机车柴油机曲轴碾瓦故障分析及相关措施

张珉

摘 要： 我国铁路运输是主流运输方式之一，其受自然条件、气候条件的影响较小，运输能力优越、单车装载率较大，在运输业中有着重要地位。铁路机车运输离不开内燃机的作用，而内燃机需要柴油机曲轴旋转运动来带动发发电机运作，若柴油机曲轴年挖发生故障，则会给机车运行造成严重影响。基于此，本文讲重点对机车柴油机曲轴碾瓦故障展开讨论，分析了故障发生原因，并提出了可靠整改措施，具体报道如下。

关键词： 铁路;机车;曲轴碾瓦;故障;预防

【中图分类号】TK428     【文献标识码】B     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.39.261

柴油機曲轴是由主轴颈、曲柄、连杆轴颈、曲轴平衡块、曲轴前端、曲轴后端共同组成，通过曲轴旋转运动来带动机车发电机运转，发电机发出的交流电经过主整流柜后变为直流电，这是机车运行的电能所需。曲轴轴瓦的运行至关重要，如果发生故障，那么就会导致运转失常，进而导致机车无法正常运行。而曲轴轴瓦出现拉伤、烧伤、剥落、龟裂等现象则统称为曲轴碾瓦，一旦发生碾瓦情况，必须根据碾瓦程度来进行相关处理，情节较轻可以更换轴瓦，而严重时还需要吊出柴油机，将报废的曲轴取出更换，工作量繁琐且造成不必要的人力财力消耗。

1 柴油机曲轴碾瓦故障的原因分析

柴油机曲轴在良好工作状态下可以源源不断的制造机车动力，是机车稳定运行的现行条件，这取决于曲轴的各个主轴颈与连杆颈间的状态处于润滑模式，他们之间的油膜可以确保曲轴的稳定运转，避免运转动副的金属摩擦面互相之间不接触。

1.1 清洁度

清洁问题是柴油机曲轴碾瓦故障产生的最直观原因，比如工作环境不洁或者机车部件清洗存在漏洞时，柴油机组装将灰尘、金属颗粒、污物带进了柴油机的摩擦面，导致其润滑效果欠佳，在这样的情况下，轴瓦表面也因为这些杂质而出现荷载分布不均，高压力区则会出现较为严重的磨损。还有一种情况是机车运行的过程中，空气过滤装置或者是机油过滤装置出现异常无法正常工作，导致外来的杂质比如尘埃、屑粒子进入合金层，这些杂质会将其挤出高点，当高点的高度与曲轴轴径产生接触时则会造成不应有的摩擦，进而导致轴瓦衬层遭到破坏。

1.2 曲轴轴颈形态及测量误差

首先曲轴轴颈形态误差对轴瓦表现施加了不均匀的分布载荷，增加了热量的产生并加速了轴瓦的磨损。其次轴颈的形态误差还会影响轴瓦形成油膜，使某些部位油膜厚度不足，而有些区域油隙过大，从而干扰破坏了润滑系统的正常工作。

1.3 瓦背与瓦孔接触不良

大修规程中规定同台柴油机各档主轴承油润间隙之差不许大于0.06MM，相邻两挡不许大于0.03MM，瓦背与轴瓦座应密贴，连杆瓦背与连杆体孔应密贴，用0.03MM塞尺不许塞入。实际工作中用红丹粉检查接触面，接触面积须在60%以上。但由于工作者怕麻烦，此工作做得不够细致。

1.4 组装问题

柴油机轴瓦如果组装不正确，或是由于组装失误会导致轴瓦失效进而产生碾瓦拉轴事故。常见的组装问题有：轴瓦上下装反，轴瓦油孔与油道孔未对准，轴瓦定位销未镶入槽内，瓦背与座孔间有异物，瓦盖偏移和装反位置。

1.5 轴瓦质量问题

造成问题的主要原因有：轴瓦材料选择不当，其耐磨性、镶入性差，抗疲劳性差。作用在轴瓦表面的交变油膜压力，导致轴瓦产生疲劳破坏。

1.6 机体变形等导致主轴承孔形位公差控制不良

机体变形。由于柴油机机体、主轴承孔不同轴度超差，则会导致曲轴主轴颈与轴瓦之间的间隙在整个宽度上不均匀，影响油膜的正常建立。

1.7 机油润滑不当

轴颈在轴瓦中处于静止时的位置，由于轴颈和轴瓦之间有间隙，这时轴颈和轴瓦的接触点在承力点上。如果在轴颈和轴瓦之间的间隙中能连续不断地充满机油，则当轴颈转动时，机油在轴颈侧下方和轴瓦的间隙中便可形成油楔。由于机油具有粘性，粘附在轴颈表面上的机油与轴瓦间产生很大的挤压压力。

2 避免机车柴油机曲轴碾瓦故障发生的举措

机车柴油机曲轴辗瓦故障的发生主要与机油系统的日常保养工作、相关管理工作有着一定关系，还与工作人员的操作失误有着关联，针对此笔者建议对该故障的预防应从以下几点入手。

2.1 加强清洁度管理

首先应确保安装环境的清洁，确保轴瓦在安装的过程中不会受到环境的污染而影响清洁度，其次要做好整机日常清洁度的检查工作，对主机油道、机油管路、活塞内腔以及连杆油孔等进行细节检查，确保其整洁度达标。

2.2 选用合适的机油及粘度

当机油达到到报废标准时及时对其进行更换;柴油机启动时，机油和冷却水的温度不得低于规定温度，为轴瓦油膜的建立创造条件;初次启动前应先关闭燃油开关，用启动机带动发动机空转几次，当发动机油压表有显示后再打开燃油开关，并将油门置于中低速位，启动发动机进行运转观察;怠速运转时间不能超过5min;做好新机及大修后发动机磨合期的磨合运转，禁止长时间在负荷猛增猛减以及高速状态下工作;发动机结束长时间全负荷工作后，不能马上停机，必须让发动机以空载中低速运转15min后才能停机，以利散热。严格控制机车启机温度，增加启机供油时间。最大可能地减少柴油机启机时的半干摩擦运转。

2.3 强化工作人员的专业能力及综合素养

为更好的避免机车柴油机曲轴辗瓦故障的发生，还应从工作人员的专业技术水平以及职业素养入手，强调企业内部对工作人员的专业性培训，提升工作人员的警觉性和觉察能力，当有故障或异常现象发生时，能够及时作出有效的检查、判断和处理。

参考文献

[1] 王志刚，林雪梅.16V240ZJB型柴油机曲轴辗瓦故障的判断分析[J].哈尔滨铁道科技，2008（03）：13.

[2] 李彦坤，寇明文.16V240ZJB型柴油机曲轴辗瓦故障部位的判断[J].内燃机车，2006（1）：45-45，45.