康明斯柴油机烧瓦抱轴故障原因及预防检修
2013-11-20
蒙留记
（解放军汽车管理学院，安徽蚌埠 233011）
（解放军汽车管理学院，安徽蚌埠 233011）
摘 要：分析了康明斯6BT、6CT柴油机烧瓦抱轴产生的原因，对故障机理、预防措施、检修方法进行了较深入的探讨和研究。
关键词：康明斯柴油机；烧瓦抱轴；预防检修
烧瓦抱轴是轴瓦合金层剥落损伤，与轴颈粘结在一起。烧瓦抱轴使曲轴变形损坏，轴瓦报废，给柴油机造成致命的损伤。
1 产生原因
1.1 机油品质差、黏度级不当
康明期6BT、6CT柴油机热负荷和压力大，工作条件苛刻，在轴瓦和轴颈摩擦副之间，应建立良好的润滑油膜。机油有不同的等级，若不按使用说明书规定的选用，甚至加注劣质机油，导致润滑条件恶化，会造成烧瓦抱轴故障。
1.2 油温过高，润滑不良
机油经常与高温机件接触，温度很高，若机油散热器工作不良，温度过高，逐渐产生氧化变质，黏度和压力降低，使轴与瓦之间的润滑条件变坏，很容易引起烧瓦抱轴；油压感应塞或线路损坏，机油泵损坏，润滑系管路破裂，滤清器芯太脏等，会使油压过低， 润滑不良，造成烧瓦抱轴。
1.3 以修代保，不定期维护
不注意平时保养，不按油质和规定的行驶里程更换机油，不按使用要求定期维护，而是使用不保养，等到损坏才修理，以修代保，甚至机件损坏还凑合着用，导致轴瓦事故。
1.4 轴瓦品质低劣，检修不当
检修时选配的轴瓦品质不高，规格不一致，薄厚不均，表面不光洁，瓦盖高度不符合要求，各轴颈直径差过大；装配时不清洁，金属微粒和灰尘杂质粘附在轴与瓦之间；瓦盖螺栓扭力过大，装配间隙过小，降低了机油流量，使润滑不足，局部干摩擦，容易烧瓦抱轴。
1.5 违章操作
柴油机长时间高速全负荷运转；冷起动后或熄火前猛轰油门；山区陡坡低挡大油门；油压过低，报警灯亮，照样行驶；超载高速使轴与瓦形成边界润滑；水温和机油温度过高，不及时降温，反而高速熄火滑行，使油压突然降低，流量减少或中断，高温的轴瓦得不到冷却和润滑造成黏着磨损。
2 预防措施
2.1 机油品质和黏度要达标
按照通用API（美国石油学会）质量标准，机油分为CA，CB，CC，CD个等级，按通用的SAE标准，机油黏度分为6个等级。康明斯柴油机适用CD级15W/40高级机油，这种机油能防止高温沉积、锈蚀及腐蚀；其使用温度范围为-15℃-40℃。此外，可根据汽车行驶区域和使用温度选用机油，其凝点应低于环境温度5℃-7℃。
不同牌号但具有相同品质和黏度等级的柴油机机油可互换用，但不能混合在一起使用。康明斯6BT、6CT柴油机应根据使用条件和技术状况等因素确定换油周期。按行驶里程确定换油期时，良好的运行条件为14000km以上，一般运行条件为12000km以上，较差运行条件（风沙、尘埃、旧柴油机等）为9000左右；用油质仪检测确定是否换油时，污染指数达5.0-5.5就要更换；无检测仪时可感观检验，取机油样用手指捻搓，有细粒感则证明杂质较多，取少量机油放置一段时间后，上层油色变淡，显示的花纹混浊乳化且有燃油味，则为严重污染，应更换；检验油泥量，取刚停机的机油100g放入杯中，用200g干净无Pb汽油稀释，用130mm×130mm的普通滤纸过滤，再将滤纸上的沉淀物晾干，称其质量若超过5g应更换。换油时应清洗机油池和集滤器并更换机油滤清器。
2.2 适时保养，合理操作
