发动机高锡铝合金轴瓦失效形式和原因

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1、发动机高锡铝合金轴瓦失效形式和原因根据统计资料，导致发动机轴瓦失效的原因有异物混入、润滑不良、装配不当、制造误差、过载和腐蚀等。最主要的原因是异物混入、润滑不良、装配不当、制造误差。发动机轴瓦的主要失效形式可分为划痕、异物嵌入、磨损、疲劳剥落、偏磨、擦伤、烧熔等七种情况。汽车发动机轴瓦有巴氏合金、铜铅合金、铝合金三种不同合金系列。对于不同的合金系列和不同的发动机型号，轴瓦失效形式不完全相同。例如腐蚀主要是铜铅轴瓦的一种失效形式，铅基巴氏合金很少发生；锡基巴氏合金和铝锡合金有良好的抗蚀性。1、划痕划痕是

2、轴瓦工作表面沿圆周方向不均匀分布的粗细不等的连续或断续沟线。高锡铝合金轴瓦容易产生划痕。轻微的划痕，如果没有引起局部擦伤、烧熔、剥离，通常不会造成发动机故障可继续使用。划痕的粗细通常相当于或更大于轴颈间隙的数量级。它们大多分布在靠近油孔的圆周带区或储油包的油流下方。它在全部轴瓦中，可能随机出现在某些轴瓦中，也可出现在某一对轴瓦副中，此时往往与清洗不彻底有关。产生划痕的根本原因是异物混入润滑系中和曲轴轴颈表面有毛刺。异物是指在润滑系循环的，不是发动机正常磨损产生的外来颗粒。它们包括没有清洗干净的铸造用砂

3、粒、喷丸碎粒、磨头磨粒、钢屑、铁屑、灰尘、泥土、发动机调试用油中的异常超大颗粒，以及由于发动机异常磨损产生的磨粒。显然，异物混入主要与发动机清洗不净有关。特别有害的是在新装配的发动机中，位于滤清器以后，轴瓦进油孔之前的油道中未清洗干净的异物。这是发动机调试期轴瓦划痕的根本原因。机油滤清旁路或失效也能引起划痕。2.异物嵌入异物嵌入是外来颗粒在轴瓦工作负荷作用下，被压入并全部或部分埋藏到合金层中被合金层所“吸收”。高锡铝合金仅对细颗粒有一定“吸收”能力，故容易产生划痕。轻微的或全部的嵌入，只要未引起局部擦

4、伤或剥落，通常不会使高锡铝合金轴瓦失效。产生异物嵌入的原因与前述划痕产生原因相同。3.磨损磨损是轴瓦在规定的使用里程内其磨损量超过最大限量而使轴颈间隙过大导致轴瓦不能再使用。高锡铝合金具有良好的耐磨性，使用寿命可达20~25万里。磨损一般不会局限于一副或部分轴瓦副中，而是同时出现在全部轴瓦副中。产生磨损的原因有：(1)曲轴轴颈光洁度差。(2)轴颈表面磨削和抛光方向与其使用时旋转方向相反。(3)机油变质，机油滤清器失效或旁路，油中磨粒浓度高。(4)发动机频繁起动，长时间低速运转。4.疲劳剥落疲劳剥落是由

5、于交变负荷及其作用周次超过材料本身所承受的极限而发生的一种损坏现象。高锡铝合金有良好的抗剥落性能。产生疲劳剥落的原因有：(1)由于瓦背垫有异物，引起局部启动应力集中，拆检时可以找到异物且瓦背上肯定有异物垫痕。(2)由于装配不当或制造误差引起局部偏载，可能会产生剥落坑，根据偏载部位并对有关零件进行必要测量可找到偏载原因。(3)由于异物嵌入引起局部应力集中，也可能导致剥落。这种情况下，在瓦背相应处没有垫痕，在轴瓦工作表面也不一定有偏载痕迹。5.偏磨偏磨是由于某种原因在轴瓦工作表面产生的局部偏载，使轴瓦工作

6、面在偏载区发生局部不均匀磨损。在正常情况下，主轴瓦下半瓦与连杆瓦上半瓦的中部磨损较大。在发动机磨合期或使用初期，轻微的偏磨往往难以避免，但经过一段时间以后，偏磨现象基本消失，轻微的偏磨只要没有转变为擦伤或剥落，一般不会引起发动机故障，可以继续使用。高锡铝合金顺应性较差，在磨合期或使用初期往往容易出现偏磨，容易发生擦伤，甚至烧熔并抱轴。偏磨产生的原因有：(1)曲轴轴颈、瓦座、防寒肖孔的轴线偏斜。(2)曲轴轴颈圆角半径过大。(3)曲轴旋转系显著的动不平衡。(4)曲轴轴颈圆柱度或瓦座内孔圆柱度超过标准。(5

7、)连杆弯曲或扭曲。(6)瓦盖错装。(7)轴瓦厚度差超过标准或瓦座内孔圆柱度超过标准。(8)轴瓦压紧量过大或过小，连杆螺栓拧紧力矩不够。(9)瓦背垫有异物。6.擦伤（常称拉瓦）擦伤是由于某种原因而引起的油膜破裂使轴颈表面与轴瓦工作表面直接接触，磨擦发热导致合金层沿轴的旋转方向发生局部或大面积的浅表层不均匀流动现象。擦伤在本质上属于较为严重的粘着磨损，高锡铝合金有较为明显的擦伤敏感性，并容易进一步发展为烧熔甚至抱轴。发动机全部轴瓦擦伤往往与润滑供油故障和使用维护不当有关。单对或部分轴瓦副擦伤往往与偏载，间

8、隙或装配不当有关。较轻微的偏载可引起偏磨，较重的偏载引起局部擦伤，偏载通常是轴瓦擦伤最普遍的原因。引起擦伤的具体原因如下：(1)前述引起偏磨的原因(包括偏载程度较重时)均可能引起局部擦伤。(2)曲轴轴颈间隙太小或太大均可能引起擦伤。(3)划痕和疲劳剥落引起擦伤。(4)长时间或频繁怠速运转时，形成润滑油膜条件较差且泵油量较低，可能引起连杆上半瓦或主轴下半瓦擦伤。(5)频繁起动或干起动(装瓦时瓦片工作面未抹油)。(6)机油压力或机油流量偏低，油温偏高。(7)