（中车戚墅堰机车有限公司 江苏省常州市 213000）
摘要：本章主要通过对机车用柴油机的碾瓦现象的分析，着重阐述了碾瓦的特征、原因，并提出了预防措施。
主题词：柴油机、轴瓦、碾瓦
1．引言
柴油机碾瓦，是一种较为严重的柴油机故障。若碾瓦发现及时且程度较轻的，可进行现场处理。发现较晚且故障损坏严重时，需对柴油机进行大修解体返修，工量且损失严重。同时发生碾瓦后，如果不能及时发现并处理，会导致曲轴严重拉伤而报废、造成机破等，产生较大的经济损失，也影响铁路运输安全。
综上，通过对碾瓦柴油机的主要因素进行逐条查找分析，制定相应的预防整改措施，通过措施的实施，使柴油机碾瓦的发生率得到有效控制有一家的意义。
2．柴油机碾瓦的特征及机理
2.1碾瓦特征
主轴颈或连杆颈所受超过承载能力的载荷，使承载油膜失效，轴颈表面与轴瓦表面逐渐接触，产生半干摩擦和干摩擦，摩擦因数增大，导致承载油膜被破坏而失去承载能力，轴颈表面与轴瓦表面大面积直接接触，干摩擦加剧，轴瓦的合金层被高温全部熔化，造成曲轴轴颈、轴瓦两者损伤。
2.2 机理分析
柴油机轴瓦摩擦副采用的是液体动压滑动式轴承结构，在轴瓦与轴颈之间注入足够的润滑油，并随着曲轴的高速旋转，充分建立可靠的油膜，避免轴颈与轴瓦之间的直接接触，从而形成良好的液体润滑。
由于柴油机过载、清洁度差，曲轴、轴瓦等加工不良，导致柴油机轴瓦摩擦系数较大，产生大量摩擦热，促使机油温度升高且粘度降低，最终导致油膜厚度变薄而承载能力降低，产生半干摩擦和干摩擦，最终导致碾瓦。
3．柴油机碾瓦因素分析
柴油机发生碾瓦的因素较多，经统计分析主要归纳如为：轴瓦质量问题、相关零部件及管路的清洁度差、机体质量问题、曲轴质量问题、连杆质量问题、辅助系统故障、机滤系统故障、组装质量差、主发电机质量问题、机油压力低、柴油机超负荷、运用维护不当等。
3.1 轴瓦质量问题
上、下瓦两端接合处作削薄处理时，粗糙度没有达到图纸要求；金表层抗咬口强度低，造成轴瓦的穴蚀、脱壳、剥离等。
3.2 相关零部件及管路的清洁度差
机体在经过修理后，残留在油道内的铁屑没有清理干净； 曲轴、连杆等油腔的加工有飞边毛刺等；机油管路系统零部件的清洁度差均会导致颗粒杂质随机油的流动进入轴承内部，从而嵌入轴瓦表面；
3.3 机体质量问题
柴油机机体使用后，易发生变形，导致主轴承孔的同轴度、阶梯度发生变化，若在检修时没有及时将其修复在技术要求的范围内，组装后会使得轴瓦与轴承孔的接触不均匀，造成承载不匀，散热不良，轴瓦局部过载；
3.4 曲轴质量问题
曲轴主轴颈的跳动量过大，或主轴颈、连杆颈的表面粗糙度达不到要求，均会造成轴颈与轴瓦接触不匀或单边接触，不能够形成良好的承载油膜。
3.5 连杆质量问题
连杆大头孔径超限；连杆瓦的紧余量偏大或偏小；轴瓦瓦背与连杆大头孔接触面不好；连杆大头定位销套松动。
3.6 辅助系统故障
柴油机工作过程中油水温度对柴油机碾瓦有着重要的影响，在天气季节或冷却系统原因，柴油机起机和加载工作过程中油温、水温达不到要求，若起机或加载时油温没有达到技术要求，柴油机运用过程中机油温度长时间超过80度等。
3.7 机滤系统故障
机油粗滤器在柴油机工作过程中是保证机油洁净的重要设备，若滑油粗滤器质量差，滑油粗滤器的钢网强度差，机车运用一段时间后，发生开裂，使柴油机的滑油得不到充分过滤，杂质进入轴承造成碾瓦。
3.8 组装质量差
受力瓦定位肖孔变形顶住瓦背，形成局部过载；主轴承螺母拉伸量偏大或偏小，造成主轴承圆度变形或螺母松动；曲轴轴向偏大或偏小，哈夫面接触不好。
3.9 主发电机质量问题
