发动机轴承常见失效分析与预防.pdf

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1、李艳利杨从洛：发动机轴承常见失效分析与预防39发动机轴承常见失效分析与预防EngineBearingCommonFailureAnalysisandPrevention李艳利杨从洛(长城汽车股份有限公司河北省汽车工程技术研究中心)[摘要]对发动机轴承的几种常见失效形式进行阐述，分析其失效发生原因，并提出了预防轴承失效的几种改善措施。[关键词]发动机轴承失效分析预防措施Abstract：Thispaperdemonstratesseveralcommonfailureformsofenginebeatingandimprovementforprecautionwiththe

2、failureanalysis．Keywords：EnginebearingFailureactionsPrecautionI刖舌轴承是发动机的重要零件，发动机的工作可靠性、强化潜力及使用耐久性等均与轴承有密切关系。现代汽车发动机趋于高速、高载荷、增压强化等性能，越来越严格的法规要求，用户提出的延长润滑油更换里程等都恶化了轴承的工作环境。事实证明四个重要工作组间的协作能使发动机轴承具有优良的性能，即：轴承的设计与制造、发动机的装配、发动机的防护性保养、驾驶或操作遵守规范。倘若上述工作组中任意一组操作的不恰当，都会使发动机轴承发生失效或损坏，缩短轴承的使用寿命，进而降低发动

3、机性能，对发动机造成不良后果及经济损失。2轴承失效形式及发生原因轴承主要失效有合金层损坏及钢背损坏，失效一般有以下原因导致——使用条件、轴承设计、轴承制造、装配不良、相关零部件配合及影响等。较为常见的轴承失效主要有如下几种形式：划伤或划痕、粘着磨损和咬合、疲劳、异物嵌入、烧熔、穴蚀、偏磨等。2．1划伤或划痕表现特征是轴承表面沿圆周方向出现连续或断续的沟线。发生的主要原因是有硬的外来颗粒或润滑油中半悬浮的硬质颗粒被油泵送人润滑系统，然后旋转的曲轴带动颗粒转动或是曲轴的压力压这些颗粒从而划伤或割伤轴承表面。也有的是轴颈表面有毛刺．装配时未及时处理从而划伤轴承。幽12．2粘着磨

4、损和咬合表现特征是在轴承合金层的某些地方材料剥落后又在其它地方重新沉积的失效现象。发生原因是由于旋转的曲轴刮划作用导致。一般是由于缺少润滑油、轴承间隙偏小、润滑油稀释或供油中断等，曲轴高速旋转使得轴颈与轴承两个金属面间直接摩擦过热产生的失效。图22．3疲劳轴承疲劳是由于交变负荷及其作用周次超过材料本身所能承受的极限而发生的损坏现象。轴承疲劳一般的表现是剥落。轴承工作表面先出现微裂纹，内燃机与配件2014年第8期进而向纵向和横向扩展，当裂纹互相连通时，轴瓦表面合金层剥落，形成不规则的剥落凹坑。轴承疲劳与其承受的载荷、温度、时间有着密切关系。图32．4异物嵌入指外部异物全部或

5、部分进入轴承合金层内，异物一般为颗粒状或片状。异物嵌入主要原因是发动机装配时零件清洗不干净、润滑油不清洁等使得杂志混入润滑油，发动机工作过程中杂志随着曲轴运转被压人合金层，从而嵌藏在轴承内表面。图42．5烧熔轴承表面合金层整体烧熔，脱落并外溢，最终可导致抱轴。主要原因是润滑油温度升高，粘度下降，轴承长时间润滑不良或缺油，在发动机的机械负荷和热负荷作用下，合金层破坏，轴承烧熔。图5图62．6穴蚀表现特征是在非承载轴承表面(上主轴承、下连杆轴承)出现小孔，经过长时间机油冲蚀形成小区并出现凹坑。产生原因是润滑油中形成大量气泡，该气泡被挤压破裂产生的爆破力冲击轴承内表面从而形成凹

6、坑。产生气泡的主要原因是轴承承受的载荷发生波动或是润滑油中含的水分过多。2．7偏磨轴承单侧或双侧边缘承载，发生原因是曲轴轴颈倾斜造成边缘载荷，使得轴承局部磨损。或是轴颈锥度及圆角半径过大等引起的磨损不均匀。圈，3轴承失效的早期判定试验过程中对发动机曲轴箱各部的检查，可以及时发现轴承的一些早期失效，及时采取措施，避免后期发生更严重的问题。常用的判定方法如下。3．1外观检查查看曲轴箱滤网上有无金属碎屑或异物，轴承可见部位有无异常、变色，曲柄臂与轴承盖间有无异物附着等。3．2感官觉察闻曲轴箱内有无金属高温或机油过烧的异味。正常情况下箱内仅有机油蒸发的气味，且冲出来的气体速度缓慢

7、。如果有被烘烤的感觉，则轴承一定发生了故障，应及时处理。3．3仪器检测打开曲轴箱盖后，用红外线温度仪测量轴承可见部位的温度，如温度高于100℃，则轴承已经发生故障。4预防措施对上述常见的轴承失效形式，提出以下四点预防改善措施。4．1设计、制造1)轴承设计时选择合适的材料，材料许用比压满足轴承使用需求；2)适当调整轴承与轴径、孔径的配合间隙，改善轴颈与轴承之间的摩擦副运转条件；3)改进曲轴、轴承的结构设计，保证合理的轴承半圆周长公差与过盈量；4)改进工艺，严格控制加工质量。提高轴承、轴颈、瓦座及相关零件的制作精度，避免毛刺产生。