柴油机配气惰轮铜套烧损原因及防治改进(

16V280ZJA柴油机配气惰轮铜套烧损原因及预防措施易国超（资阳机车有限公司，四川 资阳641301）摘要：通过对16V280ZJA柴油机配气惰轮轴承烧损原因分析，阐明了原结构设计及工艺上存在问题，并提出了改进措施及解决办法。关键词：柴油机；惰轮；铜套；烧损；结构；改进1 前言16V280ZJA柴油机现为我公司的主要机型，从我厂已生产的近100台280柴油机来看，其总体质量稳定，但是三起配气 惰轮（0019号机左惰轮、0023号机右惰轮、0028号机右惰轮） 铜套烧损事故表明该柴油机还存在一定问题。惰轮烧损严重时会损坏机体及传动齿轮，造成严重后果。该故障容易判断（油 气分离器冒白烟），处理起来却非常困难，需要拆解自由端大 部分零部件，返工量大，处理时间长。因此，有必要探讨一下 惰轮铜套烧损的原因，以期找出解决的办法。2配气惰轮铜套烧损原因分析2.1 16V280ZJA 柴油机配气惰轮的装配结构（见图 1）大惰轮与小惰轮轮毂外圆以过盈0.020.04mm相配合，大惰轮的轮毂上设有一个斜油孔（孔口为M16X 1.5）用于拆装，带有凸肩的铜套从大小惰轮的两端压入其内孔，两者间的过盈量为0.040.07mm,以铜套的凸肩作为齿轮的轴向定位。惰轮轴的两端分别以机体前端板孔和齿轮箱的衬套孔为支承，轴的中部与齿轮铜套内孔滑动配合，其径向间隙为0.080.12mm,机油从机体齿轮箱内侧轴承孔经惰轮轴进入轴的内孔，再由两 个径向油孔分别进入两个铜套内孔的环形槽。 铜套内孔有两个 轴向油槽与环形槽相通， 将机油分布在整个配合面上起润滑作 用。机油一方面润滑铜套止推面并经端面上的两条油槽流出； 另一方面从铜套内侧流入两个铜套间的空间， 经配气小惰轮上 斜孔流出齿轮，同时带走轴承工作时产生的热量。2.2 惰轮铜套的润滑方式（见图2）配气惰轮采用压力润滑， 机油从主油道进入左右凸轮轴第9 档座孔，经凸轮轴油腔到左右凸轮轴第 1 档，再经机油管进 入机体孔（铸造成 16）,然后分别到调控传动装置、惰轮、 水泵。2.3 原因分析2.3.1 铜套结构问题（见图 3） 从铜套结构看，机油进入铜套内壁后，很难在整个配合面 上形成均匀分布，只能靠惰轮的径向转动，依靠压力油支承铜 套形成滑动运转。铜套油槽宽度为7mm齿轮轴上油孔为 5.5mm,而5.5mm孔中心到齿轮轴 90h5定位轴肩的距离为 29mm（ 见 图 四 ） 经 过 实 测 和 图 纸 上 尺 寸 计 算 得 知 29+7/2=32.5mm，铜套7mm宽油槽中心距端面为32.5mm,即宽油槽中心与 5.5mm孔中心错位3.5mm,惰轮轴油孔被遮住 一半，为保证惰轮装配的轴向间隙0.10.4mm,加上调整垫片后油孔会被遮得更多， 从而，惰轮轴上另一油孔也会相应错位， 这直接导致油量供给不足 （从第 0028#铜套与轴的贴合痕迹看， 油孔有一部分被遮住） 。2.3.2 润滑油取油方式存在问题（如图 2）经在铜套机体润滑油孔前装油压工装显示，油压只有0.3MPa, 这是由于取油距离太远 , 主油道的润滑油经凸轮轴第 九档到第一档 , 到机体孔才传到惰轮轴，由流体力学知，油压 存在一定的沿程损失，沿程损失的大小与油路的长度、油路的 曲直程度有关，如果从主油道直接取油到惰轮轴则油压可达 0.5MPa，油压低则惰轮轴与铜套间的油膜难以建立，造成惰轮 轴与铜套间的干摩檫或半干摩擦，从而导致事故。2.3.3 加工工序存在问题 惰轮轴内孔存有调质产生的氧化皮，在组装过程中，很难 保证彻低清除， 但在运行过程中， 经振动及润滑油的反复冲刷， 氧化皮则脱落，堵塞油道或拉伤配合面，破坏油膜造成铜套烧 损。2-4 预防措施2.4.1 改进铜套加工尺寸如图3将铜套宽油槽靠图肩边，距端面 29mm改为7mm宽 油槽中心距端面为 29mm使惰轮轴油孔中心线与铜套 7mm宽油 槽中心线对齐，保证润滑油的供给量。2.4.2 改进铜套装配工艺 由于铜套压入齿轮内孔后具有一定的收缩量， 组装前通过量取铜套外径、惰轮内径即可保证过盈0.040.07mm要求，由于收缩量的存在，却难保证惰轮轴与铜套间的间隙0.080.12mm,通过对0029# 0058#配气惰轮铜套组装前后内孔尺 寸进行统计、 处理后得知， 在小范围内的过盈与收缩量成1：1的比例。所以按 1：1 的收缩比例，班组按工艺执行，测量时 应按大过盈 0.050.07mm,大间隙0.100.12mm进行选配， 能有效防止铜套转动和弥补前后铜套的同轴度的不足。同时， 设计装配完成后的铜套同轴度检测芯轴，检测芯轴顺利通过 后，才能算完全合格，表明大小惰轮端铜套同轴度符合要求。243改进油路在主油道进油总管上分出油路到两个水泵及调控上，这样减少了润滑齿轮的油量分路，使齿轮铜套润滑油量充足，能够 充分保证润滑。2.4.4 改进惰轮轴加工工艺即在惰轮轴经热处理后，再精加工用30.5的铰刀扩孔，除去氧化皮，防止油路堵塞。2.4.5 提高装配清洁度组装配气惰轮时，严格清除铜套、惰轮、惰轮轴飞边、毛 刺，认真清洗油道，去除机械杂质，保证油道清洁、畅通。3 结束语通过改进，从100 #柴油机以后，至今已经生产近700台16V280ZJA柴油机，没有再出现惰轮铜套烧损事故，证明改进 效果良好。1-.-=- r参考文献:1996197811戚墅堰机车车辆厂：16V280柴油机中国铁道出版社【2】 陈大荣：船舶柴油机设计M上海：上海交通大学出版社,