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康明斯柴油機燒瓦抱軸故障原因及預防檢修

2013-11-20

蒙留記
（解放軍汽車管理學院，安徽蚌埠　233011）
　　摘　要：分析了康明斯6BT、6CT柴油機燒瓦抱軸產生的原因，對故障機理、預防措施、檢修方法進行了較深入的探討和研究。
　　關鍵詞：康明斯柴油機；燒瓦抱軸；預防檢修
　　燒瓦抱軸是軸瓦合金層剝落損傷，與軸頸粘結在一起。燒瓦抱軸使曲軸變形損壞，軸瓦報廢，給柴油機造成致命的損傷。
　　1　產生原因
　　1.1 機油品質差、黏度級不當
　　康明期6BT、6CT柴油機熱負荷和壓力大，工作條件苛刻，在軸瓦和軸頸摩擦副之間，應建立良好的潤滑油膜。機油有不同的等級，若不按使用說明書規定的選用，甚至加注劣質機油，導致潤滑條件惡化，會造成燒瓦抱軸故障。
　　1.2 油溫過高，潤滑不良
　　機油經常與高溫機件接觸，溫度很高，若機油散熱器工作不良，溫度過高，逐漸產生氧化變質，黏度和壓力降低，使軸與瓦之間的潤滑條件變壞，很容易引起燒瓦抱軸；油壓感應塞或線路損壞，機油泵損壞，潤滑系管路破裂，濾清器芯太臟等，會使油壓過低， 潤滑不良，造成燒瓦抱軸。
　　1.3 以修代保，不定期維護
　　不注意平時保養，不按油質和規定的行駛里程更換機油，不按使用要求定期維護，而是使用不保養，等到損壞才修理，以修代保，甚至機件損壞還湊合著用，導致軸瓦事故。
　　1.4 軸瓦品質低劣，檢修不當
　　檢修時選配的軸瓦品質不高，規格不一致，薄厚不均，表面不光潔，瓦蓋高度不符合要求，各軸頸直徑差過大；裝配時不清潔，金屬微粒和灰塵雜質粘附在軸與瓦之間；瓦蓋螺栓扭力過大，裝配間隙過小，降低了機油流量，使潤滑不足，局部干摩擦，容易燒瓦抱軸。
　　1.5 違章操作
　　柴油機長時間高速全負荷運轉；冷起動后或熄火前猛轟油門；山區陡坡低擋大油門；油壓過低，報警燈亮，照樣行駛；超載高速使軸與瓦形成邊界潤滑；水溫和機油溫度過高，不及時降溫，反而高速熄火滑行，使油壓突然降低，流量減少或中斷，高溫的軸瓦得不到冷卻和潤滑造成黏著磨損。
　　2　預防措施
　　2.1 機油品質和黏度要達標
　　按照通用API（美國石油學會）質量標準，機油分為CA，CB，CC，CD個等級，按通用的SAE標準，機油黏度分為6個等級。康明斯柴油機適用CD級15W/40高級機油，這種機油能防止高溫沉積、銹蝕及腐蝕；其使用溫度范圍為-15℃-40℃。此外，可根據汽車行駛區域和使用溫度選用機油，其凝點應低于環境溫度5℃-7℃。
　　不同牌號但具有相同品質和黏度等級的柴油機機油可互換用，但不能混合在一起使用?？得魉?BT、6CT柴油機應根據使用條件和技術狀況等因素確定換油周期。按行駛里程確定換油期時，良好的運行條件為14000km以上，一般運行條件為12000km以上，較差運行條件（風沙、塵埃、舊柴油機等）為9000左右；用油質儀檢測確定是否換油時，污染指數達5.0-5.5就要更換；無檢測儀時可感觀檢驗，取機油樣用手指捻搓，有細粒感則證明雜質較多，取少量機油放置一段時間后，上層油色變淡，顯示的花紋混濁乳化且有燃油味，則為嚴重污染，應更換；檢驗油泥量，取剛停機的機油100g放入杯中，用200g干凈無Pb汽油稀釋，用130mm×130mm的普通濾紙過濾，再將濾紙上的沉淀物晾干，稱其質量若超過5g應更換。換油時應清洗機油池和集濾器并更換機油濾清器。
　　2.2 適時保養，合理操作
　　經常檢查機油油面高度，定期清洗濾清器和疏通油道。注意儀表盤上的油壓警告燈，燈亮或蜂鳴器響，應熄火15min后檢查油面，過低給予補充，再起動發動機燈熄為正常，否則應對潤滑系進行檢排。冷起動前，用起動機帶動發動機空轉數圈，待曲軸頸與軸瓦建立潤滑油膜后再起動。冬季起動，機油應加溫，以減輕軸瓦轉動阻力。汽車行駛中應注意機油溫度，保持發動機水溫在80℃-90℃，因機油散熱器冷卻水與發動機冷卻系相通，油溫過高，應及時檢查。剛起動后和熄火前禁止猛轟油門。
