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WD615柴油機軸瓦損壞原因及預防
2012-08-16
作者：王建旭 包帥善
斯達—斯太爾汽車配用的WD615系列柴油機，由于壓縮比高、功率大而具有較好的動力性，但若使用、維護不按照操作規程進行，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，影響發動機正常工作。因此，分析軸瓦損壞的原因，采取有效的預防措施，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，導致發動機軸瓦燒熔。軸瓦燒熔又會使曲軸被軸瓦抱死，造成嚴重的機械事故。
軸瓦燒熔的原因主要有以下幾種：
①發動機超負荷工作。發動機長時間處于超負荷運行狀態，潤滑油溫度增高，粘度下降，導致機油壓力偏低，軸和軸瓦之間 內潤滑油膜不易形成，摩擦產生的熱量不能被帶走，造成摩擦加劇，軸瓦發生粘著磨損而燒熔。
②冬季起動操作不當。在冬季，環境量度低于O℃時，快速強行起動發動機，此時由于氣溫低，機油粘度大，軸和軸瓦之間的潤滑油膜還沒有形成，引起軸瓦燒熔。
③機油質量差。潤滑油質量差或使用周期太長造成機油變質，難以形成良好的油膜，引起發動機軸瓦燒熔。目前，在斯太爾汽車用戶中發生軸瓦燒熔的故障多數系此種情況。一些用戶實行按色換油，不看粘度，只要機油顏色變化不大，就繼續使用；大部分單位不化驗；有的即使化驗也是采用極簡單的化驗儀器，只能做水分、灰分和其它簡單的分析，因而造成發動機機機油的超期使用。
④機油數量不足。機油缺少，潤滑、冷卻強度不夠，造成發動機軸瓦溫度迅速升高，軸瓦和軸頸發生膨脹變形，間隙消失，金屬直接接觸出現燒瓦。
機油嚴重缺少的主要原因有：濾清器嚴重堵塞、機油泵損壞、潤滑油管路堵塞、油路嚴重漏油等。
⑤軸承間隙過小。WD615系列動發動機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，使機油不易進入，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
軸瓦擦傷一般發生在瞬時缺乏潤滑的情況下，其表現特征為軸瓦和軸頸表面出現金屬直接接觸而呈斑痕和嚴重的擦傷痕跡。軸瓦擦傷的主要原因有兩方面，一是使用方面的問題，二是潤滑油質量的問題。
①使用方面。發動機起動后，在溫度和壓力都沒有升高的情況下，就高速運轉。由于此時尚未形成充足的油流，軸瓦潤滑不良，會出現擦傷。發動機起動后，油流充滿發動機油道需要15-40s左右，而強行加速3-8s就可以達到Z高轉速。如果起動發動機后強行提到Z高轉速，軸瓦約有8s處于缺油狀態而高速運轉；軸瓦就會被拉傷、擦傷，損壞的速度是很快的。
②潤滑潤的質量。潤滑油使用時間過長或牌號不對；油中的灰塵、雜質較多；發動機經常處在高溫大負荷下工作，都會造成軸瓦擦傷。
WD615系列發動機有自然吸氣、增壓和增壓中冷幾種機型，使用潤滑油應嚴格按廠家規定去選擇。
增壓柴油機的機械負荷和熱負荷很大，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，普通柴油機機油是不能勝任的。
3)軸瓦合金裂紋和脫落
當軸瓦和軸頸頻繁直接接觸，導致溫度升高，使軸瓦內襯疲勞強度降低，合金出現裂紋或脫落；這種裂紋呈網狀，也叫做“龜裂”。發動機運行時，由于機油在裂紋中的液力作用，導致裂紋發展，直至軸瓦內襯出現小塊的剝落，并逐漸擴大，俗稱“炸瓦”。由于合金塊剝落，軸頸和軸瓦配合間隙變大，兩者的磨損加劇；又由于潤滑油從間隙縫中大量泄出，使機油壓力下降，并出現敲擊聲音。
