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[摘 要]详细分析了发动机活塞连杆组异常磨损引起的烧瓦和抱轴、异响等故障产生的原因,并总结出了排除的方法。
[关键词]活塞连杆组;烧瓦、抱轴、异响;故障诊断与排除
中图分类号:TP199 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)10-0323-01
近几年来,国产柴油载货汽车应用广泛。作者结合自己的实践经验,将实践应用中常见故障烧瓦、抱轴、异响等进行具体分析,并给出了解决的方法。
一、烧瓦、抱轴故障
1.烧瓦、抱轴现象的产生
烧瓦、抱轴故障是轴瓦异常磨损引起的,在发动机的运转过程中,如果润滑条件由于某种原因变差,就会立即产生烧瓦、抱轴故障,导致发动机不能正常工作,如果继续运转,就会造成重大设备损坏事故。轴与轴瓦之间的运动因为润滑油缺失或者润滑油膜遭到破坏,摩擦加剧,使得零件的工作温度上升,轴与轴瓦表面融化烧结,摩擦热的高温甚至使得轴瓦表面的合金层软化以至熔解,在摩擦副相对运动时,软化的金属会粘附在轴颈上,致使连杆断裂而捣坏气缸体。另外,如果轴瓦处装配的配合间隙太小,无法足量布油,也会因摩擦太大导致工作温度升高致使轴瓦表面被拉毛,甚至材料表面软化烧熔粘附在一起产生抱死。
2.轴瓦磨损异常的表现形式
在实践应用中轴瓦常见的异常磨损形式有以下4种:
(1)疲劳损伤
发动机在工作过程中,承受负荷经常发生变化,在变化的载荷作用下,金属材料产生疲劳,且轴瓦表面即使合理润滑也会摩擦发热,设备如果长时间运转就会过热,致使轴瓦材料表面产生微裂纹,继续运转就会产生材料的破碎和剥落现象。
(2)机械损伤
轴瓦工作表面如果进入了硬质颗粒,或者轴与轴瓦之间配合间隙过小,润滑油膜不容形成,摩擦加剧且摩擦产生的热量不宜散出,在摩擦副的表面形成条状伤痕,拉伤轴瓦。
(3)腐蚀损伤
机油中含有化学杂质,换牌号甚至是换批次,容易导致材料产生腐蚀性氧化,这种氧化在高温情况下更为严重。
(4)气蚀现象
发动机在工作过程中,转速突变时会引起机油流速发生变化,机油中会产生气泡,气泡再零件表面破裂时会连续冲击零件表面,导致材料表面出现麻点状浅坑即点蚀。
3.常见轴瓦异常磨蚀的原因
(1)材料材质低劣或装配不合理
轴瓦内表面合金层的原材料材质不合格,导致零件表面加工质量差;轴瓦表面的合金层几何形状超差;合金层壁厚不均匀;轴颈表面粗糙度高,轴瓦与轴承孔配合面较差;轴与轴瓦配合间隙不合理,机油压力不足导致润滑油供给不足;装配过程中不注意清洁,灰尘杂质黏附在轴与轴瓦之间。
(2)机油质量不佳
未严格按规定使用规定牌号的机油,或加注了劣质的机油,由于机油中水分、杂质较多,运动粘度较大、流动性变差,耐氧化和耐腐蚀能力差,热量不容易被带走;劣质的机油使用中容易积炭和结胶,发动机高速运转时,机油粘度急剧下降,油膜强度急剧低,零件摩擦副表面润滑不良,磨损加剧;机油没有按规定定期更换,缺油时没有及时添加,导致摩擦加剧,在瞬间冲击载荷下更产生侵蚀损伤。
(3)机油压力不够
发动机长期运转时,润滑油路如果发生堵塞,机油供油不连续;过滤网发生堵塞,机油泵工作不良,都会导致产生机油压力不够,润滑不充分而产生异常磨损。
4.防止异常磨蚀的措施
(1)严格按规定使用规定牌号的润滑油。
