任务八 曲轴轴颈磨损、弯扭变形的检查

2.曲轴弯曲变形 原因： 发动机超负荷工作 个别缸不工作或工作不均匀 主轴承孔同轴度偏差太大 危害： 导致活塞连杆组和气缸的磨损 影响发动机的动力、经济性能和工作稳定性
检验：
检验时，将曲轴两端主轴颈分别放置在检验平板的V形块 上，将百分表触头垂直地抵在中间主轴颈上，慢慢转动曲 轴一圈，百分表指针所示的最大摆差即为弯曲变形值。 若大于0.15mm，冷压校正；小于0.15mm，磨修主轴颈修正。
塑胶量规法：
把专用塑胶量规纵向放入轴承 中，按原厂规定的拧紧力矩紧固 轴承盖，在拧紧过程中应注意防 止曲轴转动。然后拆下轴承盖， 取出已压展的塑料线规，与附带 有的不同宽度色标的量规或第一 道主轴承侧面上不同宽度的刻线 相对比，即为轴承的间隙值。 （0.02～0.05mm）
②轴向间隙的检验与调整
类型：完全平衡式、分段平衡式
平衡重
3）曲拐
曲轴的曲拐数取决于气缸的数目和排列方式
直列式发动机曲轴的曲拐数等于气缸数
V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半 曲柺
（1）布置原则
①作功间隔应力求均匀，以使发动机运转平稳； ②连续作功的两缸相距尽可能远，以减轻主轴承 的载荷，同时避免可能发生的进气重叠现象； ③V型发动机左右气缸尽量交替作功；
轴向定位措施：
1.翻边轴瓦 2.止推片 3.止推环
6）主轴承 与连杆轴承大体相同，分上下轴瓦 不同：为了向连杆轴承、主轴承输送润滑油， 轴瓦上有周向油槽和油孔
二、曲轴扭转减振器
自由扭转振动
共振
强迫扭转振动
功率损失、曲轴扭 转变形甚至扭断、 正时齿轮产生冲击 噪声、磨损严重等
临界转速：发生共振时的转速
作功
排气 进气 压缩
排气
进气 压缩 作功
压缩
作功 排气 进气
进气
压缩 作功 排气
点火顺序为1-2-4-3工作循环表
曲轴转角(°) 0～180° 180°～360° 360°～540° 540°～720° 第一缸 作功 排气 进气 压缩 第二缸 压缩 作功 排气 进气 第三缸 排气 进气 压缩 作功 第四缸 进气 压缩 作功 排气
前端轴
主轴颈
平衡重
（2）前后端的密封： 曲轴前后端都伸出曲轴箱，为了防止润滑油沿轴颈流出， 在曲轴前后都设有防漏装置。 常用的防漏装置有挡油盘、填料油封、自紧油封、回油 螺纹等。 一般发动机：复合式防漏装置（两种或两种以上防漏装 置组成）。
5）曲轴的轴向定位
功用：保证曲柄连杆机构在曲轴受轴向力时能够正常工作。
②直列四冲程六缸发动机 曲拐对称布置于三个平面内。 相邻作功气缸的曲拐夹角为7200/6=1200。
直列六缸点火顺序为1-5-3-6-2-4工作循环表
曲轴转角(°) 60° 0～180° 120° 180° 240° 180°～ 300° 360° 360° 360°～ 540° 540°～ 720° 第一缸 作功 压缩 进气 排气 作功 第二缸 排气 第三缸 进气 第四缸 作功 第五缸 压缩 第六缸 进气
汽车发动机机械系统检修
学习任务八：曲轴轴颈磨损、弯扭变形 的检查
任务介绍
1、掌握曲轴的功用、结构形式、安装 位置等相关知识；
2、检测曲轴轴颈的磨损、弯扭程度。
相关知识
正时源自文库轮 飞轮
挡油片
皮带轮
曲轴 飞轮螺栓 主轴承
一、曲轴
1.功用：输出力矩，驱动辅助装置
