HXN5型机车定修后柴油机碾瓦为什么多发生在第3位主轴瓦？

暖暖的陌生人

HXN5型机车定修后柴油机碾瓦为什么多发生在第3位主轴瓦？

直接答案：按资料给出的研究结论，这与预润滑阶段机油中的有害杂质颗粒在凸轮轴主油道内定向沉降有关：杂质颗粒集中沉降并进入第3位主轴承，启机后引发磨粒磨损，最终导致轴瓦失效。该结论来自对故障特征的归纳和计算分析，资料表述为“初步验证”并提出相应理论。

故障特征有哪些

资料归纳的HXN5型机车定修后碾瓦特征较为一致：

一是正常运用的机车仅更换机油和机油滤芯后，启机即发生碾瓦；

二是碾瓦多发生在自负荷试验开始约8 min，此时柴油机转速和功率尚未达到标定最大值；

三是碾瓦部位主要集中在第3位主轴承，占比在70%以上；

四是发生碾瓦的机车大都分布在配属哈尔滨铁路局的前300台机车中，所装曲轴主轴瓦为GE公司早期使用的铝锌硅铅基合金轴瓦，可嵌入性较弱。

为什么指向第3位主轴瓦

拆检时发现，连杆瓦合金表面嵌有细小杂质颗粒，并伴有“犁沟”痕迹，相邻主轴瓦上也能找到轻度拉伤痕迹。运行数据显示，碾瓦时柴油机转速和输出功率仅为标定负荷的80%左右，资料据此认为不存在过载型碾瓦的客观条件。

拆检机油滤清器时还发现，滤芯接口橡胶密封件有严重翘曲变形和密封圈偏心现象，接口处可见金属颗粒沉积物，资料认为这是接口处存在“短路”现象的直接证据，即杂质颗粒未经过滤进入清洁腔。

资料进一步对预润滑阶段凸轮轴主油道内的机油流态进行了计算：预润滑机油泵流量为113 L/min，凸轮轴主油道内径为70 mm，所用五代机油运动粘度为133.7 mm²/s。计算得到的最高流速仅为234.85 mm/s，雷诺数为122.95，远小于临界值2000，属于层流流态。层流状态下，杂质颗粒作平射抛物线运动，可能定向沉降。

资料给出的时间计算结果是：机油质点从前端盖出口断面流到第2、3、4位凸轮轴轴承油孔的时间分别为2.3 s、4.6 s和7.16 s；实测颗粒（采集的锯削铁屑）在机油中的沉降速度为5.6 s/70 mm。资料据此判断，在2.30～4.62 s内，有害金属大颗粒完全有可能集中定向沉降在第3位主轴承处。

资料还指出，HXN5型机车由GE公司ES44AC型机车（EVO12缸柴油机）改进设计为EVO16缸柴油机，但机油滤清器没有变化，仅主机油泵和预润滑泵流量相应增大，机油滤芯工作强度增加30%，滤纸和滤芯制造质量波动等不利因素可造成有害机械杂质颗粒未被有效拦截。

现场提示

资料中给机务段制定的预防措施包括：更换滤芯时不允许擦洗滤清器腔体和清洁腔机油进油管；机车机油加油口前须设置滤清精度不大于20 μm的机油滤清装置；安装新滤芯后应启动预润滑泵泵油2 min，对滤芯进行浸泡，时间要求30 min以上，让机油里的颗粒状杂质自然沉淀，然后再按正常程序泵油和启机。

上述内容为资料中的研究与预防措施，实际作业应按现行有效的定修作业指导书、规章和现场管理要求执行。

资料来源：《HXN5型机车定修柴油机碾瓦问题的研究》。
说明：本文仅供学习参考；涉及规章、技术参数和现场作业要求时，以现行有效文件为准。