發(fā)動機高錫鋁合金軸瓦失效形式和原因

1、發(fā)動機高錫鋁合金軸瓦失效形式和原因根據(jù)統(tǒng)計資料，導(dǎo)致發(fā)動機軸瓦失效的原因有異物混入、潤滑不良、裝配不當(dāng)、制造誤差、過載和腐蝕等。最主要的原因是異物混入、潤滑不良、裝配不當(dāng)、制造誤差。發(fā)動機軸瓦的主要失效形式可分為劃痕、異物嵌入、磨損、疲勞剝落、偏磨、擦傷、燒熔等七種情況。汽車發(fā)動機軸瓦有巴氏合金、銅鉛合金、鋁合金三種不同合金系列。對于不同的合金系列和不同的發(fā)動機型號，軸瓦失效形式不完全相同。例如腐蝕主要是銅鉛軸瓦的一種失效形式，鉛基巴氏合金很少發(fā)生；錫基巴氏合金和鋁錫合金有良好的抗蝕性。1、劃痕劃痕是軸瓦工作表面沿圓周方向不均勻分布的粗細不等的連續(xù)或斷續(xù)溝線。高錫鋁合金軸瓦容易產(chǎn)生劃痕。輕微的

2、劃痕，如果沒有引起局部擦傷、燒熔、剝離，通常不會造成發(fā)動機故障可繼續(xù)使用。劃痕的粗細通常相當(dāng)于或更大于軸頸間隙的數(shù)量級。它們大多分布在靠近油孔的圓周帶區(qū)或儲油包的油流下方。它在全部軸瓦中，可能隨機出現(xiàn)在某些軸瓦中，也可出現(xiàn)在某一對軸瓦副中，此時往往與清洗不徹底有關(guān)。產(chǎn)生劃痕的根本原因是異物混入潤滑系中和曲軸軸頸表面有毛刺。異物是指在潤滑系循環(huán)的，不是發(fā)動機正常磨損產(chǎn)生的外來顆粒。它們包括沒有清洗干凈的鑄造用砂粒、噴丸碎粒、磨頭磨粒、鋼屑、鐵屑、灰塵、泥土、發(fā)動機調(diào)試用油中的異常超大顆粒，以及由于發(fā)動機異常磨損產(chǎn)生的磨粒。顯然，異物混入主要與發(fā)動機清洗不凈有關(guān)。特別有害的是在新裝配的發(fā)動機中，位

3、于濾清器以后，軸瓦進油孔之前的油道中未清洗干凈的異物。這是發(fā)動機調(diào)試期軸瓦劃痕的根本原因。機油濾清旁路或失效也能引起劃痕。2.異物嵌入異物嵌入是外來顆粒在軸瓦工作負荷作用下，被壓入并全部或部分埋藏到合金層中被合金層所“吸收”。高錫鋁合金僅對細顆粒有一定“吸收”能力，故容易產(chǎn)生劃痕。輕微的或全部的嵌入，只要未引起局部擦傷或剝落，通常不會使高錫鋁合金軸瓦失效。產(chǎn)生異物嵌入的原因與前述劃痕產(chǎn)生原因相同。3.磨損磨損是軸瓦在規(guī)定的使用里程內(nèi)其磨損量超過最大限量而使軸頸間隙過大導(dǎo)致軸瓦不能再使用。高錫鋁合金具有良好的耐磨性，使用壽命可達2025萬里。磨損一般不會局限于一副或部分軸瓦副中，而是同時出現(xiàn)在全

4、部軸瓦副中。產(chǎn)生磨損的原因有：(1)曲軸軸頸光潔度差。(2)軸頸表面磨削和拋光方向與其使用時旋轉(zhuǎn)方向相反。(3)機油變質(zhì)，機油濾清器失效或旁路，油中磨粒濃度高。(4)發(fā)動機頻繁起動，長時間低速運轉(zhuǎn)。4.疲勞剝落疲勞剝落是由于交變負荷及其作用周次超過材料本身所承受的極限而發(fā)生的一種損壞現(xiàn)象。高錫鋁合金有良好的抗剝落性能。產(chǎn)生疲勞剝落的原因有：(1)由于瓦背墊有異物，引起局部啟動應(yīng)力集中，拆檢時可以找到異物且瓦背上肯定有異物墊痕。(2)由于裝配不當(dāng)或制造誤差引起局部偏載，可能會產(chǎn)生剝落坑，根據(jù)偏載部位并對有關(guān)零件進行必要測量可找到偏載原因。(3)由于異物嵌入引起局部應(yīng)力集中，也可能導(dǎo)致剝落。這種情

