2.4.5 曲軸的耗損及檢驗(yàn)

1.曲軸常見的耗損形式

曲軸在高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，將周期性的受到氣體壓力、往復(fù)慣性力和離心力的作用，可能導(dǎo)致曲軸的彎曲、扭轉(zhuǎn)、斷裂、疲勞破壞和軸頸磨損等。因此曲軸必須具有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨性及旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。

曲軸常見的耗損形式有軸頸磨損、彎扭變形及曲軸斷裂。

（1）軸頸磨損 軸頸磨損主要包括連桿軸頸磨損和主軸頸磨損兩種形式。

1）連桿軸頸磨損的特點(diǎn)和原因：發(fā)動(dòng)機(jī)在工作中，沿著連桿軸頸的周圍面上，作用負(fù)荷是不均勻的。經(jīng)過對(duì)各種發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸磨損規(guī)律證明，連桿軸頸磨損的最大位置，是在靠近曲軸中心線的內(nèi)側(cè)面上。軸頸磨損將導(dǎo)致連桿軸頸失圓和錐體形狀。

2）連桿軸頸失圓的原因：連桿軸頸磨損失圓的主要原因，是由于發(fā)動(dòng)機(jī)在工作循環(huán)中氣體壓力、活塞連桿的慣性力及連桿大頭的離心力等長(zhǎng)時(shí)間作用在連桿軸頸靠曲軸中心線的內(nèi)側(cè)面造成的。

3）連桿軸頸錐體的原因：連桿軸頸磨損成錐體形狀的主要原因是由于潤(rùn)滑油中所含的機(jī)械雜質(zhì)偏積結(jié)果。因?yàn)闈?rùn)滑油是沿著傾斜油道，從主軸頸流向連桿軸頸的。潤(rùn)滑油中所含的機(jī)械雜質(zhì)因曲軸旋轉(zhuǎn)的離心力作用，沿著傾斜油道的上面，隨潤(rùn)滑油進(jìn)入連桿軸頸的一側(cè)。由于機(jī)械雜質(zhì)偏積于此，其結(jié)果便造成同一軸頸上不均勻磨損的錐體形狀。

4）主軸頸磨損的特點(diǎn)和原因：主軸頸的磨損也是不均勻的，與連桿軸頸方向?qū)ΨQ，磨損最大的位置處于連桿頸這一側(cè)。軸頸失圓過大，會(huì)破壞油膜，降低了軸承的負(fù)荷能力，加劇了軸承及軸頸的磨損。

曲軸軸頸的失圓、錐體在正常的磨損情況下其磨損量是很小的。磨損過大主要是由于對(duì)汽車使用不正確、保養(yǎng)不及時(shí)而造成的。例如，當(dāng)軸頸與軸承之間的配合間隙磨損增大后，未能及時(shí)地進(jìn)行維修更換軸承，則供油壓力降低，使沖擊負(fù)荷增大，導(dǎo)致加速磨損。不按期清洗和更換發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油等，也將使軸頸產(chǎn)生不正常的磨損。

（2）彎扭變形 曲軸彎曲是指主軸頸的同軸度誤差大于0.05mm。如果連桿軸頸的分配角誤差大于0.5°則稱為曲軸扭曲。

曲軸產(chǎn)生彎曲和扭曲變形是由于使用和修理不當(dāng)造成的。如發(fā)動(dòng)機(jī)在爆振和超負(fù)荷條件下工作個(gè)別氣缸不工作或者工作不平衡，各道主軸承松緊度不一致，主軸承座孔同軸度偏差增大等，都會(huì)造成曲軸承載后的彎曲變形。曲軸彎曲變形后，將迅速加劇活塞連桿組和氣缸的磨損，以及曲軸和軸承的磨損，甚至加劇曲軸的疲勞折斷。曲軸扭曲變形，也將影響發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣正時(shí)和點(diǎn)火正時(shí)。

（3）曲軸斷裂 曲軸斷裂對(duì)汽車來說屬于嚴(yán)重的機(jī)件故障。曲軸的裂紋一般發(fā)生在曲柄和主軸頸的連接圓角處或軸頸油孔等應(yīng)力集中部位，前者是徑向裂紋，嚴(yán)重時(shí)將造成曲軸斷裂。后者多為軸向裂紋沿斜置油孔的銳邊方向軸向發(fā)展。曲軸的徑向、軸向裂紋主要是因應(yīng)力集中造成。曲軸斷裂的主要原因有以下幾種：