軸瓦產生裂紋和剝落通常是由于發動機使用不當造成的。發動機連桿瓦較主軸瓦的油膜壓力和負荷要大得多，它承受周期變化的交變負荷，容易引起疲勞，同時連桿瓦又首先受到機油壓力下降的影響，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。若駕駛員經常反復地起動發動機，在機油壓力還沒有升高之前就強行提到Z高轉速，使連桿軸瓦承受較高的負荷，并具有大的線速度，軸瓦便會從輕度拉傷、擦傷變為裂紋，直至剝落。
4)軸瓦過度磨損
過度磨損發生在瞬時缺油并反復出現的情況下。每次發生時，金屬因缺油、潤滑而直接接觸，時間雖不長，但軸瓦的溫度上升之快之高，足以使軸瓦出現過熱現象。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。反復多次即造成軸瓦的過度磨損，使發動機機油壓力下降，出現異響，Z后導致不能運轉。
軸瓦過度磨損的主要原因有以下幾種：
①發動機在機油油面過低的情況下連續工作，機油添加不及時；
②發動機起動后，機油壓力還沒有升高就強行提速；
③濾清據濾芯不合格，濾芯嚴重阻塞未及時更換；
④發動機油溫過高；
⑤機油牌號不符，油膜不易形成，造成金屬之間的半干摩擦。
2 預防發動機軸瓦損壞的措施
1)起動發動機要細心操作。起動發動機之前要進行必要的檢查，檢查項目包括機油油面高度及各油管接頭、濾清器等。起動后應怠速運轉3-5min左右，冬季怠速運轉時間應長一些，Z好是10min左右。切記：發動機起動后機油壓力未上升前不能強行提速。
2)使用符合規定的潤滑油。WD615系列發動機對潤滑油的品質要求較高，推薦使用長城牌CD15W/40中增壓柴油機機油，一般地區可全年使用。對于較寒冷地區，可選用CD20柴油機油。
3)按規定時間更換機油。正確的做法是，運行12000km進行二級保養時更換發動機機油及機油濾清器。有不少單位按經驗或根據簡單的化驗更換機油，這是不足取的。目前市場上簡單的機油化驗儀器，檢驗項目及精度有限，滿足不了化驗的要求，故應盡量足期或定程更換機油。有的單位將一次性使用的機油濾清器旋裝濾芯進行所謂的“清洗”后重新使用，須知，旋裝式機油濾清器外殼為薄鐵皮，內為紙質濾芯，清洗是洗不干凈的，Z好還是更換。
4)日常運行中要堅持必要的檢查。堅持出車前、收車后及行車途中的停車檢查，及時處理油路接頭的滲漏，保證發動機的正常運行。
5)安裝機油濾清器要細心檢查。安裝之前應先查看濾清器的外表有無破裂和擠壓痕跡，如有，堅決不用；再查看濾清器上的封油膠墊有無破損，如有破損則應更換。安裝時，在濾清器膠墊上涂少許機油，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，危及發動機的安全運行。安裝后起動發動機怠速運轉10min，壓力上升后，觀察封油圈有無滲漏，如有滲漏一定要更換。
如果發動機出現燒瓦故障，Z好到原發動機制造廠求援。這是因為WD615柴油機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，從而使曲軸疲勞強度較常規處理提高40%。如果燒瓦故障中軸頸拉傷，僅將曲軸軸頸進行光磨，換加大級別的軸瓦，而對光磨后的軸頸不加以相應處理，那么，新瓦換上后不長時間又會出現類似故障，從而嚴重影響曲軸使用壽命。軸瓦安裝時，應注意徹底清洗主油道及各部油道，保證油道內無雜物。由于機油冷卻器死角處不易清洗干凈，建議更換機油冷卻器。
來源：《汽車維修》 2001年07期
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