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WD615柴油機(jī)軸瓦損壞原因及預(yù)防

2012-08-16

作者:王建旭 包帥善

  斯達(dá)—斯太爾汽車配用的WD615系列柴油機(jī),由于壓縮比高、功率大而具有較好的動力性,但若使用、維護(hù)不按照操作規(guī)程進(jìn)行,極易造成曲軸軸瓦燒熔、擦傷、合金裂紋和脫落等損傷,縮短軸瓦的使用壽命,影響發(fā)動機(jī)正常工作。因此,分析軸瓦損壞的原因,采取有效的預(yù)防措施,延長軸瓦的使用壽命,具有重要的意義。
  1 軸瓦的損壞形式及原因
  1)軸瓦燒熔
  軸瓦燒熔俗稱燒瓦,主要是由于潤滑油供給中斷或不足,在曲軸軸頸和軸瓦間引起半干摩擦或干摩擦,導(dǎo)致發(fā)動機(jī)軸瓦燒熔。軸瓦燒熔又會使曲軸被軸瓦抱死,造成嚴(yán)重的機(jī)械事故。
  軸瓦燒熔的原因主要有以下幾種:
 ?、侔l(fā)動機(jī)超負(fù)荷工作。發(fā)動機(jī)長時(shí)間處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài),潤滑油溫度增高,粘度下降,導(dǎo)致機(jī)油壓力偏低,軸和軸瓦之間  內(nèi)潤滑油膜不易形成,摩擦產(chǎn)生的熱量不能被帶走,造成摩擦加劇,軸瓦發(fā)生粘著磨損而燒熔。
 ?、诙酒饎硬僮鞑划?dāng)。在冬季,環(huán)境量度低于O℃時(shí),快速強(qiáng)行起動發(fā)動機(jī),此時(shí)由于氣溫低,機(jī)油粘度大,軸和軸瓦之間的潤滑油膜還沒有形成,引起軸瓦燒熔。
 ?、蹤C(jī)油質(zhì)量差。潤滑油質(zhì)量差或使用周期太長造成機(jī)油變質(zhì),難以形成良好的油膜,引起發(fā)動機(jī)軸瓦燒熔。目前,在斯太爾汽車用戶中發(fā)生軸瓦燒熔的故障多數(shù)系此種情況。一些用戶實(shí)行按色換油,不看粘度,只要機(jī)油顏色變化不大,就繼續(xù)使用;大部分單位不化驗(yàn);有的即使化驗(yàn)也是采用極簡單的化驗(yàn)儀器,只能做水分、灰分和其它簡單的分析,因而造成發(fā)動機(jī)機(jī)機(jī)油的超期使用。
  ④機(jī)油數(shù)量不足。機(jī)油缺少,潤滑、冷卻強(qiáng)度不夠,造成發(fā)動機(jī)軸瓦溫度迅速升高,軸瓦和軸頸發(fā)生膨脹變形,間隙消失,金屬直接接觸出現(xiàn)燒瓦。
  機(jī)油嚴(yán)重缺少的主要原因有:濾清器嚴(yán)重堵塞、機(jī)油泵損壞、潤滑油管路堵塞、油路嚴(yán)重漏油等。
  ⑤軸承間隙過小。WD615系列動發(fā)動機(jī)主軸瓦和主軸徑的間隙為0.095-0.163mm,連桿軸瓦和連桿軸輕的間隙為0.059-0.127mm。間隙過小,限制了潤滑油流動,使機(jī)油不易進(jìn)入,以致摩擦熱不能被很好地帶走,增加了軸瓦變形和燒瓦的可能性。
  2)軸瓦擦傷
  軸瓦擦傷一般發(fā)生在瞬時(shí)缺乏潤滑的情況下,其表現(xiàn)特征為軸瓦和軸頸表面出現(xiàn)金屬直接接觸而呈斑痕和嚴(yán)重的擦傷痕跡。軸瓦擦傷的主要原因有兩方面,一是使用方面的問題,二是潤滑油質(zhì)量的問題。
