柴油機燒瓦故障原因分析與預防

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

燒瓦是發動機最嚴重的機械故障，雖產生的原因各有不同，但根本結果是發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生干摩擦，因摩擦產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

發動機負荷突然增加，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，造成發動機工作時軸瓦溫度迅速升高，軸瓦和軸頸發生膨脹變形，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，產生卡滯現象。曲軸在高速旋轉中有卡滯或停頓后，就會產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，發動機工作時，連桿瓦和曲軸瓦除承受因曲軸旋轉產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型發動機更換L195型發動機主軸瓦后，試車期間即燒主軸瓦。S195型發動機的主軸瓦為內油槽式，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油槽式則保證不了連桿軸承和右主軸承的潤滑。而L195型發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，然后按規定配合間隙選配軸瓦。軸頸表面燒傷嚴重或產生裂紋時，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。按規定要求調整曲軸軸向間隙。

（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）發動機修理后，在機體內表面及油孔、油道內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。當軸頸發生變形時，油壓分布變化很大，在油膜很薄處，很容易發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）注意潤滑系統工作性能檢查，保證機油壓力在正常范圍內，定期更換機油，保證機油質量。

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