　　3　故障檢修
　　發生燒瓦抱軸故障后，應對發動機拆檢、對曲軸和軸瓦進行檢修。
　　3.1 曲軸的檢修
　　曲軸裂紋常發生在軸頸與曲臂處，裂紋很細，可用磁力探傷儀檢驗。無探傷儀時，將洗凈的曲軸放在煤油中浸泡15min，取出后擦凈；然后在軸頸表面撒上白粉，用手錘分段敲擊非工作面，震動后出現油跡，則說明此處有裂紋。軸向裂紋經光磨后消除可繼續使用，橫向裂紋或斷裂則應更換曲軸。
　　檢查曲軸彎曲程度的方法如圖1a所示。曲軸的直線度在0.10mm-0.15mm內，可結合軸頸磨削加以校正；曲軸彎曲度過大需用冷壓法校正。
　　曲軸扭曲的檢驗如圖1b所示。將連桿軸頸轉到水平位置上利用K 型規分別測量同一方位上的兩個連桿軸頸的高度差，Z大值為扭曲度。其值小于8°時采用磨削軸頸予以校正；當扭曲大于8℃時用液壓扭力桿扭轉校正。彎扭嚴重無法校正時，應予更換。
　　用外徑測微器測量軸頸的圓度和圓柱度。當圓度超過0.05mm，圓柱度超過0.013mm時，應磨修軸頸。其修理級別通常為0.25mm和0,50mm兩級，應根據磨損量和傷痕確定磨修級別；主軸頸和連桿軸頸可以選擇不同的修理級別，但同一曲軸的3道主軸頸或4道連桿軸頸應選同一修理級別。磨修后的軸頸圓度和圓柱度都應小于0.005mm，還應進行表面處理和動平衡試驗，允許不平衡量為600g.mm。
　　3.2 軸瓦的檢修
　　按照軸頸的磨修尺寸，選用同級別新軸瓦，對選用的軸瓦進行厚度的檢測。
　　軸瓦裝入座孔內，上下兩片的每端應高出軸瓦座平面0.03mm-0.05mm（見圖2），確保軸瓦與軸承座緊密貼合。過長應用平銼修磨無定位突榫的一端，過短應重新選配。
　　軸瓦背面無斑點，粗糙度Ra為0.8μm，突榫起軸瓦定位作用，若過低，應用尖銃銃出合適的高度，若突榫損壞，需另選軸瓦。將軸瓦放入座孔內，其曲率半徑應大于座孔的曲率半徑（見圖2），當裝入座孔內，靠自身彈力與軸瓦座孔緊密貼合，有利于散熱。敲擊軸瓦背面應無啞聲，證明合金與底板結合牢固，否則應另選。
　　主軸頸與軸瓦配隙為0.041mm-0.119mm，連桿軸頸與軸瓦配隙為0.038mm-0.116mm。過大或過小應另選軸承。測量配隙可用量缸表和測微器，也可在間隙中墊一層厚度合適的軟金屬，裝配壓實后直接測量其厚度。
　　各道主軸瓦的中心線要在同一軸線上。同心度檢查時拆去主軸瓦蓋，抬下曲軸，觀察各軸瓦接觸部位是否一致；若相差不大，可微量修刮軸瓦；若有的軸瓦接觸過重，有的不接觸，應檢查主軸瓦座孔的同軸度或重新選配軸瓦。
　　4　復裝要求
　　清潔所有零部件，并用壓縮空氣吹凈曲軸及各潤滑油道；給主軸承蓋和螺栓螺紋上涂少許機油，從中間向兩邊分3次依次扭緊，第1次把所有螺栓扭緊力矩為50N.M，第2次用80N.M扭矩扭緊，第3次把所有螺栓扭轉60°。檢測曲軸軸向間隙，標準為0.127mm-0.335mm；轉動曲軸，應無卡滯和碰擦現象。把活塞頂部“FRONT”標記朝向發動機前方，給連桿組和軸瓦涂少許機油，按原配瓦蓋裝復，以55N.M扭矩扭緊，再將螺栓扭轉60°緊固。檢測連桿與曲軸臂端面側隙應為0.10mm-0.30mm，旋轉曲軸應無卡滯。
　　5　結束語
　　一旦發生燒瓦抱軸，駕駛人員應迅速作出判斷，不能繼續運行，以免發生柴油機拉缸和搗缸的嚴重事故。堅持定期檢查，保持良好的潤滑，正確使用柴油機。發現異響，盡早檢排，防止燒瓦抱軸的發生，使柴油機始終處于良好的技術狀態。
　　參考文獻：
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　　[5]蒙留記.柴油機維修實習指導[D].蚌埠:解放軍汽車管理學院.1999.81-87
來源：《車用發動機》2002年03期