(2)机油滤清器必须定期养护,另外在二级养护时需更换滤芯。
(3)发动机启动前,必须检查机油表油量,如果不足必须及时添加;设备冷车启动时必须先怠速空转5分钟,然后逐渐加载,过渡到满负荷运转;必须严格禁止长时间超负荷运转。
(4)轴瓦更换时,严格检验轴颈的圆度和圆柱度,如果超差必须进行修磨,防止造成摩擦副表面的接触面积减少,压强急剧增大;严格控制曲拐轴向间隙值和轴承配合间隙值,磨损超限时,必须及时修复。
(5)维修时必须检查润滑系统各部件,零件不能随便代用(如用弯折铁丝代替开口销等),防止零件工作失效(如松脱)引发事故。轴瓦配合间隙要在合格范围内,过小会使机油流动困难,机油流量偏小,油膜无法形成,且轴瓦散热慢,会产生半干摩擦引起烧瓦;间隙过大则机油压力下降会产生撞击异响。
(6)维修换用新件时,必须进行轴瓦的长度检验,过短不能保证贴合良好,过长则接口处产生变形以致“啃轴”;使用中必须经常检查轴瓦与颈的配合间隙值,及时予以调整修复。
活塞连杆组产生的最常见异响有连杆轴承响、曲轴轴承响两种。
二、连杆轴承异响
1.产生的原因
(1)连杆轴承与相配合的轴颈磨损过量,径向间隙过大。
(2)连杆轴承盖上的连接螺栓不紧固产生松动。
(3)连杆轴承表面的合金层材料烧蚀、脱落。
(4)连杆轴颈圆柱度超差。
(5)连杆轴承工作过程中润滑不良。
2.故障诊断与排除
(1)发动机在怠速运转时无明显异响,而高速运转时有“滴滴滴”的敲击声,转速由怠速向中速过渡,异响非常明显,随着转速的提高,敲击声更加突出,此时在油底壳与气缸体之间听诊非常明显,可诊断为连杆轴承响。
(2))如果对某个气缸进行断火试验,声响明显减弱或消失,可诊断为该缸连杆轴承响。
(3)如果不论转速和温度的如何变化,发动机都发出沉重而无节奏的“铛铛铛”声响,且机体伴有震动,而且进行断火试验时异响不改变,可诊断为连杆轴承表面的合金烧蚀。
三、曲轴轴承异响故障
1.产生的原因
(1)曲拐轴承与相配合的轴颈配合间隙过大。
(2)曲拐的轴向间隙过大。
(3)曲拐的轴承盖螺栓不紧产生松动。
(4)曲拐轴承与相配合的轴颈润滑不良,造成轴承表面合金材料烧蚀脱落。
(5)曲拐弯曲变形。
2.故障诊断与排除
(1)如果发动机在低、中速运转时下节气门抖动,发动机发出连续敲击声明显而沉闷,同时发动机发生震抖现象,此时在油底壳与气缸体之间听诊,声响非常明显,即为曲轴轴承响。
(2)如果对发动机进行单缸断火检测,声响变化很小,而进行相临两缸断火检测,声响显著减弱甚至消失,可诊断为两缸之间的曲拐轴承响。
(3)如果发动机在高转速条件下,声响加剧,同时伴有润滑油压力显著降低,可诊断为曲拐轴承与轴颈配合间隙过大或轴承表面合金层烧蚀脱落所致。
(4)如果发动机在转速不高的条件下,机体却震动较大,甚至机体有摆动摇晃现象,且发出粗闷、沉重的“嘣嘣嘣”的敲击声,可诊断为曲轴断裂。
(5)如果异响随着温度的升高而增大,而且高速运转时声响变得很杂乱,可诊断为曲轴弯曲。
(6)發动机发生异响时,如果踩下离合器的踏板,异响明显减弱甚至消失;放开离合器踏板后,又产生异响,而且带轮可看出有明显的轴向移动,可诊断为轴向间隙过大。
参考文献
[1]郑劲/张子成.汽车发动机构造与维修,化学工业出版社,2010
[2]凌永成/赵海波.汽车维修技术与设备.北京大学出版社.2008
[3]母忠林.柴油机常见故障与维修全程图解.化学工业版社.2012
