柴油機連桿軸瓦常見損傷原因與檢驗方法

隋然喆 隋傲然

摘 要：對柴油機連桿軸瓦常見損傷：早期磨損和燒熔、腐蝕、擦傷、疲勞裂紋、剝落損傷的原因進行分析，并對檢驗方法進行介紹，以提高柴油機連桿修理質量。

關鍵詞：柴油機;連桿軸瓦;常見損傷

中圖分類號：S219.07 ? ? ? ?文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2020.03.060

柴油機連桿軸瓦常見損傷主要是軸瓦上的耐磨合金層的損壞。其主要損壞形式有：早期磨損和燒熔、腐蝕、擦傷、疲勞裂紋和剝落等。下面針對柴油機連桿軸瓦損傷的原因進行分析，以便采取有效的預防措施，減少連桿軸瓦損傷的發生。

1 連桿軸瓦常見損傷原因

1.1 早期磨損和燒熔

連桿軸瓦早期磨損使軸瓦與軸頸的正常配合間隙遭到破壞，尤其是連桿的上瓦片磨損更為顯著。燒瓦是軸瓦的嚴重損壞故障，燒瓦是指合金層燒熔粘附在軸頸上，造成曲軸頸的磨損和抱軸事故。連桿軸瓦早期磨損和燒熔的原因有：（1）連桿軸瓦在保持良好的潤滑條件下，其正常磨損量是很小的。如果有異物灰塵、鐵屑或其它金屬磨粒隨潤滑油進入軸頸與軸瓦之間，會發生軸瓦和軸頸被刮傷。（2）當潤滑系統故障，機油壓力過低或過高，軸瓦的潤滑油供給不正常時，潤滑油中斷以及配合間隙不當等原因就會產生過熱，使潤滑油膜破壞，運動副表面金屬之間直接接觸，并形成異常磨損而使局部溫度過高，最后導致合金燒熔。（3）柴油機操作使用不當，如發動機剛啟動就高速超負荷運轉，由于爆燃氣體產生的壓力很大，發動機過熱，易導致軸瓦燒熔。（4）軸承座變形后，軸瓦和軸承座將接觸不良。軸瓦在座中的位置不正確，將使高出的部分潤滑油膜被破壞，發生金屬與金屬的干摩擦。

1.2 腐蝕

腐蝕現象表現為軸瓦內網表面呈現深灰色或黑色斑狀小孔、蜂窩狀凹坑。連桿軸瓦發生腐蝕的主要原因：軸瓦的腐蝕是由潤滑油中酸性物質的侵蝕而造成的。因為酸和鉛的作用很激烈，所以含鉛合金軸瓦容易遭到腐蝕。合金層遭到腐蝕時會產生應力集中，進而加速合金層的疲勞破壞。所以在使用管理中要定期取樣化驗機油的質量，以判斷其變質程度。若超過指標，必須更換機油，以防腐蝕軸瓦。

1.3 擦傷

軸瓦內圓表面出現沿軸瓦圓周方向的線狀或帶狀的拉痕。它是一種不均勻的磨損，往往由異物造成。其主要是由機油中的雜質造成的，這些雜質可能是柴油機各部分磨損產物鐵粉、銹、塵埃和碳化物等。在工作中，這些小的顆粒能夠嵌入軟的合金中，大的顆粒將沿圓周方向擦傷合金，而無法通過軸承間隙的特大顆粒則可能被壓入軸瓦合金中形成傷疤和凹坑，也可能將軸頸擦傷。一般軸瓦多多少少都有擦傷痕跡，這對柴油機正常工作影響并不大，但嚴重時，會造成損壞事故。因此，在使用管理中要定期檢查和清洗機油過濾器以及更換機油。

1.4 疲勞裂紋和剝落

疲勞能使軸瓦合金產生裂紋，嚴重時會使合金從軸瓦上一片片地剝落，直到整個軸瓦合金遭到破壞?；蛘咴诟哓摵勺饔孟掠湍け黄茐模纬膳R界潤滑或金屬之間直接接觸，局部溫度上升，從而發生裂紋。因鑄造澆鑄質量不高而引起的裂紋，一般在柴油機運轉初期就會發生，而疲勞裂紋一般均經工作很長一段時間后才會發生，除以上原因外，操縱管理不當也會引起裂紋，如柴油機在運轉中長期超負荷，啟動次數過多或負荷過大等，均會造成軸瓦的裂紋，嚴重時會使小塊合金剝落下來，最后導致整個軸瓦破壞。軸頸與軸瓦配合不良或軸頸的圓柱度偏差過大，易引起軸瓦局部表面壓強增高，散熱不良，從而使軸瓦中部易產生軸向裂紋。隨之會引起合金不規則的局部脫落。裝配時，若連桿的中心線直線度超差，負荷不能均勻的分配在軸瓦的表面上，柴油機經過一段時間工作后，即可能發生局部掉塊。按使用要求，軸瓦與座孔之間的貼合度不應小于86%，且不貼合處應分散兩處以上，否則將影響熱量的傳出，并導致軸瓦合金的疲勞裂紋和剝落。

2 檢驗方法

2.1 外觀檢驗

對軸瓦的表面若有腐蝕麻點、擦傷、裂紋、剝落和燒熔等現象，可用肉眼直接觀察發現。合金層與瓦背的粘結情況，可用敲擊法進行檢查。若發現以上缺陷嚴重，均需進行更換。

2.2 磨損檢驗

（1）經驗鑒定法：把連桿安裝在曲軸上，按規定力矩擰緊連桿螺栓，然后甩動連桿，如能旋轉一圈，同時沿軸向扳動沒有松曠感覺，則認為間隙合適。鑒定主軸瓦時，將主軸頸涂機油裝入主軸瓦，用手腕的力矩扭轉曲軸臂，如能順利地轉動大半圈，而上下、左右扳動曲軸時，又無明顯的曠動，則說明間隙合適。

（2）測量：軸瓦的磨損情況，可用外徑千分尺測量軸瓦的厚度。將此磨損后的軸瓦厚度與原來標準瓦厚相比較，即得到軸瓦的磨損量。但在柴油機維修中，常常不是用軸瓦的絕對磨損量來決定軸瓦報廢、更換的，而是以連桿軸頸和連桿軸瓦的總磨損量，致使配合間隙超過規定要求更換的。為了求得連桿軸瓦與軸頸的配合間隙，需要測量連桿軸瓦的內徑，為此將軸瓦裝于連桿大頭孔內，按規定要求的扭矩緊固連桿螺栓，然后進行磨損測量，測量時通常測兩個部位三個方向共六個尺寸。

用千分尺或內徑百分表測量連桿軸瓦內徑時應注意：①對于平切口的連桿大頭，測量軸瓦水平位置尺寸時，應在軸瓦分開面上下10～15 mm處選兩個測量位置，以避開垃圾槽。②對斜切口的大頭軸瓦，測量時可取垂直于連桿大頭蓋分開面和垂直于連桿軸心線兩個方向尺寸中數值最大的為該軸瓦的最大尺寸。③軸瓦前后兩位置測量時應避開圓角。