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摘要：柴油发电机轴瓦损坏主要是磨损、刮伤、剥落和烧熔等形式。由于磨损导致合金层变薄，轴瓦孔径尺寸增大，圆柱度和圆度误差也增大，轴与轴颈的正常配合间隙遭到破坏。尤其连杆轴承上瓦片和主轴承下瓦片磨损更为显著。合金刮伤主要是润滑油不清洁造成，合金层被润滑油中磨料刮伤而呈现划痕，严重时合金表面呈现环形沟痕。合金层因疲劳会发生裂纹和块状剥落。烧瓦一般因为润滑油不足或配合间隙不合适所造成，严重时轴瓦合金会被高温熔化导致烧瓦。轴瓦的修配必须在气缸体和曲轴经过详细检查并恢复全部故障后进行。本文系统阐述柴油发电机轴瓦的鉴定方法、选配要求、修刮前的准备工作以及连杆瓦的修配工艺，为用户提供轴瓦维修的技术指导。

 

一、轴瓦的鉴定

 

轴瓦的鉴定是决定是否更换轴瓦的关键环节，应从合金表面损伤程度、合金剥落情况、几何形状精度以及定位可靠性等多个方面进行综合评估。

1. 轴瓦合金表面损伤

（1）可通过直接观察检查合金表面状况。当柴油发电机轴瓦合金层厚度大于0.3 mm，在与轴颈配合间隙允许范围内，轴瓦外表呈现少量浅环状沟痕，对轴承的承载能力影响不大时可继续使用。

（2）轴瓦表面的环状沟痕由润滑油中悬浮的硬质颗粒（磨粒）造成。若沟痕深度超过0.05 mm，或沟痕已穿透合金层露出钢背，表明轴瓦已严重磨损，应更换新轴瓦。沟痕的深度可用深度千分尺或表面粗糙度比较样块进行判断。

（3）轴瓦表面的变色（如蓝色或黑色）是高温氧化的标志，通常由润滑不良或短时过载引起。若变色区域仅限于局部且无裂纹，可通过打磨去除变色层后继续使用；若变色面积超过轴瓦总面积的20%，则应更换。

2. 轴瓦合金剥落

（1）轴瓦合金有米粒大小块状剥落且根据经验判断不会再发展也可继续使用。但若剥落面积超过轴瓦总面积的5%，或剥落已延伸至轴瓦边缘，则必须更换。

（2）剥落处会形成应力集中点，在交变载荷作用下可能迅速扩展，导致轴瓦早期失效。剥落的合金碎屑随机油进入油道后，可能造成轴瓦二次划伤或油道堵塞。因此，即使判定可继续使用，也应用细砂纸将剥落边缘的锐角打磨圆滑，防止裂纹继续扩展。

（3）轴瓦合金出现龟裂状裂纹（热疲劳裂纹）时，即使未见明显剥落，也应更换。龟裂纹表明合金层已发生疲劳损伤，在继续运行中随时可能发展为块状剥落。

3. 轴瓦几何形状鉴定

（1）从轴瓦表面观察认为能继续使用时，还需测量轴瓦尺寸，检查其几何形状和与轴颈配合间隙是否在允许范围内。将轴瓦清洗干净，在轴承盖距离轴瓦端面相当于其宽度1/4处选取两个位置，每个位置中各取互相垂直两个方向测出实际尺寸，计算圆度和圆柱度误差以及与轴颈配合间隙。

（2）选取测量位置时应避开分界面和油槽部位，因为这些位置的尺寸受制造公差影响较大，不能代表轴瓦的实际工作尺寸。正常情况下轴瓦背与座孔贴合面积应不少于85%。

（3）如因事故造成轴瓦严重烧伤、合金熔落或定位凸肩磨损不能起定位作用时，不能继续使用。定位凸肩的磨损量可通过测量凸肩厚度与定位槽宽度的间隙来判断，若间隙超过0.10 mm，则定位作用已基本失效。

