發(fā)動機曲軸彎扭原因分析及校正方法

www.mydingqi.com 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：俠名類別：汽車構(gòu)造維修時間：2014年08月04

曲軸是發(fā)動機的關(guān)鍵部件，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到發(fā)動機的質(zhì)量與壽命。曲軸的質(zhì)量狀態(tài)直接決定柴油機的運行質(zhì)量和安全水平。曲軸彎扭變形后若繼續(xù)使用，將加速曲軸連桿機構(gòu)的磨損，甚至使曲軸產(chǎn)生裂紋和斷裂。因此，在發(fā)動機修理中，必須對其進(jìn)行檢驗。在發(fā)動機組裝前發(fā)現(xiàn)曲軸彎曲度已超過技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，就不應(yīng)同軸瓦勉強組裝，若彎曲度超標(biāo)的曲軸配裝上主軸瓦后，工作中就會出現(xiàn)曲軸在轉(zhuǎn)動時半周緊半周松的狀況，曲軸就會對軸瓦產(chǎn)生一種附加壓力，其結(jié)果是軸瓦加快磨損，以致發(fā)生軸瓦燒損事故。
    1．曲軸彎扭的原因
    （1）曲軸在修磨加工時，裝卡定位不當(dāng)，磨床本身精度不高。
    （2）發(fā)動機超負(fù)荷運轉(zhuǎn)，連續(xù)“爆燃”，工作不平穩(wěn)，使各軸頸受力不均勻。
    （3）曲軸軸承和連桿軸承間隙過大，松緊不一，造成主軸頸中心不重合，運轉(zhuǎn)時受沖擊。
    （4）發(fā)動機發(fā)生軸承燒壞和抱住曲軸時，曲軸將出現(xiàn)彎曲和扭轉(zhuǎn)。
    （5）曲軸軸向竄動過大，或活塞連桿組重量不一，相差過大。
    （6）點火時間過早，或經(jīng)常有1～2個火花塞工作不良，使發(fā)動機運轉(zhuǎn)不平衡，曲軸受力不均勻。
    （7）曲軸的平衡被破壞，或曲軸連桿組以及飛輪的平衡被破壞；曲軸過度磨損，強度、剛度不足，或由于裝配不當(dāng)而產(chǎn)生彎扭。
    （8）曲軸材質(zhì)不佳，或曲軸長期不合理的放置造成變形。
    （9）汽車起步行駛時，放松離合器踏板動作過快，接合時不柔和。或用沖力啟動發(fā)動機，使曲軸受到突然扭轉(zhuǎn)。
    （10）行車中使用緊急制動，或在發(fā)動機動力不足的情況下，用高擋低速勉強行駛。
    2．曲軸彎扭的檢驗
    （1）曲軸彎曲的檢驗
    檢驗前需先將曲軸擦洗干凈，將曲軸的兩端放在檢驗平板的V形架上，或用頂針頂住曲軸兩端的中心孔將其頂在車床上，以前后端未發(fā)生磨損部分為基面（前端以正時齒輪軸頸，后端以裝飛輪的凸緣）校對中心水平后，用百分表進(jìn)行測量。測量時，百分表的量頭對準(zhǔn)曲軸中間的一道（被檢驗曲軸的主軸頸個數(shù)為單數(shù)時）或兩道（被檢驗曲軸的主軸頸個數(shù)為雙數(shù)時）曲軸軸頸，用手慢慢轉(zhuǎn)動曲軸一圈后，百分表上所指的最大和最小的兩個讀數(shù)之差的1/2，即為曲軸的彎曲度。
    測量時，不可將百分表的量頭放在軸頸的中間，而應(yīng)放在軸頸的一端，否則，由于軸頸不同圓，而對曲軸的彎曲量作出不正確的結(jié)論。必須指出，這樣測量的結(jié)果，因為牽涉到兩端軸頸失圓所增加的誤差，故為一近似值。因為失圓和彎曲的方向往往并不重合。
    彎曲度多用彎曲擺差來表示，彎曲擺差為彎曲度的兩倍，其擺差一般不超過0. 10 mm。曲軸中間軸頸中心彎曲如不超過0. 05 mm時，可不加修整；如超過0.05～0. 10 mm時，可以結(jié)合軸頸磨削一并予以修正；如超過0. 10 mm時，則須加以校正。
    （2）曲軸扭轉(zhuǎn)的檢驗
    曲軸彎曲檢驗以后，將連桿軸頸（如1、6，或2、5，或3、4軸頸）轉(zhuǎn)到水平位置，用百分表測出相對應(yīng)的兩個連桿軸頸的高度差，即為扭轉(zhuǎn)度。曲軸扭轉(zhuǎn)一般很微小，可在修磨曲軸軸頸時予以修正。
    3．曲軸彎扭的校正
    （1）冷壓校正
    一般是在壓力機上進(jìn)行，校正時，先將曲軸放置在壓力機工作平板的V形塊上，并在壓力機的壓桿與曲軸之間墊以銅皮或鉛皮，以免壓傷曲軸與壓桿的接觸面。壓力作用的方向要與曲軸彎曲的方向相反，壓力要分段緩慢的增加，曲軸在校正后往往會發(fā)生“彈性變形”和“后效”，所以在校正時的反向壓彎量一般要比彎曲量大。如鍛制中碳鋼曲軸彎曲變形在0. 10 mm左右時，壓校彎曲度大約為3～4 mm（即為原彎曲度的30～40倍），在1～2 min之內(nèi)即可校正；而對同樣彎曲的球墨鑄鐵曲軸，壓校時大約為原彎曲度的10～15倍，即可基本校正。當(dāng)曲軸彎曲度較大時，應(yīng)分多次進(jìn)行，以防壓彎度過大而使曲軸折斷，尤其是球墨鑄鐵更容易折斷。校正后加熱至180～220℃，保持5～6h，以防發(fā)生“彈性變形”和“后效”。
    操作時，再將所壓軸頸的另一面放上百分表，借以觀察校正時的反向壓彎量。校正后的曲軸允許有微量的反向彎曲。經(jīng)冷壓校正的曲軸，還應(yīng)在曲軸臂處用手錘輕輕敲擊后再進(jìn)行檢查，以減小冷壓所產(chǎn)生的應(yīng)力。
    （2）冷作校正
    用球形手錘敲擊曲柄的邊緣表面，使其產(chǎn)生塑性變形來校正曲軸。敲擊部位根據(jù)曲軸彎曲的方向而定。敲擊力增大時冷作的深度增加，校正效果明顯。但在同一位置敲擊次數(shù)不應(yīng)超過3次，否則會降低校正效果。
    冷作校正的原理：在曲軸冷作區(qū)表層金屬被擠壓，體積縮小，因而產(chǎn)生殘余壓縮應(yīng)力，與冷作層附近的金屬層則相應(yīng)產(chǎn)生拉伸應(yīng)力，在這些應(yīng)力的作用下，曲柄產(chǎn)生變形。整個曲軸的彎曲就依靠曲柄幾個側(cè)面冷作變形而產(chǎn)生的總變形來校正。
    冷作法校正曲軸具有效果穩(wěn)定，不降低曲軸疲勞強度等優(yōu)點。但冷作校正只適用于彎曲量不大于0.3～0.5 mm的曲軸。