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曲轴烧蚀俗称“烧瓦”故障的具体原因分析

作者：天津金百联机电              发表时间：2011-07-10

曲轴滑动轴承烧蚀，俗称“烧瓦”。造成这一故障的主要原因是柴油机的机械负荷和热负荷过大、机油供给不足的情况下曲轴轴颈与轴瓦之间未能形成有效润滑油膜，导致曲轴轴颈与轴瓦直接摩擦。　　1、曲轴烧蚀的具体原因　　1.1机油品质差　　1）机油品质低劣。选用的机油质量等级和粘度等级较低，或不同牌号机油进行掺兑使用，造成机油的使用性能达不到要求;机油长时间使用过程中混入了大量灰尘，以及因柴油机工作温度过高等使机油氧化变质。　　2）机油里混有水。水套裂缝或水套有砂眼气孔，使冷却水渗入机油里。　　3）机油变稀。由于部分柴油机喷油泵润滑采用压力润滑方式，一旦喷油泵与润滑油道密封失效，柴油进入润滑油道使柴油机润滑油稀释变质。　　1.2机油容量不够、机油压力较低　　1）机油容量不够。未按规定容量加足机油，使柴油机润滑机油流量不足，不能保证润滑油膜的形成。　　2）机油压力较低。由于机油压力较低，曲轴轴颈与轴瓦之间未形成润滑油膜。　　3）由于机油的清洁度较差，使润滑油道或油孔堵塞、曲轴轴颈与轴瓦之间缺机油或机油不足。　　1.3曲轴轴颈与轴瓦间隙太大或太小　　1）曲轴轴颈与轴瓦间隙太大。因间隙太大，致使机油压力较低，无法形成足够润滑油膜。　　2）曲轴轴颈与轴瓦间隙太小。因间隙太小，曲轴轴颈与轴瓦之间油膜厚度不够或无润滑油膜。　　3）轴瓦（凸轮轴衬套）轴向窜位移动。由于轴瓦（凸轮轴衬套）轴向窜位移动，破坏了机油压力腔的形成，无法产生机油压力、不能形成润滑油膜。　　1.4曲轴或缸体的几何尺寸超差　　1）曲轴径向跳动超差（曲轴弯曲）较大，使轴颈与轴瓦间隙小或无间隙，润滑油膜厚度不够或无润滑油膜。　　2）曲轴连杆轴颈夹角不均，多缸柴油机曲轴连杆轴颈夹角不均，使连杆轴颈与轴瓦间隙太小或无间隙，润滑油膜厚度不够或无润滑油膜。　　3）缸体主轴承孔同轴度超差，致使主轴颈与轴瓦间隙太小或无间隙，润滑油膜厚度不够或无润滑油膜。　　4）汽缸孔与主轴承孔垂直度超差，致使连杆轴颈、主轴颈间隙太小或无间隙，润滑油膜厚度不够或无润滑油膜。　　1.5曲轴主轴颈、连杆轴颈形状尺寸超差　　曲轴主轴颈、连杆轴颈或缸体主轴承孔、连杆大头孔圆柱度或锥度差较大，均会使轴颈与轴瓦间隙断续（间断）或呈锥形，不能保证形成较好的润滑油膜。　　1.6曲轴主轴颈（连杆轴颈）表面粗糙度超差　　由于粗糙度差，在轴颈表面上存在许多金属棱峰，这些金属棱峰破坏了轴颈与轴瓦之间的润滑油膜的完整性和连续性，金属棱峰直接与轴瓦摩擦，造成曲轴烧蚀。　　1.7曲轴、飞轮、离合器动平衡精度超差　　动平衡精度超差时曲轴高速旋转产生很大的惯性力，使曲轴轴颈与轴瓦配合间隙受到破坏，严重者使轴颈与轴瓦直接摩擦而造成曲轴烧蚀。　　1.8维护保养不当　　柴油机运行一段时间后，若不及时进行合理的维护与保养，将造成机油泵限压阀、机油泵等零件会发生磨损、失效变形。