作者简介
王峰岭(1971-),男,山东潍坊人,高级工程师,学士,主要研究方向:工程机械与运输机械运用与维护。
[关键词]活塞连杆组;烧瓦、抱轴、异响;故障诊断与排除
中图分类号:TP199 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)10-0323-01
近几年来,国产柴油载货汽车应用广泛。作者结合自己的实践经验,将实践应用中常见故障烧瓦、抱轴、异响等进行具体分析,并给出了解决的方法。
一、烧瓦、抱轴故障
1.烧瓦、抱轴现象的产生
烧瓦、抱轴故障是轴瓦异常磨损引起的,在发动机的运转过程中,如果润滑条件由于某种原因变差,就会立即产生烧瓦、抱轴故障,导致发动机不能正常工作,如果继续运转,就会造成重大设备损坏事故。轴与轴瓦之间的运动因为润滑油缺失或者润滑油膜遭到破坏,摩擦加剧,使得零件的工作温度上升,轴与轴瓦表面融化烧结,摩擦热的高温甚至使得轴瓦表面的合金层软化以至熔解,在摩擦副相对运动时,软化的金属会粘附在轴颈上,致使连杆断裂而捣坏气缸体。另外,如果轴瓦处装配的配合间隙太小,无法足量布油,也会因摩擦太大导致工作温度升高致使轴瓦表面被拉毛,甚至材料表面软化烧熔粘附在一起产生抱死。
2.轴瓦磨损异常的表现形式
在实践应用中轴瓦常见的异常磨损形式有以下4种:
(1)疲劳损伤
发动机在工作过程中,承受负荷经常发生变化,在变化的载荷作用下,金属材料产生疲劳,且轴瓦表面即使合理润滑也会摩擦发热,设备如果长时间运转就会过热,致使轴瓦材料表面产生微裂纹,继续运转就会产生材料的破碎和剥落现象。
(2)机械损伤
轴瓦工作表面如果进入了硬质颗粒,或者轴与轴瓦之间配合间隙过小,润滑油膜不容形成,摩擦加剧且摩擦产生的热量不宜散出,在摩擦副的表面形成条状伤痕,拉伤轴瓦。
(3)腐蚀损伤
机油中含有化学杂质,换牌号甚至是换批次,容易导致材料产生腐蚀性氧化,这种氧化在高温情况下更为严重。
(4)气蚀现象
发动机在工作过程中,转速突变时会引起机油流速发生变化,机油中会产生气泡,气泡再零件表面破裂时会连续冲击零件表面,导致材料表面出现麻点状浅坑即点蚀。
3.常见轴瓦异常磨蚀的原因
(1)材料材质低劣或装配不合理
轴瓦内表面合金层的原材料材质不合格,导致零件表面加工质量差;轴瓦表面的合金层几何形状超差;合金层壁厚不均匀;轴颈表面粗糙度高,轴瓦与轴承孔配合面较差;轴与轴瓦配合间隙不合理,机油压力不足导致润滑油供给不足;装配过程中不注意清洁,灰尘杂质黏附在轴与轴瓦之间。
(2)机油质量不佳
未严格按规定使用规定牌号的机油,或加注了劣质的机油,由于机油中水分、杂质较多,运动粘度较大、流动性变差,耐氧化和耐腐蚀能力差,热量不容易被带走;劣质的机油使用中容易积炭和结胶,发动机高速运转时,机油粘度急剧下降,油膜强度急剧低,零件摩擦副表面润滑不良,磨损加剧;机油没有按规定定期更换,缺油时没有及时添加,导致摩擦加剧,在瞬间冲击载荷下更产生侵蚀损伤。
(3)机油压力不够
发动机长期运转时,润滑油路如果发生堵塞,机油供油不连续;过滤网发生堵塞,机油泵工作不良,都会导致产生机油压力不够,润滑不充分而产生异常磨损。
4.防止异常磨蚀的措施
(1)严格按规定使用规定牌号的润滑油。
(2)机油滤清器必须定期养护,另外在二级养护时需更换滤芯。