（4）当前柴油机上的轴瓦多采用铝合金。磨损后孔径尺寸变大如不能继续使用，一般很少修理，应更换新轴瓦。轴瓦的钢背如有变形或裂纹，也必须更换。钢背变形可通过将轴瓦放在平板上检查贴合程度来判断，若轴瓦与平板之间的间隙超过0.05 mm，则钢背已变形。

4. 轴瓦合金层厚度的测量

（1）合金层剩余厚度是判断轴瓦是否可继续使用的关键指标。测量时可用游标卡尺或专用测厚仪在轴瓦中部和两端各取一点测量总厚度，减去已知的钢背厚度，得到合金层厚度。

（2）若合金层厚度小于0.10 mm，即使表面无明显损伤，也应更换，因为过薄的合金层无法提供足够的承载能力和对磨粒的包容能力。

 

图1  康明斯发动机曲轴瓦外形实物图

 

二、轴瓦选配

 

轴瓦的选配必须严格遵循尺寸匹配、配合紧度和定位可靠三项原则，确保新轴瓦与曲轴轴颈和轴承座孔形成正确的配合关系。

1. 尺寸要求

（1）更换轴瓦时应根据曲轴轴颈的修理尺寸选用级别相同的修理尺寸轴瓦。轴瓦孔径尺寸、圆柱度和圆度误差以及合金厚度均应符合技术要求。轴瓦的级别通常印在轴瓦背面（如“STD”为标准尺寸，“0.25”为加大0.25 mm等），选配时应仔细核对，确保与曲轴轴颈的磨削尺寸一致。

（2）不同级别轴瓦不可混用，以免造成配合间隙错误。若曲轴轴颈经过磨削加工，其尺寸已减小，应选用相应加大尺寸的轴瓦（即内径减小的轴瓦），以恢复标准配合间隙。

（3）轴瓦装入座孔后，其内孔尺寸应符合设计要求。可用内径千分表在轴瓦内孔的上、中、下三个截面分别测量，各截面直径差应在0.01～0.02 mm以内。

2. 轴瓦和座孔配合要求

（1）轴瓦与座孔配合必须有一定紧度以防轴瓦在工作中松动滚瓦。检查方法如下：

将轴瓦装入座孔内，座孔尺寸、圆柱度、圆度应符合要求，应有吃力感觉。如能轻易地将轴瓦装入，说明轴瓦弹力缺乏或轴瓦高度过小。

（2）正常情况下轴瓦自由状态时两端面应高出轴承座。当将轴瓦压紧到轴座中央时，其端面应高于轴承座分界平面0.10 mm为合适高度。太高拧紧轴承盖后轴瓦会发生变形，高度过小轴瓦接合处有缝隙，配合紧度得不到保证，工作中可能造成松动滚瓦。

（3）轴瓦过高可锉修或将砂纸平放在玻璃上手持瓦片打磨；对高度过小瓦片应重新进行选配。锉修时应沿轴瓦端面方向均匀锉削，每次去除量不超过0.02 mm，反复装试直到达到合适高度。

（4）轴瓦的定位凸肩应与座孔上的定位槽完全吻合，若凸肩磨损或变形，轴瓦在工作中可能发生轴向窜动，堵塞油孔。安装前应检查定位凸肩的完好性。定位凸肩与定位槽的间隙不应超过0.05 mm。

3. 轴瓦间隙的选配原则

（1）轴瓦与轴颈的配合间隙是轴瓦选配中最关键的参数。间隙过小会导致润滑不良和烧瓦，间隙过大会造成油压下降和敲击异响。各机型均有具体规定值，一般主轴承间隙为0.05～0.12 mm，连杆轴承间隙为0.04～0.10 mm。

（2）选配时应以曲轴轴颈的实际测量尺寸为依据，计算所需轴瓦的内径尺寸，然后从相应级别的轴瓦中选择。同一台发动机上所有主轴承应选用同一级别轴瓦，所有连杆轴承也应选用同一级别轴瓦。