经常检查机油油面高度，定期清洗滤清器和疏通油道。注意仪表盘上的油压警告灯，灯亮或蜂鸣器响，应熄火15min后检查油面，过低给予补充，再起动发动机灯熄为正常，否则应对润滑系进行检排。冷起动前，用起动机带动发动机空转数圈，待曲轴颈与轴瓦建立润滑油膜后再起动。冬季起动，机油应加温，以减轻轴瓦转动阻力。汽车行驶中应注意机油温度，保持发动机水温在80℃-90℃，因机油散热器冷却水与发动机冷却系相通，油温过高，应及时检查。刚起动后和熄火前禁止猛轰油门。
3 故障检修
发生烧瓦抱轴故障后，应对发动机拆检、对曲轴和轴瓦进行检修。
3.1 曲轴的检修
曲轴裂纹常发生在轴颈与曲臂处，裂纹很细，可用磁力探伤仪检验。无探伤仪时，将洗净的曲轴放在煤油中浸泡15min，取出后擦净；然后在轴颈表面撒上白粉，用手锤分段敲击非工作面，震动后出现油迹，则说明此处有裂纹。轴向裂纹经光磨后消除可继续使用，横向裂纹或断裂则应更换曲轴。
检查曲轴弯曲程度的方法如图1a所示。曲轴的直线度在0.10mm-0.15mm内，可结合轴颈磨削加以校正；曲轴弯曲度过大需用冷压法校正。
曲轴扭曲的检验如图1b所示。将连杆轴颈转到水平位置上利用K 型规分别测量同一方位上的两个连杆轴颈的高度差，Z大值为扭曲度。其值小于8°时采用磨削轴颈予以校正；当扭曲大于8℃时用液压扭力杆扭转校正。弯扭严重无法校正时，应予更换。
关键词：康明斯柴油机；烧瓦抱轴；预防检修
烧瓦抱轴是轴瓦合金层剥落损伤，与轴颈粘结在一起。烧瓦抱轴使曲轴变形损坏，轴瓦报废，给柴油机造成致命的损伤。
1 产生原因
1.1 机油品质差、黏度级不当
康明期6BT、6CT柴油机热负荷和压力大，工作条件苛刻，在轴瓦和轴颈摩擦副之间，应建立良好的润滑油膜。机油有不同的等级，若不按使用说明书规定的选用，甚至加注劣质机油，导致润滑条件恶化，会造成烧瓦抱轴故障。
1.2 油温过高，润滑不良
机油经常与高温机件接触，温度很高，若机油散热器工作不良，温度过高，逐渐产生氧化变质，黏度和压力降低，使轴与瓦之间的润滑条件变坏，很容易引起烧瓦抱轴；油压感应塞或线路损坏，机油泵损坏，润滑系管路破裂，滤清器芯太脏等，会使油压过低， 润滑不良，造成烧瓦抱轴。
1.3 以修代保，不定期维护
不注意平时保养，不按油质和规定的行驶里程更换机油，不按使用要求定期维护，而是使用不保养，等到损坏才修理，以修代保，甚至机件损坏还凑合着用，导致轴瓦事故。
1.4 轴瓦品质低劣，检修不当
检修时选配的轴瓦品质不高，规格不一致，薄厚不均，表面不光洁，瓦盖高度不符合要求，各轴颈直径差过大；装配时不清洁，金属微粒和灰尘杂质粘附在轴与瓦之间；瓦盖螺栓扭力过大，装配间隙过小，降低了机油流量，使润滑不足，局部干摩擦，容易烧瓦抱轴。
1.5 违章操作
柴油机长时间高速全负荷运转；冷起动后或熄火前猛轰油门；山区陡坡低挡大油门；油压过低，报警灯亮，照样行驶；超载高速使轴与瓦形成边界润滑；水温和机油温度过高，不及时降温，反而高速熄火滑行，使油压突然降低，流量减少或中断，高温的轴瓦得不到冷却和润滑造成黏着磨损。
2 预防措施
2.1 机油品质和黏度要达标
按照通用API（美国石油学会）质量标准，机油分为CA，CB，CC，CD个等级，按通用的SAE标准，机油黏度分为6个等级。康明斯柴油机适用CD级15W/40高级机油，这种机油能防止高温沉积、锈蚀及腐蚀；其使用温度范围为-15℃-40℃。此外，可根据汽车行驶区域和使用温度选用机油，其凝点应低于环境温度5℃-7℃。
