發動機曲軸彎扭原因分析及校正方法

www.sail-shipping.com 來源：互聯網作者：俠名類別：汽車構造維修時間：2014年08月04

曲軸是發動機的關鍵部件，其性能的優劣直接關系到發動機的質量與壽命。曲軸的質量狀態直接決定柴油機的運行質量和安全水平。曲軸彎扭變形后若繼續使用，將加速曲軸連桿機構的磨損，甚至使曲軸產生裂紋和斷裂。因此，在發動機修理中，必須對其進行檢驗。在發動機組裝前發現曲軸彎曲度已超過技術標準，就不應同軸瓦勉強組裝，若彎曲度超標的曲軸配裝上主軸瓦后，工作中就會出現曲軸在轉動時半周緊半周松的狀況，曲軸就會對軸瓦產生一種附加壓力，其結果是軸瓦加快磨損，以致發生軸瓦燒損事故。
    1．曲軸彎扭的原因
    （1）曲軸在修磨加工時，裝卡定位不當，磨床本身精度不高。
    （2）發動機超負荷運轉，連續“爆燃”，工作不平穩，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，運轉時受沖擊。
    （4）發動機發生軸承燒壞和抱住曲軸時，曲軸將出現彎曲和扭轉。
    （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，或經常有1～2個火花塞工作不良，使發動機運轉不平衡，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，或由于裝配不當而產生彎扭。
    （8）曲軸材質不佳，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。或用沖力啟動發動機，使曲軸受到突然扭轉。
    （10）行車中使用緊急制動，或在發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，用百分表進行測量。測量時，百分表的量頭對準曲軸中間的一道（被檢驗曲軸的主軸頸個數為單數時）或兩道（被檢驗曲軸的主軸頸個數為雙數時）曲軸軸頸，用手慢慢轉動曲軸一圈后，百分表上所指的最大和最小的兩個讀數之差的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論。必須指出，這樣測量的結果，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）轉到水平位置，用百分表測出相對應的兩個連桿軸頸的高度差，即為扭轉度。曲軸扭轉一般很微小，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。當曲軸彎曲度較大時，應分多次進行，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。經冷壓校正的曲軸，還應在曲軸臂處用手錘輕輕敲擊后再進行檢查，以減小冷壓所產生的應力。
    （2）冷作校正
    用球形手錘敲擊曲柄的邊緣表面，使其產生塑性變形來校正曲軸。敲擊部位根據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不應超過3次，否則會降低校正效果。
    冷作校正的原理：在曲軸冷作區表層金屬被擠壓，體積縮小，因而產生殘余壓縮應力，與冷作層附近的金屬層則相應產生拉伸應力，在這些應力的作用下，曲柄產生變形。整個曲軸的彎曲就依靠曲柄幾個側面冷作變形而產生的總變形來校正。
    冷作法校正曲軸具有效果穩定，不降低曲軸疲勞強度等優點。但冷作校正只適用于彎曲量不大于0.3～0.5 mm的曲軸。