王茂公
（河南省焦作市高级技工学校，河南 焦作 454003） 

　　摘　要：发动机曲轴轴承是发动机传动系统中一个重要的部件，本文分析发动机曲轴轴承的失效原因及其防治措施。
　　关键词：曲轴轴承；失效原因；防治措施
　　发动机曲轴轴承的失效，就是轴承在规定的时间内不能安全可靠地工作，失去了设计时的效能。曲轴轴承其作用不仅是对曲轴的支承和定位，同时还要保证曲轴的旋转精度。它将直接影响着发动机传动的可靠性、传动效率、噪音和使用寿命，是发动机传动系统中一个重要的部件。
　　发动机曲轴主轴承的工作条件是十分恶劣的。它不仅承受着曲轴重力和曲轴传动的传动力，而且承受着曲轴颈与轴承内表面间的剧烈摩擦和热效应磨损。由于使用和维护不当，造成轴承失效的形式也多种多样，在实践中，我们通过分析其原因，找出了一些延长其使用寿命的措施，并谈谈自己的看法。
　　1　轴承的失效原因
　　1.1 点蚀
　　点蚀是曲轴轴承的主要失效形式。轴承在工作一段时间后，首先在厚度约为15～25mm的表面产生疲劳裂纹，随着工作时间的推移，裂纹逐渐扩展，Z后使表面材料以甲壳状的小片剥落下来，在零件表面形成小麻点。其原因：(1)轴承工作时受交变应力作用。每转动一周，应力循环作用一次，随着时间推移，材料表面便产生裂纹，当裂纹被挤入润滑剂或杂质后，继续转动时裂纹内产生高压，加速裂纹扩展，当达到或超过材料的强度极限时，则材料剥落。(2)微观颗粒剥蚀。如果轴承内进入一些微观颗粒，这些硬质颗粒起到磨料作用，对轴承材料起削切作用，也易造成点蚀。
　　1.2 塑性变形
　　当轴承受很大的静载荷或冲击载荷作用时，会使轴承局部应力超过材料的屈服极限，从而出现塑性变形。其原因：(1)冲击载荷的作用。汽车在运输过程中，由于路面的不平正或减速、制动，轴承随时要受到冲击载荷的作用，使局部受载超过材料的屈服极限而产生压痕，即产生塑性变形。(2)装拆方法不当。如果安装轴承或拆卸轴承方法不当，也会造成轴承的塑性变形。(3)轴承工作条件恶劣，在很高的温度和剧烈摩擦状态下工作，还会引起热态变形下的表面应力，严重时甚至产生裂纹。
　　1.3 走外圆
　　轴承走外圆是轴承外表面与轴承座孔内表面间有相对转动。轴承走外圆后，不仅影响轴承的散热，易使轴承内表面合金烧蚀，且使轴承背面损伤，严重时烧毁轴承。其原因是：(1)材料质量。由于材料和质量不符合要求造成曲轴弯曲变形。(2)装配不当。因加工装配质量不符合规范也会造成轴承走外圆。
　　1.4 胶合
　　曲轴轴颈和轴承的摩擦副之间有极微小的突起金属面直接接触，形成局部高温，在润滑不足、冷却不良的情况下，易造成轴承零件表面烧伤及胶合。其原因是：(1)配合不当。由于轴承与轴颈配合过紧，润滑油不能形成良好的油膜，造成温度升高而胶合。(2)温度影响。如果润滑油污染严重或品质太差，造成机油滤清器堵塞，使发动机过热或长期超载行驶，使温度升高所致。
　　1.5 腐蚀
　　曲轴轴承受润滑油氧化腐蚀作用生成酸性物质引起轴承表面层的部分脱落，形成无规则的微小裂纹或小陷坑。其原因是：润滑剂选用不合适，发动机粗暴，润滑油品质太差。
　　2　防治轴承失效的措施
　　2.1 改进轴承设计和制造工艺
　　设计或选用轴承时，注意轴承结构的冷却设置，以便控制轴承的温度。因温度过高，润滑油黏度降低，轴承与轴颈的径向间隙很小，巴氏合金软化，严重时产生“抱轴”。故应在轴承的承载力小的方向开进油孔，使润滑油从非承载区引入。在轴承的内表面以进油孔为中心沿纵向或横向开油槽，利于润滑油均匀分布在整个轴颈表面上，减少摩擦，控制温升。
　　根据工作情况要使轴承材料具有：摩擦系数小；导热性好、热膨胀系数小；耐磨性、耐蚀性，抗胶合能力强；要有足够的强度和良好的可塑性。因此，在稳定载荷工况下选用巴氏合金材料，而在大功率的工况下要选用高锡铅基合金和低锡铅基合金材料。
　　油槽的改整。圆油槽轴承改为半圆槽或局部槽，这样不仅可以改善发动机润滑状态，还可以提高承载能力。
　　2.2 提高轴承的装配质量
　　提高轴承的装配质量，保证轴承背面光滑无斑点。定位点完整无缺。自身的弹开量为0.5mm～1.5mm，保证装配后，轴承与轴承座孔贴合紧密。
　　装在轴承座的轴承呈上、下两片，每端均高出轴承座平面0.03mm～0.05mm，高量可保证按规定扭矩拧紧轴承螺栓后，轴承与轴承座紧密配合，产生足够的摩擦自锁力不致轴承松动。散热效果好，防止轴承烧蚀和磨损。
　　轴承工作面不能用乱配法达到75％～85％的接触印痕来作为衡量标准，应当在不刮削的情况下，使轴承和轴颈的配合间隙达到要求。
　　严格执行修理工艺规范，防止因装配方法不当造成安装不到位，以及轴承螺栓的扭矩不均匀或不符合规定导致轴承早期损坏。 
　　2.3 正确使用和维护发动机
　　做好新机及大修后发动机磨合期的磨合。在磨合期内严禁长时间在大负荷及高速状态下工作。加强机油滤清器及曲轴通风装置的清洁。按说明书要求及时更换滤芯。保证发动机冷却系统正常工作。防止发动机产生“开锅”现象。正确选用燃油。准确调整配气相位和点火正时等。防止发动机不正常燃烧。及时做好检查和调整工作。
　　2.4 合理选用和加注润滑油
　　选用油膜表面张力小的润滑油，润滑油的黏度等级不可随意增加；定期检查和更换润滑油，避免水分或杂质混入；加入润滑油时严格控制数量，防止油平面过高。
　　3　结束语
　　实践证明，通过采用上述措施，均能使发动机曲轴轴承的使用寿命获得不同程度的提高，我们将继续不断探索，为做好汽车维修工作而努力。
　　参考文献：
　　[1]朱衍勇,董毅,司红,等.柴油机曲轴和轴瓦的磨损失效分析[J]电子显微学报,2003.(06). 
　　[2]梁明富.曲轴偏磨与磨削裂纹的成因及解决办法[J].扬州职业大学学报,2003,(02).
　　[3]张国庆,黄伯超,浦耿强,等.基于动力学仿真和有限元分析的曲轴疲劳寿命计算[J].内燃机工程,2006,(01).
 

 

来源：《漯河职业技术学院学报》2008年3月