不同牌号但具有相同品质和黏度等级的柴油机机油可互换用，但不能混合在一起使用。康明斯6BT、6CT柴油机应根据使用条件和技术状况等因素确定换油周期。按行驶里程确定换油期时，良好的运行条件为14000km以上，一般运行条件为12000km以上，较差运行条件（风沙、尘埃、旧柴油机等）为9000左右；用油质仪检测确定是否换油时，污染指数达5.0-5.5就要更换；无检测仪时可感观检验，取机油样用手指捻搓，有细粒感则证明杂质较多，取少量机油放置一段时间后，上层油色变淡，显示的花纹混浊乳化且有燃油味，则为严重污染，应更换；检验油泥量，取刚停机的机油100g放入杯中，用200g干净无Pb汽油稀释，用130mm×130mm的普通滤纸过滤，再将滤纸上的沉淀物晾干，称其质量若超过5g应更换。换油时应清洗机油池和集滤器并更换机油滤清器。
2.2 适时保养，合理操作
经常检查机油油面高度，定期清洗滤清器和疏通油道。注意仪表盘上的油压警告灯，灯亮或蜂鸣器响，应熄火15min后检查油面，过低给予补充，再起动发动机灯熄为正常，否则应对润滑系进行检排。冷起动前，用起动机带动发动机空转数圈，待曲轴颈与轴瓦建立润滑油膜后再起动。冬季起动，机油应加温，以减轻轴瓦转动阻力。汽车行驶中应注意机油温度，保持发动机水温在80℃-90℃，因机油散热器冷却水与发动机冷却系相通，油温过高，应及时检查。刚起动后和熄火前禁止猛轰油门。
3 故障检修
发生烧瓦抱轴故障后，应对发动机拆检、对曲轴和轴瓦进行检修。
3.1 曲轴的检修
曲轴裂纹常发生在轴颈与曲臂处，裂纹很细，可用磁力探伤仪检验。无探伤仪时，将洗净的曲轴放在煤油中浸泡15min，取出后擦净；然后在轴颈表面撒上白粉，用手锤分段敲击非工作面，震动后出现油迹，则说明此处有裂纹。轴向裂纹经光磨后消除可继续使用，横向裂纹或断裂则应更换曲轴。
检查曲轴弯曲程度的方法如图1a所示。曲轴的直线度在0.10mm-0.15mm内，可结合轴颈磨削加以校正；曲轴弯曲度过大需用冷压法校正。
曲轴扭曲的检验如图1b所示。将连杆轴颈转到水平位置上利用K 型规分别测量同一方位上的两个连杆轴颈的高度差，Z大值为扭曲度。其值小于8°时采用磨削轴颈予以校正；当扭曲大于8℃时用液压扭力杆扭转校正。弯扭严重无法校正时，应予更换。
用外径测微器测量轴颈的圆度和圆柱度。当圆度超过0.05mm，圆柱度超过0.013mm时，应磨修轴颈。其修理级别通常为0.25mm和0,50mm两级，应根据磨损量和伤痕确定磨修级别；主轴颈和连杆轴颈可以选择不同的修理级别，但同一曲轴的3道主轴颈或4道连杆轴颈应选同一修理级别。磨修后的轴颈圆度和圆柱度都应小于0.005mm，还应进行表面处理和动平衡试验，允许不平衡量为600g.mm。
3.2 轴瓦的检修
按照轴颈的磨修尺寸，选用同级别新轴瓦，对选用的轴瓦进行厚度的检测。
轴瓦装入座孔内，上下两片的每端应高出轴瓦座平面0.03mm-0.05mm（见图2），确保轴瓦与轴承座紧密贴合。过长应用平锉修磨无定位突榫的一端，过短应重新选配。
3.2 轴瓦的检修
按照轴颈的磨修尺寸，选用同级别新轴瓦，对选用的轴瓦进行厚度的检测。
轴瓦装入座孔内，上下两片的每端应高出轴瓦座平面0.03mm-0.05mm（见图2），确保轴瓦与轴承座紧密贴合。过长应用平锉修磨无定位突榫的一端，过短应重新选配。
轴瓦背面无斑点，粗糙度Ra为0.8μm，突榫起轴瓦定位作用，若过低，应用尖铳铳出合适的高度，若突榫损坏，需另选轴瓦。将轴瓦放入座孔内，其曲率半径应大于座孔的曲率半径（见图2），当装入座孔内，靠自身弹力与轴瓦座孔紧密贴合，有利于散热。敲击轴瓦背面应无哑声，证明合金与底板结合牢固，否则应另选。
主轴颈与轴瓦配隙为0.041mm-0.119mm，连杆轴颈与轴瓦配隙为0.038mm-0.116mm。过大或过小应另选轴承。测量配隙可用量缸表和测微器，也可在间隙中垫一层厚度合适的软金属，装配压实后直接测量其厚度。