  ①使用方面。發(fā)動機(jī)起動后,在溫度和壓力都沒有升高的情況下,就高速運(yùn)轉(zhuǎn)。由于此時(shí)尚未形成充足的油流,軸瓦潤滑不良,會出現(xiàn)擦傷。發(fā)動機(jī)起動后,油流充滿發(fā)動機(jī)油道需要15-40s左右,而強(qiáng)行加速3-8s就可以達(dá)到Z高轉(zhuǎn)速。如果起動發(fā)動機(jī)后強(qiáng)行提到Z高轉(zhuǎn)速,軸瓦約有8s處于缺油狀態(tài)而高速運(yùn)轉(zhuǎn);軸瓦就會被拉傷、擦傷,損壞的速度是很快的。
  ②潤滑潤的質(zhì)量。潤滑油使用時(shí)間過長或牌號不對;油中的灰塵、雜質(zhì)較多;發(fā)動機(jī)經(jīng)常處在高溫大負(fù)荷下工作,都會造成軸瓦擦傷。
  WD615系列發(fā)動機(jī)有自然吸氣、增壓和增壓中冷幾種機(jī)型,使用潤滑油應(yīng)嚴(yán)格按廠家規(guī)定去選擇。
  增壓柴油機(jī)的機(jī)械負(fù)荷和熱負(fù)荷很大,要求潤滑油具有良好的潔凈性、抗氧化安全性、防腐性和抗磨性,普通柴油機(jī)機(jī)油是不能勝任的。
  3)軸瓦合金裂紋和脫落
  當(dāng)軸瓦和軸頸頻繁直接接觸,導(dǎo)致溫度升高,使軸瓦內(nèi)襯疲勞強(qiáng)度降低,合金出現(xiàn)裂紋或脫落;這種裂紋呈網(wǎng)狀,也叫做“龜裂”。發(fā)動機(jī)運(yùn)行時(shí),由于機(jī)油在裂紋中的液力作用,導(dǎo)致裂紋發(fā)展,直至軸瓦內(nèi)襯出現(xiàn)小塊的剝落,并逐漸擴(kuò)大,俗稱“炸瓦”。由于合金塊剝落,軸頸和軸瓦配合間隙變大,兩者的磨損加??;又由于潤滑油從間隙縫中大量泄出,使機(jī)油壓力下降,并出現(xiàn)敲擊聲音。
  軸瓦產(chǎn)生裂紋和剝落通常是由于發(fā)動機(jī)使用不當(dāng)造成的。發(fā)動機(jī)連桿瓦較主軸瓦的油膜壓力和負(fù)荷要大得多,它承受周期變化的交變負(fù)荷,容易引起疲勞,同時(shí)連桿瓦又首先受到機(jī)油壓力下降的影響,尤其是Z后一道連連桿瓦,處在潤滑油路的末端,Z后得到潤滑。若駕駛員經(jīng)常反復(fù)地起動發(fā)動機(jī),在機(jī)油壓力還沒有升高之前就強(qiáng)行提到Z高轉(zhuǎn)速,使連桿軸瓦承受較高的負(fù)荷,并具有大的線速度,軸瓦便會從輕度拉傷、擦傷變?yōu)榱鸭y,直至剝落。
  4)軸瓦過度磨損
  過度磨損發(fā)生在瞬時(shí)缺油并反復(fù)出現(xiàn)的情況下。每次發(fā)生時(shí),金屬因缺油、潤滑而直接接觸,時(shí)間雖不長,但軸瓦的溫度上升之快之高,足以使軸瓦出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。每次金屬的直接接觸都會有一部分軸瓦合金被磨下來,造成間隙增大。反復(fù)多次即造成軸瓦的過度磨損,使發(fā)動機(jī)機(jī)油壓力下降,出現(xiàn)異響,Z后導(dǎo)致不能運(yùn)轉(zhuǎn)。

