分的，剖分后的兩半形似瓦片，故又稱為軸瓦。柴油機上承受載荷最大的軸承即為與支撐曲軸的主軸承，也即主軸瓦。

1.2軸瓦的成分

16V240ZJB型柴油機的主軸瓦為高錫鋁合金鋼背薄壁軸瓦，鋼背為08A1鋼，合金層為20高錫合金。

2.柴油機碾瓦的過程及危害

2.1柴油機碾瓦的過程

柴油機主軸承為開合式滑動軸承，由上下兩塊半圓形金屬瓦組成，潤滑方式為壓力潤滑。柴油機曲軸工作時，軸頸是在比它大的一個軸承孔內旋轉的，間隙中充滿了潤滑油。在柴油機工作時，如果由于某種原因使油膜的最小厚度小于零件表面的微觀不平度，油膜將被破壞而失去承載戲能力，使軸頸和軸瓦兩面接觸，進行半干摩擦或干摩擦狀態，如果在這種狀態下運轉，就會導致軸瓦很快磨損，造成曲軸碾瓦。

2.2柴油機碾瓦的危害

柴油機一但發生碾瓦故障，將嚴重影響機車的正常運行。輕者需要在不解體的機車上更換軸瓦，難度較大，嚴重時還需要將柴油機吊下進行檢修，工作量大且檢修周期長。柴油機發生碾瓦后，如若不能及時發現并更換，還會導致曲軸拉傷以及過熱變色而報廢。

3.柴油機碾瓦的原因分析

根據我段兩臺機車碾瓦后檢修情況進行分析，造成碾瓦的原因總結如下：

3.1柴油機潤滑油作用不良

3.1.1潤滑油被污染。

（1）潤滑油清潔度不良。潤滑油中的灰塵、污垢及金屬顆粒吸附在軸瓦表面上，使抗磨合金材料移位。這些物質到達曲軸上，引起局部摩擦，損壞潤滑油膜。

（2）潤滑油被稀釋或乳化。在運用中由于各種原因導致小或小柴油混入機油系統中，直接導致潤滑油被乳化或稀釋，從而大大降低潤滑油的粘度，影響油膜的正常建立。

（3）潤滑油使用時間過長。當潤滑油使用時間較長時，部分性能指標超出標準要求，影響潤滑油使用效果。

3.1.2機油溫度過高。

機油溫度越高，其粘度越低，所以當油溫過高時，會使軸瓦與軸頸間的油膜百度小于最小油膜厚度，從而造成柴油機碾瓦。

3.2 柴油機軸瓦局部過載

（1）當機車大負荷運轉時，柴油機輸出扭矩加大，導致軸瓦載荷過大，甚至超過油膜承載能力，產生半干摩擦或干摩擦，導致軸瓦非正常磨損。

（2）軸瓦壓力不均勻。當軸瓦組裝受力后，運用過程中，在軸瓦合口處會發生一些結構的變化，如局部尺寸變小，促使局部油隙發生變化，從而導致軸瓦受力不均，造成局部過載而碾瓦。

3.3 機車日常運用維護不當

（1）日常使用中，如起機油溫不夠，升降速過早過快，以及柴油機在起動、停機過程中，軸承經常處于臨界潤滑狀態，可使油膜間斷，軸瓦與主軸頸磨擦面直接接觸。即使柴油機在正常運轉時，由于負荷不穩定等因素，軸頸和軸承也很難保持均勻和不間斷的液體潤滑，從而引起碾瓦的發生。

（2）在機車日常檢修維護方面：空氣濾清器、機油濾清器、機油精濾器等的清洗或更換不到位，以及焊修機體、管線等焊渣掉落等，引起各類雜質混入機油中，從而導致柴油機運動部件的損壞（我段DF4DD所碾軸瓦合金層有多道劃痕，分析為油膜內吸入機械雜質從而拉傷合金層）。

4.預防措施

4.1加強潤滑油品的質量管理

我段機車一直使用蘭煉四代機車潤滑油，其具有優良的清凈分散性、堿值保持性、氧化安定性、抗腐蝕性、抗磨損性、抗擦傷性和潤滑性能，同時具有良好的低溫啟動性。

4.1.1優化新潤滑油的使用。

根據住年機油年更換量做好機油材料的上報計劃。故障前我段每年初購置全年機油需求計劃。因新購置機油在段存放時間較長后仍存在變質問題，故障發生后，我段按季度上報油品需求計劃，并盡量在重新檢測（規定新油每半年檢測）前使用，在源頭上保證加入機車油品質量。換油及日常補油做好“五定三濾”，嚴防雜質進入機油系統。

4.1.2細化油品的化驗分析。

發生故障前我段在機車運行2萬公里進行小輔修時統一進行機油的取樣、化驗。故障后嚴格按照內燃機車機油化驗規定，機車在每運行8000～10000公里進行取樣化驗。我段技術人員每月進行統計累加，到達規定公里數安排機車整備人員進行取樣、送檢。取樣規定：機油取樣應在柴油機打循環不少于20分終后或停機20分鐘以內，且油溫不低于40℃時，從粗濾器后接取樣品0.5Kg化驗。化驗結果遵從TB/T1739-2005《內燃機車柴油機油換油指標》標準，對超標的機車機油進行更換。

4.2加強機車運用保養

（1）嚴格控制機車油水溫度，油水溫度低于20℃不能啟機，低于40℃不能加載，停機時油水溫度不得超過60℃。尤其是在冬季，一定要給足潤滑油供給時間才能啟機，防止供油不足發生碾瓦。

（2）在日常運用中，正確操縱，避免突然加載或卸載，防止柴油機過載，乘務員應密切注意機油壓力與溫度的變化。

（3）柴油機啟、停機時油路潤滑不好，乘務人員在啟停機時嚴格按照規章制度所規定時間手動打滑油，保證油路潤滑良好。

（4）檢修機車時就保證機油管路的清潔度。避免雜質、焊渣等進入油道。定期打開曲軸箱檢查孔蓋進行檢查，發現有雜質及合金等碎片待要及時清理并查找原因。

（5）為避免油溫過高，應做到：小輔修時，認真吹掃冷卻單節，倒伏過多要及時修復，油垢多就及時更換。運用中，注意檢查油溫和冷卻風扇狀態，發現異常及時解決。

5.結束語

碾瓦的因素還有很多，比如柴油機組裝質量、軸瓦裝配工藝以及機車超修程等原因也可能造成軸瓦的損傷。由于我段屬于機車專用線，受于檢修能力限制，對更深層次的原因未能做到有效分析總結。

以上分析了內燃機車柴油機碾瓦的原因以及我單位采取的預防措施。通過這一系列改進措施的實施，從2013年9月兩臺車故障解決至今，再未發生過機車碾瓦故障。

參考文獻：

[1]《柴油機曲軸和軸瓦燒蝕的防治》，2009.

[2] TB/T 1739-2005《內燃機車柴油機油換油指標》.

[3] 卞新安.《探析機車用柴油機碾瓦的原因及預防策略》.

[4] 崔光瑋.石家莊機務段，《原因分析及預防措施》.