国Ⅲ柴油机故障诊断与案例分析：曲轴与轴瓦粘连问题分析

2023-09-19 理论教育版权反馈

【摘要】：曲轴轴瓦烧瓦后在即将停机时，因气缸内活塞还在往复运动做功，加之飞轮的惯性，曲轴会继续转动一个转角。曲轴与轴瓦粘连故障时有发生，如果处理不当，轻者造成柴油机曲轴的一般损伤，重者可能造成曲轴的磨损或机体的严重损伤，甚至可能导致曲轴的报废。

1.故障原因分析

（1）柴油机超负荷运行。柴油机长期超负荷工作使曲轴长期处于疲劳状态，或柴油机起动后没有经过预热运转，立即加大油门高速运转，极易产生故障。因为曲轴原处于静止状态，由于曲轴本身及活塞连杆组件的重力作用，使曲轴紧压着轴瓦，轴瓦中原含有的机油大多被从曲轴与轴瓦的间隙中挤压出去。

当曲轴处于高速运转时，因为机油少，不能形成油膜，曲轴与轴瓦之间不能产生液体摩擦，只能处于半干或干摩擦状态，致使轴瓦在高温下熔化，即“烧瓦”，形成“轴瓦抱曲轴”的现象。

（2）润滑系统故障。曲轴和轴瓦磨损异常主要是润滑系统的故障造成的。机油油压低、质量低劣或机油含水乳化、被燃油稀释等是主要原因。

曲轴轴瓦烧瓦后在即将停机时，因气缸内活塞还在往复运动做功，加之飞轮的惯性，曲轴会继续转动一个转角。但此时轴瓦已与曲轴抱在一起了，于是轴瓦在瓦座内也转动了一个转角，操作人员强行转动曲轴或重新起动，使轴瓦孔底座磨损加剧。

（3）机油不干净或使用了劣质机油。机油中含有机械杂质，或其他杂质颗粒，致使曲轴锥度和椭圆度的产生，因为曲轴的轴颈不圆，使机油的分布不均，从而使润滑性能下降，轴瓦温度升高，导致“烧瓦”。劣质机油的质量不好，粘温性差，柴油机温度升高后机油失去润滑性而导致烧瓦故障的出现。

（4）轴瓦间隙过大或过小。轴瓦（主轴瓦和连杆瓦）间隙过大，机油不易储存，间隙过小，机油不足，轴瓦会因发热而咬住轴颈形成“烧瓦”。

（5）保养因素。柴油机在运行一段时间后，若不及时进行合理的维修保养，将造成机油泵限压阀、机油泵等零件磨损失效变形。机油过滤器滤芯被油污、油泥堵塞，使机油压力降低，引起曲轴轴瓦“烧瓦”。

2.曲轴严重磨损故障的原因分与判断

曲轴轴颈严重磨损，一般是曲轴某些轴颈（主轴颈或连杆轴颈）与轴瓦发生粘连（抱轴）后再次转动曲轴造成，其主要原因如下：

该轴颈严重缺机油。在某些特定条件下（如某个轴颈的机油孔被异物杂质堵塞），可能导致某个轴颈严重缺机油而产生干摩擦，曲轴与轴瓦很快就会粘连在一起。此时，柴油机一般会自动停机。当轴瓦与轴颈粘连在一起时，可能会出现下列两种情况：

①如果粘连不是很严重，柴油机自动停机前，轴瓦与轴颈已经产生相对运动，导致轴颈上粘连的轴瓦物质对轴颈与轴瓦都产生严重伤害。此种情况下，柴油机曲轴仍然可以继续转动。柴油机停机后再次起动时，该轴颈就会因干摩擦而出现更加严重的磨损，直至再次抱轴而自动停机。

②如果粘连严重（完全抱死），轴瓦与轴颈之间没有产生相对运动，在强大的惯性力作用下，就可能导致轴瓦的瓦背与机体主轴瓦底孔之间产生相对位移，也就产生了所谓“溜瓦”——即轴瓦转圈的故障，这不仅对曲轴轴颈造成了严重的损伤，同时也对机体主轴瓦底孔造成了严重的损伤。可能导致机体轴瓦底孔变形、失圆，甚至产生裂纹等严重故障。

因此，当柴油机出现大负荷声音聚变后自动停机时，一定不要盲目再次起动柴油机。应该首先用撬杠撬动柴油机曲轴，感觉是否旋转困难。如果感到困难或不能转到，应该可以确定是产生了烧瓦抱轴故障。如果仍能旋转自如，则需要进一步对机油进行分析，检查机油中有没有金属碎屑等杂质，如果机油中存在此类杂质，则可以初步确定可能出现了轻微的轴瓦损伤（掉块）或活塞拉缸等故障，酌情进行其他检查；如果没有此类杂质，则可基本排除轴瓦损伤故障。

曲轴与轴瓦粘连（烧瓦抱轴）故障时有发生，如果处理不当，轻者造成柴油机曲轴的一般损伤，重者可能造成曲轴的磨损或机体的严重损伤，甚至可能导致曲轴的报废。因此，当柴油机出现此类故障现象时，必须认真对待和仔细处理。

3.曲轴轴瓦烧蚀与轴颈拉伤（拉瓦）的区别

①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，后者是因机油中存在的毛刺形杂质或轴颈表面上的金属毛刺拉伤轴颈和轴瓦所致。

②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。

③曲轴拉伤后的现象。轴颈和轴瓦表面形成圆形沟槽纹状，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。

④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。

国Ⅲ柴油机故障诊断与案例分析：曲轴与轴瓦粘连问题分析

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