（3）对于采用可调式轴瓦（带调整垫片）的机型，可通过增减垫片调整间隙，但垫片总厚度不宜超过0.2 mm，且垫片不应遮挡油道孔。新轴瓦一般不需要增加垫片。

4. 轴瓦质量的外观检查

（1）新轴瓦在安装前应进行外观检查：合金层表面应光洁无裂纹、无气泡、无夹杂物；钢背无锈蚀、无变形；定位凸肩完整无损伤；油孔位置正确且与座孔油道对齐。

（2）轴瓦的合金层与钢背的结合应牢固，可用轻敲法检查——用金属棒轻敲轴瓦背面，声音清脆说明结合良好，声音沉闷可能表明合金层与钢背脱层，应予以更换。

 

 

图2  柴油机轴瓦结构位置图

 

 

三、连杆瓦的修理

 

1. 修配方法

（1）将曲轴抬上专用架，或立于飞轮上。曲轴应固定稳妥，防止修刮过程中意外转动造成刮刀伤人或轴瓦刮偏。

（2）擦净连杆轴颈和轴瓦。若轴颈上有毛糙、疤痕，可将00#砂布剪成与轴颈同宽并蘸上少许机油把毛糙打磨光。打磨时应沿轴颈圆周方向进行，不得沿轴向打磨，以免破坏轴颈的圆柱度。

（3）将选好的轴瓦和连杆装在轴颈上，扭紧螺钉到转动有阻力为止，然后往复转动3～4圈，再拆下连杆轴瓦，查看与轴颈的接触情况并进行修刮。接触点的检查应在轴瓦表面涂一层薄而均匀的红丹油或蓝油，然后装上转动，取下后根据着色点的分布判断接触情况。

开始修刮时，轴瓦与轴颈的接触一般都是在每片瓦的两端，经几次修刮后应注意：

• 当接触面扩大到轴瓦长度的1/3以上时，应在轴瓦座两端面接触处垫以厚度为0.05 mm的薄铜皮2～3片（注意不要将它垫在轴瓦两端的接合处），这样可以减少轴瓦的修刮量，缩短其修刮时间。

• 在修刮时，必须根据接触情况，以左手托连杆或瓦盖，右手将刮刀持平，以手腕运动，使刮刀由外向内修刮，起刀和落刀要稳，要始终保持刮刀的锋利。

• 开始修刮时，要求重者多刮，轻者少刮或不刮，以便迅速刮出均匀的接触面。接合面附近，开始适当重刮，刮到中途少刮或者不刮。

• 当修刮到轴瓦接触面接近全面时，应以调整为主，刮重留轻，刮大留小，直至扭力上够，松紧度合适，接触面达到75%以上为止。

• 在修刮过程中，如松紧度合适，但接触面未达到要求，可适当减少垫片后继续修刮。

• 在一般情况下，轴瓦刮好后要保留1～2个垫片以便内燃机工作一段时间后对轴瓦的松紧度进行调整。

• 在特殊情况下，如轴瓦的修刮量太小，可以在轴瓦的背面加上适当厚度的铜垫片，但这种方法只能在中、小修时使用，在大修时一律不得使用（大修必须换用标准级别轴瓦）。

2. 对轴瓦孔失圆度、锥形度的检查

按规定力矩拧紧瓦盖螺栓，然后用量缸表测量其失圆度与锥形度。在同一横截面两互相垂直的直径之差即为失圆度；在同一纵截面最大与最小直径之差即为锥形度。其失圆度与锥形度均应在0.02～0.04 mm以内。若超差，应检查轴瓦安装是否正确、瓦盖螺栓力矩是否均匀，必要时重新选配轴瓦。