1）個(gè)別用戶選用機(jī)油不當(dāng)，不注意“三濾”的清洗更換，嚴(yán)重超載造成發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行而出現(xiàn)燒瓦事故，從而使曲軸受到嚴(yán)重磨損。另外，修理手段及工藝問題，也會(huì)造成曲軸局部應(yīng)力集中，從而使曲軸的材料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而斷裂。

2）發(fā)動(dòng)機(jī)修好后，裝車沒經(jīng)過磨合期，即超載超掛，發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行，使曲軸負(fù)荷超出容許的極限。

3）在曲軸的修理中采用了堆焊，破壞了曲軸的動(dòng)力平衡，又沒有做動(dòng)平衡校驗(yàn)，不平衡量超標(biāo)等導(dǎo)致曲軸的斷裂。

4）由于路況不佳，車輛又嚴(yán)重超載超掛，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常在扭振臨界轉(zhuǎn)速內(nèi)行駛等會(huì)造成曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)疲勞破壞而斷裂。

2.曲軸的檢修

（1）檢查曲軸彎曲量 如圖2-83所示，用V形鐵將曲軸兩端水平支承在平臺(tái)上，使百分表的測(cè)量觸點(diǎn)垂直抵壓到第三道主軸頸上。轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸一周，百分表指針?biāo)甘镜淖畲蠛妥钚∽x數(shù)差值的一半即為曲軸的直線度誤差，其值應(yīng)不大于0.03mm，否則應(yīng)進(jìn)行壓校或更換曲軸。

（2）曲軸的磨損量 如圖2-84所示，用外徑千分尺測(cè)量曲軸主軸頸和連桿軸頸的圓度和圓柱度，其標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)為0.01mm，磨損極限值為0.02mm。超過標(biāo)準(zhǔn)要求時(shí)，可用曲軸磨床按修理尺寸法對(duì)軸頸進(jìn)行修磨，曲軸磨損后維修技術(shù)數(shù)據(jù)見表2-6。

圖2-83 檢查曲軸彎曲量

圖2-84 曲軸磨損量的測(cè)量

表2-6 曲軸磨損后維修技術(shù)數(shù)據(jù)

（3）檢查曲軸軸向間隙 將曲軸撬向一端，用塞尺檢查第三道主軸承的軸向間隙（配合間隙），如圖2-85所示。新的軸承軸向間隙為0.07～0.17mm，磨損極限值為0.25mm。軸向間隙超過極限值時(shí)，應(yīng)更換第三道主軸承兩側(cè)的半圓止推環(huán)。

（4）檢查曲軸徑向間隙 已裝好的發(fā)動(dòng)機(jī)可用塑料間隙測(cè)量片檢查徑向間隙。塑料間隙測(cè)量片的測(cè)量范圍見表2-7。

表2-7 塑料間隙測(cè)量片的測(cè)量范圍

1）拆下曲軸軸承蓋，清潔曲軸軸承和曲軸軸頸。

2）將塑料間隙測(cè)量片放在軸頸或軸承上，如圖2-86所示。

3）裝上曲軸主軸承蓋，并用65N·m力矩緊固，不得使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

4）如圖2-87所示，拆下曲軸主軸承蓋，用測(cè)量尺測(cè)量擠壓過的塑料測(cè)量片的厚度。新軸承徑向間隙應(yīng)為0.03～0.08mm，磨損極限值為0.17mm。超過磨損極限時(shí)，應(yīng)對(duì)相應(yīng)軸承進(jìn)行更換。

（5）更換曲軸后油封

1）拆下變速器，再拆下飛輪和壓盤。

圖2-85 檢查曲軸軸向間隙

圖2-86 在曲軸軸頸上放置塑料測(cè)量片

2）用專用工具VW10-221拆下曲軸后油封，如圖2-88所示。

圖2-87 測(cè)量曲軸徑向間隙

圖2-88 拆下曲軸后油封

3）安裝油封時(shí)，在其外圈和唇邊涂一層薄油，使用專用工具VW2003/2A裝上油封，并用專用工具VW2003/1將油封壓到底。

（6）更換曲軸前油封

l）拆下V形帶，再拆下正時(shí)帶輪。

2）將油封取出器VW2085內(nèi)件（圖2-89箭頭A所示）從外件中旋出兩圈（約2mm），并用浪花螺釘（圖2-89箭頭B所示）鎖緊。

3）旋出氣缸螺栓3083，將油封取出器VW2085旋進(jìn)曲軸，拆出油封。

4）安裝曲軸前油封時(shí)，在曲軸頸上套上導(dǎo)套，在油封外圈和唇邊涂機(jī)油。

5）經(jīng)導(dǎo)套推入壓套，用壓套和氣缸螺栓將油封壓入到底。

圖2-89 油封取出器

A—內(nèi)件 B—滾花螺釘