車用滑動軸承的特點與選用

張春華

摘 要：為提高柴油機修理質量，做好滑動軸承的選用及修配工作，本文對軸承的性能及特點做了詳細的闡述，并對現代車用發動機滑動軸承修理時要注意的事項做了重點提醒。

關鍵詞：滑動軸承；柴油機；修理質量

中圖分類號：U472 文獻標識碼：A doi：10.14031/j.cnki.njwx.2016.06.034

1 滑動軸承的性能與特點

在滑動軸承的選用及修配中，必須對軸承的性能及特點有一全面了解。因為不同材料的軸承適應于不同的發動機，如硬基體軟質點的銅鉛合金及高錫鋁合金軸承適用于大功率、高轉速的重型柴油機，而軟基體硬質點的白合金軸承多用于中小型發動機。不同材料的軸承、軸頸的配合間隙不同。

（1）錫基巴氏合金軸承：錫基巴氏合金是發動機軸承中應用最早的減磨合金材料。這種合金是軟基體硬質點材料，具有良好的耐磨性、嵌藏性和順應性。其最大缺點是疲勞強度較低。特別是當溫度超過100 ℃時，其硬度和強度急劇下降。

（2）高錫鋁合金軸承：這種合金的主要成分是鋁、錫的含量占20%，所以也稱20錫-鋁合金。其組織是在硬基體上均勻分布著軟的質點，所以承載能力高，允許線速度大，抗粘著、抗咬合性能好，故適應高速柴油機的要求。

（3）銅鉛合金軸承：銅鉛合金是銅的硬質基體中均勻地分布著不熔于銅的軟質鉛質點。其突出優點是承載能力大，抗疲勞性好，力學性能受溫度變化的影響不大，即使在250 ℃的情況下仍能正常工作。但銅鉛合金軸承與白合金軸承比較有以下缺點：a.順應性、嵌藏性較差。b.易受酸性腐蝕，對潤滑油質量要求高。c.銅和鉛的互熔度很低，在常溫下幾乎不能互熔，因而有偏析現象。d.對故障的敏感性差。當發動機在工作中由于缺油或修理不當而導致燒瓦時（發生不同程度的粘著咬合），因為銅的熔點和硬度都很高，會使軸頸表面劇烈升溫而被拉毛、發藍、退火或龜裂。而白合金在燒熔之前已經變軟，軸頸能自動將咬合處熨平，所以不但軸頸不會受損，而且軸承也可在無明顯損傷的情況下繼續工作。即使發生完全粘著咬合，白合金將粘著在軸頸表面，從而保護軸頸不受損傷。實踐表明，在白合金軸承發生燒瓦抱軸事故之后，軸頸無明顯拉傷，硬度不會降低，也不會產生淬火裂紋。

（4）三層金屬軸承：一般軸承是由鋼背和軸承合金兩層金屬構成。為了改善銅鉛合金和鋁錫合金硬基體軟質點軸承的表面性能，在軸承表面上采取再鍍一層合金的方法（其厚度為0.02～0.04 mm，使軸承成為鋼背—軸承合金—第三合金層的結構，故稱“三層金屬軸承”。第三合金層的主要作用是提高硬基體軟質點軸承的抗粘著咬合性、順應性和親油性，保留了硬基體軟質點合金的優點，彌補了其缺點，因而被廣泛應用。三層金屬軸承不能刮削或搪削，否則將失去第三合金層的作用而使軸承和軸頸加速磨損，配合間隙迅速增大。

2 軸承的選用與修配

現代車用發動機滑動軸承因其特殊的結構特點，所以在修理時要注意以下事項：

（1）薄壁軸瓦不允許修刮。過去車用發動機的曲軸主軸承、連桿軸承換新軸瓦必須刮削，只有刮削才能保證有理想的接觸面積。實際上，現代車用發動機曲軸主軸承和連桿軸承上軸瓦的耐磨合金涂層均很薄，加工的尺寸精度很高，表面粗糙度值很低，一般不允許修刮。只能按相應的尺寸選配；如果沒有合適尺寸的曲軸軸承，必要時可采用基孔制的方法磨削曲軸，以求得合適的配合間隙。為了適應這種情況，應采用按軸瓦尺寸配合磨軸頸的方法，改變過去以軸配瓦的辦法。對于三層合金軸瓦，表層合金層是用電鍍方法覆上的，它是為了改善銅鉛合金軸承表面性能，如果刮削將會喪失這一作用，破壞原有設計思想。以前廣泛使用的刮瓦與撞瓦等工藝應該逐漸向直接裝配成品瓦方向過渡。

（2）軸瓦磨損后，不可在瓦背上加墊。軸瓦與瓦座是兩個零件，裝配后工作時要像一個零件一樣，由于軸瓦是薄壁的，為了保證工作時正確的幾何形狀，全靠瓦座座孔的幾何形狀，因此兩者加工精度很高，表面粗糙度值很低，如果在其間墊以紙片，勢必破壞它們的正確配合，同時紙又是熱的不良導體，不利于軸瓦的散熱，所以墊紙又可能引起潤滑系統油溫度過高，甚至造成燒瓦事故。同理，在瓦背下面墊銅皮也是不允許的。另外，軸瓦裝配后不允許松動，而在瓦背墊東西以后，很容易松動，從而破壞了軸瓦的正常工作條件。

（3）軸瓦背面有定位唇也要預防滾瓦。軸瓦在工作時要求與軸瓦座可靠定位，既不允許轉動、移動，也不允許振動。大修時發現瓦背磨得很光滑，說明出現了松動現象。但是軸瓦可靠定位的關鍵措施是適當過盈量，而不是定位唇的作用，定位唇的作用在于裝配時初始定位。

3 軸承的自由彈勢要符合要求

為使軸承易于裝配并使之與座孔緊密貼合，同時為了防止軸承蓋上緊后在壓力的作用下軸承蓋工作表面皺縮，必須保證修理后裝用的軸承自由彈勢符合要求。一般薄壁軸承自由彈勢最小值為0.25～0.5 mm，最大值為1.20～1.5 mm。若彈勢過小，則會使裝入座孔后的軸承背面的貼合力減小，在緊固軸承蓋時容易造成軸承背低碳鋼金屬材料在壓力作用滑動，并向減磨合金側皺縮凸起。軸承皺縮凸起會嚴重地阻礙軸承向座孔的傳熱，易使金屬層熔化，造成拉瓦事故。當然，自由彈勢過大也會對軸承可靠性和壽命產生不利影響，原因是減磨合金層與軸承背接合處的剪應力增大，容易使合金在接合處發生剝落。