2.工作条件和要求: 周期性变化的气体压力、往复惯性力和离心力，以 及他们所产生的转矩和弯矩。 足够的强度、刚度、耐磨性，并满足动平衡的要求。
轴向间隙过小，会在机件受热膨胀时卡滞，轴向间隙过大， 曲轴轴向窜动。
检测：用撬棒将曲轴挤向后端，然后用厚薄规在曲柄与止推 圈之间测量，如下图：
曲轴轴向间隙一般为0.05mm～0.20mm，如果过大或过小，更换 止推垫圈。
火焰校正 利用气焊炬对变形工件弯曲凸起处的一点或几点迅速 局部加热和急剧局部冷却，靠冷缩应力得到校正。 表面敲击校正 这种方法通过敲击曲柄表面，使其发生变形，从而 改变曲轴轴线的位置而得到校正。
4.曲轴的裂纹断裂
原因：
由于曲轴变形和修磨不慎，使曲轴的曲柄与轴颈之间的过渡 圆角处以及油孔处产生应力集中，从而引起该部位的裂纹和 断裂。
（2）常用曲拐布置
①直列四冲程四缸发动机
曲拐对称布置于同一平面内 相邻作功气缸的曲拐夹角为7200/4=180° 发动机工作顺序：1—3—4—2 或 1—2—4—3
点火顺序为1-3-4-2工作循环表
曲轴转角(°) 第一缸 第二缸 第三缸 第四缸
0～180°
180°～360° 360°～540° 540°～720°
三、飞轮
功用：
贮存和释放能量 利用飞轮上的齿圈起动发动机 克服短暂的超负荷 将动力传给离合器
一缸上止 点记号
飞轮边缘部分做的 厚些，可以增大转 动惯量
齿圈在发动 机起动时与 起动机齿轮 啮合，带动 曲轴旋转。
飞轮轮缘上刻有定时记号以校准点火时刻 该记号与飞轮外壳的刻线对齐时，表示1缸的活塞 处于压缩上止点位置
油道：贯穿主轴颈、曲柄和连杆轴颈，润滑主轴颈和连 杆轴颈。
润滑油是 从主轴颈 流向连杆 轴颈还是 从连杆轴 颈流向主 轴颈？
中空连杆轴颈
减少质量和离心力 积污腔
2）曲柄和平衡重 曲柄：连接主轴颈和连杆轴颈。 平衡重：平衡曲轴的离心力和离心力矩，有时还用来平 衡一部分活塞连杆组的往复惯性力。
位置：曲柄的反方向上
④检验轴承的高出量——轴承装入座孔内，上、下两片的每 端均应高出轴承座平面0.03mm～0.05mm，称为高出量。轴承 高出座孔，以保证轴承与座孔紧密贴合，提高散热效果。
（3）轴承间隙的检验 轴向间隙和径向间隙：为了适应发动机在运转中机件受热 膨胀而设置的。 ①径向间隙检查 经验法：轴承螺栓按规定力矩拧紧后，用适当的力矩 （四道轴承，30～40Ｎ.ｍ；七道轴承，60～70Ｎ.m）转 动曲轴，以试其松紧程度。
3.曲轴扭曲变形
以六缸发动机曲轴为例，将第一、第六缸连杆轴颈转到 水平位置，用百分表分别测量第一缸连杆轴颈和第六缸连 杆轴颈至平板的距离，求得同一方位上两个连杆轴颈的高 度差Δ A。扭转角用以下公式进行计算：
360 A 57 2R R
式中：R——曲柄半径，mm。
曲轴扭曲变形的扭转角若为0～30°，应进行校正。通常 的校正方法采用冷压校正、火焰校正和表面敲击校正。
点火顺序1-8-4-3-6-5-7-2
曲轴转角(°) 0～ 180 90° 180° 第一缸 作功 第二缸 作功 排气 第三缸 进气 压缩 第四缸 压缩 第五缸 排气 进气 第六缸 进气 第七缸 排气 第八缸 压缩 作功
270°
180～ 360 360° 450° 360～ 540 540° 630° 540～ 720 720°
（2）轴承的选配