主要电机做为柴油机的负载系统，通过与柴油机曲轴连接而将柴油机的动能转化为电能。若主发电机不平衡量过大，造成柴油机工作过程中后端的摆幅、振动加剧，从而使柴油机曲轴与轴瓦油隙得不良好的保证，造成柴油机碾瓦故障。
3.10 机油压力低
曲轴与轴代工作过程中油膜的建立，滑油压力起着至关重要的作用，压力低，则油膜建立的厚度会相应变小，直接导致油膜建立不良，使相对摩擦表面出现短暂硬性接触，而发生干摩擦，从而加速轴瓦发生碾瓦。
3.11 柴油机超负荷
当柴油机超出本身的设计功率等级要求时或转速时，轴瓦的正常油膜厚度承受不了更高的负荷要求，则导致轴瓦非正常磨损而碾瓦。
3.12 运用维护不当
在柴油机运用中，如果初期磨合时间不充分，或使用操作不当，如起机温度不够，升速过早及意外飞车等均会导致碾瓦的意外发生。
4．预防柴油机碾瓦的措施
针对柴油机碾瓦发生原因分析，有针对性的制定相应的控制措施并通过实施，以减小柴油机碾瓦发生率，从而节约生产成本。
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图1 柴油机碾瓦控制措施拓扑图
4.1 加强轴瓦的质量检测
在轴瓦组装前通过对轴瓦的检测，防止轴瓦因存放时间较长而产生的点蚀及氧化，同时防止轴瓦因存在夹渣、气孔而将不合格品装车使用。
4.2 提高零部件及管路清洁度
加强对柴油机清洁度的严格控制，提高零部件的清洗质量，如机体、曲轴、机油系统等，加强对油道、油腔、机油管路的清洗吹扫，对管路、曲轴、凸轮轴机油进出口进行防尘包扎，专人对清洁度进行检查。
4.3 严格控制机体的同轴度
机体的各主轴承孔轴线对1、9位主轴承孔公共轴线的同轴度为φ0.14mm，相邻两孔轴线的同轴度为φ0.08mm。在制造、修理过程中应按照图纸要求采用可靠的机体加工手段并采用精度较高的测量仪器（光学准值仪测量等），在工艺上、工装上确保测量数据的准确性。
4.4 提高曲轴检修质量
对16V280型柴油机而言，设计要求较高，曲轴轴颈表面的粗糙度要求Ra<0.4μm，圆跳动量为：主轴颈对1、5、9位主轴颈公共轴线的径向圆跳动须小于0.12mm，相邻两轴颈的径向圆跳动须小于0.05mm。因此在制造或修理过程中，应尽量采用机加工对其进行修复，杜绝一些人工打磨的陈旧陋习。
4.5 提高连杆检修质量
连杆检修时，需要对大端孔径表面、孔径、小端孔径、平等度、弯曲变严重按照技术要求进行修复，逐个进行带瓦测量并检查大端与瓦背的接触情况。
4.6 选择合理的油膜参数
过大的油隙会使机油大量流失，降低整个润滑油系统的油压，轴瓦表面建立不起具有一定厚度的油膜。过小的油隙也会导致油膜厚度偏薄，承载能力降低，同时使机油中部分的微小颗粒不能及时排出。目前16V280型柴油机的油隙参数选择为主轴瓦0.24~0.346mm，连杆瓦0.20~0.31mm。在实际运用中，一般选择在中间值比较安全。
4.7 加强组装质量管控
在组装中严格工艺纪律，加强员工责任心的教育活动，制定曲轴组装规范操作法，活塞连杆组组装规范操作法，防止主轴承盖别劲、紧固不到位、轴瓦上下颠倒、定位销错位、瓦背接触不良等。
4.8 保证机油系统可靠
主机油泵检修后流量需要逐台进行试验标定，柴油机试验时对滑油压力进行检查确认。定期对台架试验用滑油检查分析，对结果不合格的滑油立即更换，定期更换滑油粗滤器滤芯。
5．结束语
碾瓦发生因素较多，在不同的环境及状态下，发生的因素也可能大有不同，实际运用中，针对柴油机碾瓦必须具体情况具体分析。通过对现有故障的原因分析及措施实施，会使柴油机碾瓦的发生是的概率有所降低。