2.4.5 曲軸的耗損及檢驗

1.曲軸常見的耗損形式

曲軸在高速運轉過程中，將周期性的受到氣體壓力、往復慣性力和離心力的作用，可能導致曲軸的彎曲、扭轉、斷裂、疲勞破壞和軸頸磨損等。因此曲軸必須具有足夠的強度、剛度、耐磨性及旋轉平穩性。

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和原因：發動機在工作中，沿著連桿軸頸的周圍面上，作用負荷是不均勻的。經過對各種發動機曲軸磨損規律證明，連桿軸頸磨損的最大位置，是在靠近曲軸中心線的內側面上。軸頸磨損將導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，是由于發動機在工作循環中氣體壓力、活塞連桿的慣性力及連桿大頭的離心力等長時間作用在連桿軸頸靠曲軸中心線的內側面造成的。

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滑油中所含的機械雜質偏積結果。因為潤滑油是沿著傾斜油道，從主軸頸流向連桿軸頸的。潤滑油中所含的機械雜質因曲軸旋轉的離心力作用，沿著傾斜油道的上面，隨潤滑油進入連桿軸頸的一側。由于機械雜質偏積于此，其結果便造成同一軸頸上不均勻磨損的錐體形狀。

4）主軸頸磨損的特點和原因：主軸頸的磨損也是不均勻的，與連桿軸頸方向對稱，磨損最大的位置處于連桿頸這一側。軸頸失圓過大，會破壞油膜，降低了軸承的負荷能力，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汽車使用不正確、保養不及時而造成的。例如，當軸頸與軸承之間的配合間隙磨損增大后，未能及時地進行維修更換軸承，則供油壓力降低，使沖擊負荷增大，導致加速磨損。不按期清洗和更換發動機潤滑油等，也將使軸頸產生不正常的磨損。

（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。

曲軸產生彎曲和扭曲變形是由于使用和修理不當造成的。如發動機在爆振和超負荷條件下工作個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，也將影響發動機的配氣正時和點火正時。

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

1）個別用戶選用機油不當，不注意“三濾”的清洗更換，嚴重超載造成發動機長期超負荷運行而出現燒瓦事故，從而使曲軸受到嚴重磨損。另外，修理手段及工藝問題，也會造成曲軸局部應力集中，從而使曲軸的材料結構發生變化而斷裂。

2）發動機修好后，裝車沒經過磨合期，即超載超掛，發動機長期超負荷運行，使曲軸負荷超出容許的極限。

3）在曲軸的修理中采用了堆焊，破壞了曲軸的動力平衡，又沒有做動平衡校驗，不平衡量超標等導致曲軸的斷裂。

4）由于路況不佳，車輛又嚴重超載超掛，發動機經常在扭振臨界轉速內行駛等會造成曲軸扭轉振動疲勞破壞而斷裂。

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上，使百分表的測量觸點垂直抵壓到第三道主軸頸上。轉動曲軸一周，百分表指針所指示的最大和最小讀數差值的一半即為曲軸的直線度誤差，其值應不大于0.03mm，否則應進行壓校或更換曲軸。

（2）曲軸的磨損量 如圖2-84所示，用外徑千分尺測量曲軸主軸頸和連桿軸頸的圓度和圓柱度，其標準值應為0.01mm，磨損極限值為0.02mm。超過標準要求時，可用曲軸磨床按修理尺寸法對軸頸進行修磨，曲軸磨損后維修技術數據見表2-6。

圖2-83 檢查曲軸彎曲量

圖2-84 曲軸磨損量的測量

表2-6 曲軸磨損后維修技術數據

（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，應更換第三道主軸承兩側的半圓止推環。

（4）檢查曲軸徑向間隙 已裝好的發動機可用塑料間隙測量片檢查徑向間隙。塑料間隙測量片的測量范圍見表2-7。

表2-7 塑料間隙測量片的測量范圍

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，不得使曲軸轉動。

4）如圖2-87所示，拆下曲軸主軸承蓋，用測量尺測量擠壓過的塑料測量片的厚度。新軸承徑向間隙應為0.03～0.08mm，磨損極限值為0.17mm。超過磨損極限時，應對相應軸承進行更換。

（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 測量曲軸徑向間隙

圖2-88 拆下曲軸后油封

3）安裝油封時，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，再拆下正時帶輪。

2）將油封取出器VW2085內件（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旋進曲軸，拆出油封。

4）安裝曲軸前油封時，在曲軸頸上套上導套，在油封外圈和唇邊涂機油。

5）經導套推入壓套，用壓套和氣缸螺栓將油封壓入到底。

圖2-89 油封取出器

A—內件 B—滾花螺釘