轴承的选配包括选择合适内径的轴承，以及检验轴 承的高出量、自由弹开量、定位凸点和轴承钢背表面 质量等内容。
①选择轴承内径——现代发动机曲轴轴承制造时，根据选配 的需要，其内径直径已制成一个尺寸系列。 ②检验轴承钢背质量——要求定位凸点完整，轴承钢背光整 无损。 ③检验轴承自由弹开量——要求轴承在自由状态下的曲率半 径大于座孔的曲率半径（1.5-2.5mm），保证轴承压入座孔 后，可借轴承自身的弹力作用与轴承座贴合紧密。
3.材料：优质中碳钢或中碳合金钢（轴颈处淬火处理） 4.类型：整体式、组合式
5.曲轴构造
后端轴 前端轴 主轴颈
曲柄
连杆 轴颈
曲拐
平衡重
1）主轴颈与连杆轴颈
主轴颈：曲轴的支撑部分。 连杆轴颈：和连杆大头连接部分。 全支撑曲轴：主轴颈数比连杆轴颈多一个，刚性好，主轴颈负荷 小，多用于柴油机和大部分汽油机。 非全支撑曲轴：主轴颈等于或小于连杆轴颈数，结构简单，长度 短，多用于赛车。
排气 作功
压缩 进气 排气 作功 压缩 排气 进气 作功 压缩 压缩 进气
压缩 进气
排气 作功
420° 480° 540° 600° 660° 720°
排气
③V型八缸四冲程发动机
曲拐对称布置于两个正交平面内或对称布置在同一平面内 相邻作功气缸的曲拐夹角为7200/8=900
发动机工作顺序有：1—5—4—8—6—3—7—2 1—5—4—2—6—3—7—8
标记
任务实施
曲轴常见耗损形式：轴颈磨损（主轴颈和连杆轴颈）、 弯扭变形、曲轴裂纹断裂。
1.曲轴轴颈的磨损
磨损特点：轴颈的磨损是不均匀的；连杆轴颈的最大磨损部位 在靠近主轴颈一侧（即连杆轴颈内侧）；连杆轴颈沿轴向还有 锥形磨损；各主轴颈的最大磨损在靠近连杆轴颈一侧。
检验:
①首先检视轴颈有无磨痕； ②然后用外径千分尺测量连杆轴颈的直径，算出圆度和圆 柱度； ③然后用外径千分尺测量主轴颈的直径，算出圆度和圆柱 度； ④曲轴轴颈和连杆轴颈圆度、圆柱度误差大于0.025mm或 表面划伤时，应磨削修理或更换曲轴； ⑤曲轴连杆轴颈和主轴颈的修理尺寸，汽油机为八级，柴 油机为十三级，级差为0.25mm。具体修理尺寸应根据原车 设计要求决定。
检验： 曲轴清洗后，可用磁力探伤器或染色渗透剂进行裂纹的检查。 若查处裂纹，一般应报废更换。
染色渗透剂即浸油敲击法，将曲轴置于煤油中浸一会儿，取出后擦 净表面并撒上白粉，然后分段用小锤轻轻敲击，如有明显的油迹出 现，则该处有裂纹。
5.曲轴轴承的选配
（1）轴承的常见损伤
轴承损伤主要形式有磨损、合金层疲劳剥落和粘 着咬死等。
排气
进气 进气 压缩 压缩 作功 进气 排气 作功
作功
压缩 排气 作功 进气 排气
压缩
进气
排气
作功
压缩 进气
排气
作功 压缩
4）曲轴前端轴与后端轴
（1）作用： 前端轴——第一道主轴颈之前的部分，用来安装正时齿轮、皮带轮等； 后端轴——最后一道主轴颈以后的部分，有凸缘盘，用来安装飞轮。
连杆轴颈 曲柄
后端轴
功用：吸收曲轴扭转振动的能量，消减扭转振动。 分类：摩擦式、橡胶式、硅油式等
安装：扭转振 动较大的曲轴 自由端
橡胶式
摩擦式
硅油式
橡胶式扭转减振器
惯性盘 橡胶垫
皮带盘
当曲轴发生扭转振动 时，力图保持等速转 动的惯性盘便与橡胶 层发生了内摩擦，从 而消耗了扭转振动的 能量，消减了扭振。
曲轴前端 皮带轮毂 减振器圆盘