5、況下，在瓦背相應(yīng)處沒有墊痕，在軸瓦工作表面也不一定有偏載痕跡。5.偏磨偏磨是由于某種原因在軸瓦工作表面產(chǎn)生的局部偏載，使軸瓦工作面在偏載區(qū)發(fā)生局部不均勻磨損。在正常情況下，主軸瓦下半瓦與連桿瓦上半瓦的中部磨損較大。在發(fā)動機磨合期或使用初期，輕微的偏磨往往難以避免，但經(jīng)過一段時間以后，偏磨現(xiàn)象基本消失，輕微的偏磨只要沒有轉(zhuǎn)變?yōu)椴羵騽兟?，一般不會引起發(fā)動機故障，可以繼續(xù)使用。高錫鋁合金順應(yīng)性較差，在磨合期或使用初期往往容易出現(xiàn)偏磨，容易發(fā)生擦傷，甚至燒熔并抱軸。偏磨產(chǎn)生的原因有：(1)曲軸軸頸、瓦座、防寒肖孔的軸線偏斜。(2)曲軸軸頸圓角半徑過大。(3)曲軸旋轉(zhuǎn)系顯著的動不平衡。(4)曲軸軸頸圓

6、柱度或瓦座內(nèi)孔圓柱度超過標(biāo)準(zhǔn)。(5)連桿彎曲或扭曲。(6)瓦蓋錯裝。(7)軸瓦厚度差超過標(biāo)準(zhǔn)或瓦座內(nèi)孔圓柱度超過標(biāo)準(zhǔn)。(8)軸瓦壓緊量過大或過小，連桿螺栓擰緊力矩不夠。(9)瓦背墊有異物。6.擦傷（常稱拉瓦）擦傷是由于某種原因而引起的油膜破裂使軸頸表面與軸瓦工作表面直接接觸，磨擦發(fā)熱導(dǎo)致合金層沿軸的旋轉(zhuǎn)方向發(fā)生局部或大面積的淺表層不均勻流動現(xiàn)象。擦傷在本質(zhì)上屬于較為嚴重的粘著磨損，高錫鋁合金有較為明顯的擦傷敏感性，并容易進一步發(fā)展為燒熔甚至抱軸。發(fā)動機全部軸瓦擦傷往往與潤滑供油故障和使用維護不當(dāng)有關(guān)。單對或部分軸瓦副擦傷往往與偏載，間隙或裝配不當(dāng)有關(guān)。較輕微的偏載可引起偏磨，較重的偏載引起局部

7、擦傷，偏載通常是軸瓦擦傷最普遍的原因。引起擦傷的具體原因如下：(1)前述引起偏磨的原因(包括偏載程度較重時)均可能引起局部擦傷。(2)曲軸軸頸間隙太小或太大均可能引起擦傷。(3)劃痕和疲勞剝落引起擦傷。(4)長時間或頻繁怠速運轉(zhuǎn)時，形成潤滑油膜條件較差且泵油量較低，可能引起連桿上半瓦或主軸下半瓦擦傷。(5)頻繁起動或干起動(裝瓦時瓦片工作面未抹油)。(6)機油壓力或機油流量偏低，油溫偏高。(7)機油中混入燃油、冷卻水、防凍液或機油變質(zhì)未及時更換。(8)發(fā)動機爆震或超載爬坡時，可能引起連桿上半瓦或曲軸下半瓦中間部位擦傷。7.燒熔（常稱燒瓦）燒熔是比擦傷更惡劣的粘著摩損造成的異常磨損現(xiàn)象，它使合金層整體沿軸頸旋轉(zhuǎn)方向流動，部分熔化和擠出。高錫鋁合金的初始熔化溫度較低，只有232，嚴重擦傷發(fā)熱很容易使其軟化，或使其低熔點組分開始熔化。在半熔融狀態(tài)下，合金層本身強度完全喪失。在機械負荷和熱沖擊負荷作用下，合金徹底損壞。燒熔的后果通常是抱軸，造成發(fā)動機故障。產(chǎn)生燒熔的原因是前述所有引起擦傷(油膜破壞)的原因。當(dāng)它們存在程度更惡劣時