发动机曲轴组件的检查与修理

摘要：曲轴组件检修、维护的水平决定了柴油机的运行品质、功率发挥及使用寿命。本文就曲轴常见故障的检修及曲轴瓦的选配与安装检测做了详细的介绍，以提高发动机的大修质量。

关键词：发动机；曲轴组件；轴瓦

中图分类号： U472 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2015.14.023

曲轴组件是发动机的关键部件，曲轴组件技术状态的好坏直接决定发动机的使用质量与运行安全。曲轴组件检修、维护的水平决定于柴油机的运行品质、功率发挥及使用寿命。本文笔者对发动机曲轴组件常见故障的检修进行了分析探讨。

1 曲轴的检查与修理

曲轴在发动机工作中主要承受周期性变化的气体压力、往复惯性力和离心力及其各力产生的转矩和弯矩等的作用。曲轴的损坏主要是曲轴轴颈磨损、裂纹或弯曲等。

1.1 轴颈磨损

1.1.1 曲轴轴颈、轴颈尺寸变小、形成锥度和椭圆 主要原因是 有的曲轴设计制造时，没有离心沉淀室，由于油道倾斜，机油中的磨料在离心力的作用下偏聚、积累在连杆轴颈的一侧，使该侧轴颈磨损较快而形成锥度；由于连杆轴颈承受着由连杆传来的气体压力与活塞连杆组往复运动的惯性力，以及连杆大头回转运动离心力的作用，这些力合成总合力，其总合力大小和方向随时间变化，且作用于轴颈上的力沿周向分布不均匀，而使轴颈一侧磨损较大，形成椭圆；连杆弯曲扭曲、曲轴本身有弯曲、缸套在缸体中纵向偏斜等，将使曲轴轴颈上受力不均而产生偏磨。

1.1.2 轴颈的磨损程度检修 发动机拆修后，必须对曲轴轴颈的磨损程度进行检查。曲轴轴颈磨损后，圆度或圆柱度超过0.02毫米，应在曲轴磨床上进行光磨。光磨后曲轴应符合以下要求：圆度和圆柱度误差小于0.01毫米，其公差应不大于0.02毫米。轴颈工作面两端应留有1～3毫米的过渡圆角，轴上的油孔应有0.50～1.00×45°的倒角，并去掉毛刺。主轴颈和连杆轴颈的修磨符合规定的修理尺寸。主轴颈和连杆轴颈的修磨，必须分别修磨成同级修理尺寸，以便选配统一的主轴瓦和连杆轴瓦。光磨曲轴时，要求先磨主轴颈，后磨连杆轴颈。因为主轴颈中心线是确定和检查曲柄半径的基准。

1.2 曲轴裂纹

1.2.1 裂纹常见位置 曲轴的裂纹多数发生在曲柄臂与轴颈之间的过渡圆角处，以及油孔处。前者多为横向裂纹，严重时将造成曲轴断裂，应重点检查。后者多为轴向裂纹，沿斜置油孔的锐边向轴向发展。

1.2.2 裂纹发生原因 曲轴横向、轴向裂纹主要是应力集中引起的，对发动机工作危害很大，应更换曲轴；轴颈上油孔处的裂纹，主要是因为油道斜置，使油孔处的应力呈不对称分布所致。较轻微的也可以通过焊修，再经轴颈磨削后消除，继续使用。如果纵向裂纹严重时，应更换曲轴。

1.2.3 裂纹的检验 渗油敲击法：将清洗干净的曲轴放在煤油中浸泡，再把曲轴取出擦净，表面撒上白粉，然后用手锤沿轴向敲击曲轴非工作面，白粉中如有明显裂纹状油迹出现，则该处有裂纹。