  軸瓦過度磨損的主要原因有以下幾種:
 ?、侔l(fā)動機(jī)在機(jī)油油面過低的情況下連續(xù)工作,機(jī)油添加不及時(shí);
  ②發(fā)動機(jī)起動后,機(jī)油壓力還沒有升高就強(qiáng)行提速;
 ?、蹫V清據(jù)濾芯不合格,濾芯嚴(yán)重阻塞未及時(shí)更換;
 ?、馨l(fā)動機(jī)油溫過高;
  ⑤機(jī)油牌號不符,油膜不易形成,造成金屬之間的半干摩擦。
  2 預(yù)防發(fā)動機(jī)軸瓦損壞的措施
  1)起動發(fā)動機(jī)要細(xì)心操作。起動發(fā)動機(jī)之前要進(jìn)行必要的檢查,檢查項(xiàng)目包括機(jī)油油面高度及各油管接頭、濾清器等。起動后應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)3-5min左右,冬季怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間應(yīng)長一些,Z好是10min左右。切記:發(fā)動機(jī)起動后機(jī)油壓力未上升前不能強(qiáng)行提速。
  2)使用符合規(guī)定的潤滑油。WD615系列發(fā)動機(jī)對潤滑油的品質(zhì)要求較高,推薦使用長城牌CD15W/40中增壓柴油機(jī)機(jī)油,一般地區(qū)可全年使用。對于較寒冷地區(qū),可選用CD20柴油機(jī)油。
  3)按規(guī)定時(shí)間更換機(jī)油。正確的做法是,運(yùn)行12000km進(jìn)行二級保養(yǎng)時(shí)更換發(fā)動機(jī)機(jī)油及機(jī)油濾清器。有不少單位按經(jīng)驗(yàn)或根據(jù)簡單的化驗(yàn)更換機(jī)油,這是不足取的。目前市場上簡單的機(jī)油化驗(yàn)儀器,檢驗(yàn)項(xiàng)目及精度有限,滿足不了化驗(yàn)的要求,故應(yīng)盡量足期或定程更換機(jī)油。有的單位將一次性使用的機(jī)油濾清器旋裝濾芯進(jìn)行所謂的“清洗”后重新使用,須知,旋裝式機(jī)油濾清器外殼為薄鐵皮,內(nèi)為紙質(zhì)濾芯,清洗是洗不干凈的,Z好還是更換。
  4)日常運(yùn)行中要堅(jiān)持必要的檢查。堅(jiān)持出車前、收車后及行車途中的停車檢查,及時(shí)處理油路接頭的滲漏,保證發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)行。
  5)安裝機(jī)油濾清器要細(xì)心檢查。安裝之前應(yīng)先查看濾清器的外表有無破裂和擠壓痕跡,如有,堅(jiān)決不用;再查看濾清器上的封油膠墊有無破損,如有破損則應(yīng)更換。安裝時(shí),在濾清器膠墊上涂少許機(jī)油,用雙手抱住擰緊,不能用大扳手、管鉗等,因用大扳手、管鉗等極易將濾清器外殼損,在使用中易造成破裂,危及發(fā)動機(jī)的安全運(yùn)行。安裝后起動發(fā)動機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)10min,壓力上升后,觀察封油圈有無滲漏,如有滲漏一定要更換。
  如果發(fā)動機(jī)出現(xiàn)燒瓦故障,Z好到原發(fā)動機(jī)制造廠求援。這是因?yàn)閃D615柴油機(jī)曲軸采用了良好的熱處理工藝和軟氮化處理,軸頸表面有0.1-0.2mm的高抗磨層及0.8mm的抗疲勞層,從而使曲軸疲勞強(qiáng)度較常規(guī)處理提高40%。如果燒瓦故障中軸頸拉傷,僅將曲軸軸頸進(jìn)行光磨,換加大級別的軸瓦,而對光磨后的軸頸不加以相應(yīng)處理,那么,新瓦換上后不長時(shí)間又會出現(xiàn)類似故障,從而嚴(yán)重影響曲軸使用壽命。軸瓦安裝時(shí),應(yīng)注意徹底清洗主油道及各部油道,保證油道內(nèi)無雜物。由于機(jī)油冷卻器死角處不易清洗干凈,建議更換機(jī)油冷卻器。

來源:《汽車維修》 2001年07期