(3)发动机启动前,必须检查机油表油量,如果不足必须及时添加;设备冷车启动时必须先怠速空转5分钟,然后逐渐加载,过渡到满负荷运转;必须严格禁止长时间超负荷运转。
(4)轴瓦更换时,严格检验轴颈的圆度和圆柱度,如果超差必须进行修磨,防止造成摩擦副表面的接触面积减少,压强急剧增大;严格控制曲拐轴向间隙值和轴承配合间隙值,磨损超限时,必须及时修复。
(5)维修时必须检查润滑系统各部件,零件不能随便代用(如用弯折铁丝代替开口销等),防止零件工作失效(如松脱)引发事故。轴瓦配合间隙要在合格范围内,过小会使机油流动困难,机油流量偏小,油膜无法形成,且轴瓦散热慢,会产生半干摩擦引起烧瓦;间隙过大则机油压力下降会产生撞击异响。
(6)维修换用新件时,必须进行轴瓦的长度检验,过短不能保证贴合良好,过长则接口处产生变形以致“啃轴”;使用中必须经常检查轴瓦与颈的配合间隙值,及时予以调整修复。
活塞连杆组产生的最常见异响有连杆轴承响、曲轴轴承响两种。
二、连杆轴承异响
1.产生的原因
(1)连杆轴承与相配合的轴颈磨损过量,径向间隙过大。
(2)连杆轴承盖上的连接螺栓不紧固产生松动。
(3)连杆轴承表面的合金层材料烧蚀、脱落。
(4)连杆轴颈圆柱度超差。
(5)连杆轴承工作过程中润滑不良。
2.故障诊断与排除
(1)发动机在怠速运转时无明显异响,而高速运转时有“滴滴滴”的敲击声,转速由怠速向中速过渡,异响非常明显,随着转速的提高,敲击声更加突出,此时在油底壳与气缸体之间听诊非常明显,可诊断为连杆轴承响。
(2))如果对某个气缸进行断火试验,声响明显减弱或消失,可诊断为该缸连杆轴承响。
(3)如果不论转速和温度的如何变化,发动机都发出沉重而无节奏的“铛铛铛”声响,且机体伴有震动,而且进行断火试验时异响不改变,可诊断为连杆轴承表面的合金烧蚀。
三、曲轴轴承异响故障
1.产生的原因
(1)曲拐轴承与相配合的轴颈配合间隙过大。
(2)曲拐的轴向间隙过大。
(3)曲拐的轴承盖螺栓不紧产生松动。
(4)曲拐轴承与相配合的轴颈润滑不良,造成轴承表面合金材料烧蚀脱落。
(5)曲拐弯曲变形。
2.故障诊断与排除
(1)如果发动机在低、中速运转时下节气门抖动,发动机发出连续敲击声明显而沉闷,同时发动机发生震抖现象,此时在油底壳与气缸体之间听诊,声响非常明显,即为曲轴轴承响。
(2)如果对发动机进行单缸断火检测,声响变化很小,而进行相临两缸断火检测,声响显著减弱甚至消失,可诊断为两缸之间的曲拐轴承响。
(3)如果发动机在高转速条件下,声响加剧,同时伴有润滑油压力显著降低,可诊断为曲拐轴承与轴颈配合间隙过大或轴承表面合金层烧蚀脱落所致。
(4)如果发动机在转速不高的条件下,机体却震动较大,甚至机体有摆动摇晃现象,且发出粗闷、沉重的“嘣嘣嘣”的敲击声,可诊断为曲轴断裂。
(5)如果异响随着温度的升高而增大,而且高速运转时声响变得很杂乱,可诊断为曲轴弯曲。
(6)發动机发生异响时,如果踩下离合器的踏板,异响明显减弱甚至消失;放开离合器踏板后,又产生异响,而且带轮可看出有明显的轴向移动,可诊断为轴向间隙过大。
参考文献
[1]郑劲/张子成.汽车发动机构造与维修,化学工业出版社,2010
[2]凌永成/赵海波.汽车维修技术与设备.北京大学出版社.2008
[3]母忠林.柴油机常见故障与维修全程图解.化学工业版社.2012
作者简介
王峰岭(1971-),男,山东潍坊人,高级工程师,学士,主要研究方向:工程机械与运输机械运用与维护。