磁力探伤法：借助探伤仪将零件磁化，在零件可能产生裂纹处撒些磁粉，当磁力线通过裂纹边缘处时，磁粉将会吸附在裂纹处，从而显现处裂纹的部位和大小。

1.3 曲轴弯扭变形

1.3.1 曲轴弯扭变形原因 曲轴产生弯曲和扭曲变形，往往是由于曲轴受到过大的冲击负荷所造成的。

1.3.2 曲轴弯扭变形检查 检查曲轴弯曲，一般用千分表在车床上或V形垫铁上进行，如：转动曲轴，找出反映在千分表上的最小读数，转动表盘使指针指示对零，再转动曲轴180°，此时千分表读数即为曲轴弯曲的摆差，摆差的一半即为曲轴的弯曲度。曲轴弯曲度不得超过0.03毫米，否则，应予以校正。检查时的测试点，应测曲轴中间的主轴颈。曲轴弯曲一般采用冷压校正，即将曲轴平置于压床上，两端主轴颈处垫以V形铁块。为了防止损伤主轴颈，V形垫铁上应衬以软金属或旧主轴瓦。然后，在曲轴弯曲的反向上对主轴颈加压，加压弯曲量通常为弯曲度的10～15倍。如曲轴弯曲度为0.10毫米，加压弯曲量应为1.0～1.5毫米。当曲轴加压变形量符合要求时，应停止增压，保持压力约10分钟后卸压，再次测量曲轴弯曲度。一般需进行多次检查和校正，直到达到要求为止。冷压校正后，曲轴必须作人工时效处理。

2 主轴瓦和连杆轴瓦的选配

轴瓦在使用中的损坏主要是磨损、疲劳脱落或烧熔等。轴瓦磨损，使轴瓦间隙增大，曲轴轴颈产生失圆、锥体、润滑变差，致使轴瓦加速磨损。轴瓦受冲击负荷，使金属产生凹痕、裂缝，引起金属脱落。发动机大修时，必须更换轴瓦。轴瓦选配前，应首先检查轴瓦座孔是否符合标准，要求轴瓦座孔的圆度和圆柱度误差都不得超过0.05毫米。否则，可用涂镀方法给予修复。

2.1 轴瓦选配的要求

根据轴颈选轴瓦。根据轴颈光磨后的修理尺寸，选用同一级修理尺寸的轴瓦；轴瓦长度符合规定。新的轴瓦装入座孔内，上下两片每端应离出座平面0.05毫米，以保证轴承与座孔紧密贴合，提高散热效果；轴瓦背面光滑凸榫好。为了使轴瓦背面与座孔紧密贴合，增强散热效果，轴瓦背面镀一层很薄的锡，厚度为0.001～0.002毫米。凸榫能防止轴瓦转动，起定位作用；弹性适当，无哑声。将轴瓦装入座孔后，要求轴瓦在自身弹力作用下，与轴瓦座紧密贴合在一起，以利散热。检查轴瓦有无哑声，可敲击轴瓦，有哑声，表明轴瓦合金与底板结合不牢，应重新选配。

2.2 轴瓦间隙的检查

曲轴轴瓦径向间隙应符合要求，曲轴主轴瓦标准间隙为0.060～0.075毫米，大修允许0.10毫米，使用限度为0.125毫米；连杆轴瓦标准间隙为0.07～0.08毫米，大修允许0.10毫米，使用限度为0.125毫米。间隙检查方法如下：将轴瓦盖按原有规定记号装复，按规定力矩拧紧螺母。主轴瓦螺栓拧紧力矩为73.5Nm，连杆轴瓦螺栓拧紧力矩为39.2Nm；拆下轴瓦盖，用测量间隙规测出塑料间隙条宽度，此即为径向间隙；如果轴瓦过紧或过松，必须重新选配。不可用修刮轴瓦来满足其松紧度。曲轴轴向间隙标准为0.08～0.20毫米，使用限度为0.25毫米。

作者简介；赵树申，本科学历，阜新蒙古族自治县农机校，副高级工程师，研究方向：农机培训，农机操作、安全及维护保养。