各道主轴瓦的中心线要在同一轴线上。同心度检查时拆去主轴瓦盖，抬下曲轴，观察各轴瓦接触部位是否一致；若相差不大，可微量修刮轴瓦；若有的轴瓦接触过重，有的不接触，应检查主轴瓦座孔的同轴度或重新选配轴瓦。
4 复装要求
清洁所有零部件，并用压缩空气吹净曲轴及各润滑油道；给主轴承盖和螺栓螺纹上涂少许机油，从中间向两边分3次依次扭紧，第1次把所有螺栓扭紧力矩为50N.M，第2次用80N.M扭矩扭紧，第3次把所有螺栓扭转60°。检测曲轴轴向间隙，标准为0.127mm-0.335mm；转动曲轴，应无卡滞和碰擦现象。把活塞顶部“FRONT”标记朝向发动机前方，给连杆组和轴瓦涂少许机油，按原配瓦盖装复，以55N.M扭矩扭紧，再将螺栓扭转60°紧固。检测连杆与曲轴臂端面侧隙应为0.10mm-0.30mm，旋转曲轴应无卡滞。
5 结束语
一旦发生烧瓦抱轴，驾驶人员应迅速作出判断，不能继续运行，以免发生柴油机拉缸和捣缸的严重事故。坚持定期检查，保持良好的润滑，正确使用柴油机。发现异响，尽早检排，防止烧瓦抱轴的发生，使柴油机始终处于良好的技术状态。
参考文献：
[1]王本善,顾焕荣.汽车维修教材[D].天津:解放军运输工程学院.1996.279
[2]姚春风.柴油汽车使用与维修指南[M].北京:北京理工大学出版社.1999.21
[3]蒙留记.柴油机检修教程[D].蚌埠:解放军汽车管理学院.1998.35-39
[4]陈湘珍,汪胜.康明斯6BT维修[D].北京:解放军总装保障部.1999.23
[5]蒙留记.柴油机维修实习指导[D].蚌埠:解放军汽车管理学院.1999.81-87
主轴颈与轴瓦配隙为0.041mm-0.119mm，连杆轴颈与轴瓦配隙为0.038mm-0.116mm。过大或过小应另选轴承。测量配隙可用量缸表和测微器，也可在间隙中垫一层厚度合适的软金属，装配压实后直接测量其厚度。
各道主轴瓦的中心线要在同一轴线上。同心度检查时拆去主轴瓦盖，抬下曲轴，观察各轴瓦接触部位是否一致；若相差不大，可微量修刮轴瓦；若有的轴瓦接触过重，有的不接触，应检查主轴瓦座孔的同轴度或重新选配轴瓦。
4 复装要求
清洁所有零部件，并用压缩空气吹净曲轴及各润滑油道；给主轴承盖和螺栓螺纹上涂少许机油，从中间向两边分3次依次扭紧，第1次把所有螺栓扭紧力矩为50N.M，第2次用80N.M扭矩扭紧，第3次把所有螺栓扭转60°。检测曲轴轴向间隙，标准为0.127mm-0.335mm；转动曲轴，应无卡滞和碰擦现象。把活塞顶部“FRONT”标记朝向发动机前方，给连杆组和轴瓦涂少许机油，按原配瓦盖装复，以55N.M扭矩扭紧，再将螺栓扭转60°紧固。检测连杆与曲轴臂端面侧隙应为0.10mm-0.30mm，旋转曲轴应无卡滞。
5 结束语
一旦发生烧瓦抱轴，驾驶人员应迅速作出判断，不能继续运行，以免发生柴油机拉缸和捣缸的严重事故。坚持定期检查，保持良好的润滑，正确使用柴油机。发现异响，尽早检排，防止烧瓦抱轴的发生，使柴油机始终处于良好的技术状态。
参考文献：
[1]王本善,顾焕荣.汽车维修教材[D].天津:解放军运输工程学院.1996.279
[2]姚春风.柴油汽车使用与维修指南[M].北京:北京理工大学出版社.1999.21
[3]蒙留记.柴油机检修教程[D].蚌埠:解放军汽车管理学院.1998.35-39
[4]陈湘珍,汪胜.康明斯6BT维修[D].北京:解放军总装保障部.1999.23
[5]蒙留记.柴油机维修实习指导[D].蚌埠:解放军汽车管理学院.1999.81-87
来源：《车用发动机》2002年03期