3. 松紧度（轴瓦与轴颈的径向间隙）的检查

（1）测量法

将装好、刮配好轴瓦的连杆夹稳在虎钳上，且按规定力矩上好连杆螺栓，用量缸表配合外径千分尺测量出瓦孔直径。瓦孔直径 - 轴颈直径 = 径向间隙。其中要考虑失圆度在内，而各机型轴瓦与轴颈的径向间隙均有具体规定，常见的间隙范围为0.05～0.12 mm（视机型而定）。

（2）铅丝法

铅丝法是在轴承与轴颈间放一直径为轴承标准间隙约2倍的铅丝（或软铅丝），按规定力矩旋紧轴承盖后，再取出铅丝，用千分尺测量其厚度即为轴瓦与轴颈的径向间隙。测量时应取铅丝上被压扁部分的最薄处读数。铅丝应顺曲轴轴向放置，两端露出轴瓦约5 mm，便于取出。

（3）铜皮法

用长约30 mm、宽约10 mm、厚度与标准间隙相同（取最小值）的铜皮（四周角应做成圆口，使用时应涂上一薄层机油）放于轴承和轴颈间，按照规定扭力旋紧轴承盖螺栓，用手扳动曲轴或飞轮。若扳不动，表示轴瓦与轴颈的径向间隙过小；若感觉有阻力不能轻易扳动，但取出铜片后又能以轻微力量即可转动，即表示合适；若无阻力或转动过松，即表示轴瓦与轴颈的径向间隙过大。如果间隙过大或过小，可以用增减垫片的方法加以调整。铜皮法是一种经验判断方法，适用于现场快速检查，但精度低于铅丝法。

（4）经验检查法

在轴瓦上涂一薄层机油，然后装在轴颈上，按规定力矩拧紧连杆螺栓，用手使劲甩动连杆：

• 如轴瓦合金为巴氏合金（镍基合金），可依靠连杆本身的惯性转动1/2～1圈；

• 若轴瓦合金为铜铅合金（俗称铜瓦），能转动1～2圈；

• 若轴瓦合金为铝基合金（俗称铝瓦），能转动2～3圈。
  同时再握住连杆小端，沿曲轴轴线方向拨动，应没有松旷感觉即为合适。此法要求操作者有丰富的实践经验，且不同机型、不同轴瓦材料的惯性差异需结合具体机型数据判断。

4. 连杆大端端隙的检查

当连杆轴瓦全部刮配好以后，还要对连杆大端的端隙进行检查。连杆大端的侧面与曲轴臂之间的间隙不能过大，一般为0.1～0.35 mm。如果超过0.5 mm时，应在连杆大端的侧面堆焊铜或挂一层轴瓦合金予以修复。端隙过大会导致连杆在曲轴上的轴向窜动过大，影响活塞与气缸的配合，加速缸套和活塞的磨损。

 

 

总结

柴油发电机轴瓦的损伤鉴定、选配与修刮是发动机大修中的关键工序。轴瓦损伤形式包括磨损、刮伤、剥落和烧熔——轻度浅环状沟痕且合金层厚度≥0.3 mm时可继续使用；合金剥落面积小于总面积5%且不在边缘时可继续使用，否则更换。选配轴瓦时应根据曲轴轴颈的修理尺寸选用同级别轴瓦，轴瓦与座孔的配合紧度通过轴瓦高出座孔分界平面0.10 mm来保证。修刮连杆瓦前应准备齐全工具和垫片，并堵住油道孔防止杂质进入。修刮应遵循“重者多刮、轻者少刮”的原则，接触面达到75%以上、松紧度合适即为合格。径向间隙的检查可采用测量法、铅丝法、铜皮法和经验法四种方式，其中铅丝法最为精确（用标准间隙约2倍的铅丝测量），铜皮法和经验法适用于现场快速判断。修刮后的轴瓦孔失圆度和锥形度应控制在0.02～0.04 mm以内，连杆大端端隙应为0.1～0.35 mm。规范的轴瓦修配工艺是恢复柴油发电机动力性能、保证曲柄连杆机构可靠运行的根本保障。

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