某二冲程发动机轴瓦失效分析及改进.pdf

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1、第5期内燃机2014年10月InternalCombustionEnginesOct．2014某二冲程发动机轴瓦失效分析及改进王红丽。李旭东。黄亮。甄洪梅，任伟(中国北方发动机研究所，天津300400)摘要：某二冲程水平对置柴油机在性能试验中，由于内连杆始终受压，使连杆轴瓦的润滑状况较差，连续两次出现了连杆轴瓦烧瓦失效，针对故障现象，分析造成轴瓦损伤的原因，提出了轴瓦改进措施并在试验中实施，最终解决烧瓦故障，保证了试验顺利进行。关键词：轴瓦；故障；润滑；改进中图分类号：TK426文献标识码：B文章编号：1000—

2、6494(2014)05—0037—03TheAnalysisandImprovementforMalfunctionBeaminginaTwo·--storkeDieselEngineWANGHongli，LIXudong，HUANGLiang，ZENGHongmei，RENWei(ChinaNorthEngineResearchInstitute，Tianjin300400，China)Abstract：Duringtheperformancetestingofanopposedpistonandcylind

3、erengine，thelubricationoftheinnerconnectingrodsbushwasverypoorforthecontinuouspressureontheinnerrods．Andtheablationmalfunctiononrodbearingbushappearedtwotimes．Afteranalyzingreasonsofthebearingbushbreakage，thebushdesignwasimprovedandimplementedinthenewtest．The

4、ablationmalfunctionofthebushneverhappensagain，andthetestransuccessfully．Keywords：bearing；malfunction；lubrication；improvement发动机轴瓦是保障发动机性能的关键件，引起发动机轴瓦失效的原因多种多样，错综复杂。为了防止轴瓦失效，提高轴瓦使用寿命，合理的设计、合格的制造质量、正确有效的使用，都是相互关联、不可缺少的重要因素。某二冲程发动机为卧式、水冷、对置气缸对置活塞结构，功率为150kW，转速为3

5、100dmin，排量为2．5L，缸径为100mm。根据双对置二冲程发动机的特点，缸内工作循环始终在进气一压缩和做功一排气之间转化。由于轴系自平衡，主轴承受力较小，最大燃气压力主要作用于连杆轴瓦。当活塞往复惯性力小于缸内的气体压力时，内连杆始终受压，外连杆始终受拉。当发动机在高速工况下工作时，只有在活塞到达下死点时刻会出现往复惯性力大于缸内气体压力现象，此时内连杆受压，外连杆受拉。这就导致连杆内轴瓦的润滑状况较差，油作者简介：王红丽(1979一)，女，山东菏泽人，助理研究员．硕士研究生，主要从事发动机设计、运动件结

6、构件设计。收稿日期：2014—04一10膜建立较为困难，需要特别予以考虑。在50h整机性能试验过程中，内连杆上瓦连续二次出现烧瓦故障，针对轴瓦烧瓦后的故障现象进行分析与改进，使轴瓦能够可靠工作。原方案轴瓦主要参数见表1。表1连杆瓦及油孔参数项目参数连杆轴瓦合金层材料连杆轴瓦直径／mm连杆轴瓦有效宽度／ram连杆瓦间隙／ram曲轴主轴颈进油孔直径／mm连杆轴颈油孔直径／ram比压，MPaCuPb24Snl8521．5O．05～0．1l677．351连杆轴瓦故障形式1．1第一次烧瓦故障发动机在转速2500r／min，

7、扭矩332N·m工况下，发现呼吸器冒油。停车检查后，发现连杆轴内燃机2014年10月图l第一次轴瓦及曲轺故障现象罔2第二次轴瓦及曲轴故障现象瓦发生烧瓦故障：轴瓦擦伤，瓦背发黑，且轴瓦存在收口现象，故障图片见图1。1．2第二次烧瓦故障轴瓦改进后，复装样机进行试验。在试验工况为转速1800r／min、扭矩95N·m条件下，发动机突然停车。拆检发现，发动机内连杆轴瓦再一次发生烧瓦故障，故障图片见图2，轴瓦擦伤，瓦背发黑，且轴瓦存在收口现象。故障现象与第一次基本相同，但故障状态比第一次稍好。2烧瓦故障分析轴瓦是易损零件，

8、轴瓦损坏原因错综复杂，应对实物进行具体分析才能找出发生原因。轴瓦损坏分为合金层损坏和衬背的损坏，见图3。轴承合金层损坏划伤鬈lI蓁lI蓁Il霎ll蒹lI羹Il萋II曩轴承衬背的损坏衬背烧蚀㈧蓬弹张量消失腐蚀图3轴瓦损坏树状图本轴瓦在失效过程中发生了偏磨、咬粘、剥落、烧蚀、锈蚀弹张量消失等，轴瓦合金层及轴瓦衬背均有不同程度的损伤。通过对故障形式的分析，导致本轴瓦不断烧瓦失效