机油滤清器滤芯会被油污、油泥堵塞，使机油压力降低，引起曲轴烧蚀。　　2、曲轴轴瓦烧蚀原因分析与判断　　一般情况下，柴油机发生曲轴烧蚀时会冒白烟，发出金属撞击异响声，严重时曲轴与轴瓦烧蚀（抱死）在一起而无法转动。　　2.1机油变稀　　可检查柴油机上部零件（缸盖上平面、气阀机构、缸盖罩壳）是否有水蒸气或水珠;若发现使用中机油容量增加，粘度降低并有生油味，则机油中已混入柴油。　　2.2机油变质　　经较长时间使用或柴油机处于长时间高温工作，造成机油氧化变质，呈黑色、无光泽，浓度增大，手指捻机油时感觉机油里有粉尘、杂质等。　　2.3曲轴轴颈与轴瓦间隙过大或过小　　间隙过大一般发生在柴油机投入使用时间较长之时，柴油机运行时机油压力较低;间隙过小一般发生在柴油机投入使用时间较短时，柴油机运行时机油压力较高。　　出现间隙过大或过小时，可用千分尺、量缸表检查轴颈、轴承孔、轴瓦尺寸，计算其配合间隙。　　2.4曲轴或缸体的几何尺寸超差　　此故障多发生在柴油机投入使用时间不长（机械行驶5000km之内）。使用时用手摇把摇转柴油机至旋转力矩较大（旋转费力），可采用逐缸松卸主轴承盖和连杆盖后转动曲轴，视其旋转曲轴力矩大小、变化差异来确定几何尺寸超差部位（但确定超差值的大小，则需解体柴油机，用专用检具测定）。　　2.5曲轴尺寸超差　　故障一般发生在柴油机投入使用时间不长（机械行驶2500km之内），若被测轴颈烧蚀，可测相邻相应轴颈（因常规下相邻相应轴颈采用同一设备、同一刃具加工，从而可代表烧蚀轴颈的尺寸误差）。　　2.6曲轴轴颈的表面粗糙度超差　　故障常发生在柴油机投入使用时间不长（机械行驶2500km之内），若被测轴颈烧蚀，可用粗糙度检测仪测量相邻相应轴颈（因一般情况下，相邻相应轴颈采用同一设备、同一刃具加工，从而所测粗糙度可代表其烧蚀轴颈粗糙度）。　　2.7曲轴、飞轮、离合器动平衡精度超差　　此故障一般发生在机械行驶10000km以后，曲轴烧蚀后可清除轴颈上残留的杂物，重新校检动平衡，其不平衡量基本上可表示其烧蚀轴颈动平衡超差量。　　3、曲轴轴瓦烧蚀与轴颈拉伤（拉瓦）的区别　　曲轴轴瓦烧蚀与轴颈拉伤是本质不同的两种故障，前者是因曲轴高速旋转中曲轴轴颈与轴瓦相互摩擦而烧蚀，后者是因润滑油中存在的棱峰形杂质或轴颈表面上的金属棱峰拉伤轴颈和轴瓦所致。　　曲轴轴瓦烧蚀后的现象为:在曲轴高速旋转时，只要轴颈与轴瓦表面有摩擦，在极短时间就可形成高温，从而使曲轴轴颈与轴瓦表面烧蚀，轴颈或轴瓦表面发蓝、发黑或合金烧蚀粘附在轴颈上。机油里附有大量的块状或粗粒状合金。　　曲轴拉伤后的现象为:轴颈和轴瓦表面形成圆轴形沟槽纹状，机油里附有一定数量的粉状合金和其他种类金属和非金属杂物。　　曲轴轴瓦烧蚀的原因很多、涉及面广，分析烧蚀原因时应根据曲轴轴瓦烧蚀的状况，先从简单方面着手，逐一进行检查，筛选出引起曲轴轴瓦烧蚀的真正原因，对症解决处理。
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