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汽车发动机轴瓦产品知识 汽车发动机轴瓦产品知识讲座 广州市安达汽车零件有限公司 * 目 录 一、轴瓦的功能 二、轴瓦的装配与使用 三、轴瓦的失效分析和纠正 四、案 例 第一部分 轴瓦的功能 一、轴瓦的作用 轴瓦也称滑动轴承，它在轴与座孔之间起支承载荷和传递运动的作用。 作为运动学来说，轴瓦是主要的摩擦副，大家都知道对于两个相对运动的物质（零件）来说，必然有一个要磨损乃至损坏。那么在发动机里面，无论是主轴还是机体磨损后的更换其成本都很高，所以人们就想到在轴与机体座孔之间增加一种容易更换且成本较低的零件-----那就是轴瓦。要损坏就首先损坏轴瓦。所以有专家说，轴瓦相当于电路中的保险丝，当电路短路时或负荷增大时，首先烧坏的就是保险丝。 第一部分 轴瓦的功能 二、轴瓦的工作环境 1.在高的交变负荷下工作：由于在发动机运转过程中要受到冲击性的所体爆发压力作用及活塞连杆组惯性力的动负荷作用，因此轴瓦工作表面上产生很高的压缩应力，在高频的交变负荷下成为一种疲劳应力状态。 2.处于混合摩擦状态下工作：由于发动机经常在转速、负荷变动下工作，以及频繁起动停机，使轴瓦与轴颈之间部分金属直接接触的半液体状态，甚至产生短暂的边界摩擦，使油膜破裂，轴瓦与轴颈的金属表面就可能直接接触，发生干摩擦而被强烈磨损，甚至相互熔化粘合在一起。 第一部分 轴瓦的功能 3.边缘负荷作用下工作：与轴瓦相匹配零件（连杆曲轴机体座孔等）的制造误差，以及在工作中还可能发生变形，使轴颈与轴瓦之间产生的局部负荷集中（边缘负荷）影响轴瓦正常工作。 4.在磨粒的摩擦下工作：润滑油在工作过程中，其机械杂质（包括外来砂土及其它硬质颗粒）逐渐积累，并且不断对轴瓦和轴颈表面进行擦伤。 5.在润滑油的腐蚀下工作：随着发动机工作时间的增加，呈泡沫状和雾状的发动机机油，在150℃的高温下不断被氧化变质，形成有机酸，对轴瓦表面产生腐蚀作用。 第一部分 轴瓦的功能 6.在高的滑动摩擦速度及高温度下工作：发动机主轴与瓦与轴颈表面之间的相对滑动摩擦速度很高，可达15M/S 以上，以及产生大量的摩擦热，使轴瓦工作表面温度可达到150℃左右。 7.受静载荷作用：将轴瓦装入机座孔后受到过盈量产生的静态压缩应力，在运转中轴瓦受热膨胀，比压增大，而轴瓦基本都是双层或三层，四层金属组成，各层受热后，因其线膨胀系数不同，在各层间产生应力。 所以说轴瓦的工作条件是十分苛刻的。而且随着内燃机日益向高速，高负荷方向发展，对轴瓦要求也就越来越高了。 三、轴瓦材料 1、轴瓦对材料的要求 ⑴、高的疲劳强度：疲劳强度是材料在弹性极限以下受周期性载荷的作用而不致发生开裂或产生表面凹坑的能力。 ⑵、良好的摩擦相容性(抗咬合性）：摩擦相容性是指主轴与瓦在相对运行中，轴瓦材料防止与轴颈材料发生冷焊和咬合的能力。 ⑶、良好的顺应性：所谓顺应性是指轴瓦材料通过弹性变形和塑性变形而自行适应轴的挠曲或轻微不对中（由于安装不良，轴和轴瓦座孔不同心，以及轴和轴瓦变形或磨损所致）而保持正常运转的能力。 ⑷、良好的嵌入性：嵌入性是指轴瓦材料可嵌进硬的污物微粒，从而防止或减轻它们将轴和轴瓦表面擦伤与磨损的能力。即使在精心维护的情况下，也很难使内燃机保持绝对清洁，很难避免污物微粒进入轴和轴瓦的间隙内。 ⑸、良好的耐蚀性：润滑油在高温下易氧化，生成腐蚀性物质-----有机酸和氧化物，此外油中的某些添加剂，特别是含硫、磷的添加剂，在很高的温度下，易于形成无机酸和氧化物，所有这些会引起轴瓦和轴颈的严重腐蚀。因腐蚀而形成的凹坑，一方面会影响正常的油膜的建立，加之腐蚀脱落的小颗粒会作为磨粒，从而使磨损加重，另一方面,这些小凹坑能形成疲劳源，使轴承加速疲劳失效。 ⑹、高的承载能力：承载能力是指轴瓦材料在不产生过渡摩擦、磨损和疲劳损伤下所承受的最大单位压力。 ⑺、高的熔点：以防止由高温引起的损坏。现代重载内燃机的曲轴轴瓦材料应能在200℃之内的温度下长期稳定的工作而不致熔化或软化。 ⑻、较低的线膨胀系数，以便轴瓦间隙在工作中不会有很大的变化。 2、轴瓦材料的种类 目前使用的轴瓦材料均为钢背--合金双金属材料使用最广泛的是钢背--铝基合金和钢背--铜基合金。 ⑴铝基合金主要是铝、锡及硅组成。 ①高锡铝合金：内圆表面不需电镀减磨合金层。具有中等疲劳强度、承载能力、良好的耐蚀性，有较好的轴承表面性能。适用于软曲轴。 ②中锡铝合金：内圆表面不需电镀减磨合金层。具有中等疲劳强度、承载能力、良好的耐蚀性，有较好的轴承表面性能。特别适用于球铁曲轴。 ③低锡铝合金：内圆表面需电镀减磨合金层。具有中等疲劳强度、承载能力、良好的耐蚀性，有