280柴油机配气惰轮铜套烧损原因及防治改进发表

1、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

2、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M16×1.5)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

3、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 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

4、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）。 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，

5、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，

6、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。2.4.3 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16