发动机曲轴的磨损与修复

规定的力矩(60～70N ・m )拧紧出油阀紧座,不可拧得过紧,以防压碎出油阀垫圈和压伤柱塞套与泵体的支承台肩。

c .如果柱塞套支承台肩的压痕较深,可以车削少许(不要超过2mm ),用紫铜垫圈套在柱塞套的台肩上,再装进喷油泵壳体内,然后调整供油时间,并且检查油泵滚轮与凸轮的接触情况。

d .保持回油阀工作正常。回油阀只能安装在喷油泵的回油路一端,切勿装在进油端。回油阀各零件的安装位置不可颠倒,弹簧过软应予以更换,防止回油阀密封不严而大量漏油。

e .喷油泵经过拆卸、

换件和修理后,要对油泵盖总成进行密封性试验,即把喷油泵泵盖总成浸入柴油中,向其油道内通入压力约500kPa 的压缩空气,观察各结合面(特别是柱塞套安装台肩处),不得有冒气泡的现象,否则应重新进行检查和装配。

内燃机　2001年第3期

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发动机曲轴的磨损与修复

李志友

(蚌埠汽车管理学院,安徽蚌埠233011)

摘要:针对发动机曲轴磨损的部位、特点及产生的原因,提出修复曲轴的办法。关键词:发动机;曲轴;磨损;修复

中图分类号:U 464.133+.3 文献标识码:B 文章编号:1000-6494(2001)03-0047-02

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L I Zh i 2you

发动机在工作时,曲轴轴颈表面要承受很大的单位压力和很高的滑动摩擦速度,而且轴颈散热效果较差,各轴颈表面易遭受磨料磨损。因此,发动机在大修中必须对曲轴进行检验,查明磨损情况,并进行正确的修理,以保证曲轴所要求的疲劳强度和耐磨性。

1　曲轴磨损的特点及原因

曲轴轴颈表面的磨损是不均匀的,主轴颈与连杆轴颈的径向磨损主要呈椭圆形,且其最大磨损部位相互对应,即各主轴颈的最大磨损靠近连杆轴颈一侧,而连杆轴颈的最大磨损也靠近主轴颈一侧。曲轴轴颈沿轴向还有锥形磨损。

轴颈的椭圆形磨损是由于作用于轴颈上的力沿圆周方向分布不均匀引起的。发动机工作时,连杆轴颈所受的综合作用力始终作用在连杆轴颈的内侧,方向沿曲柄半径向外,造成连杆轴颈内侧磨损最大,形成椭圆形。连杆轴颈产生锥形磨损的原因是由于通向连杆轴颈的油道是倾斜的,当曲轴回转时,在离心力的作用下,润滑油中的机械杂质偏积在连杆轴颈的一侧,加速了该侧轴颈的磨损,使连杆轴颈的磨损呈锥形。此外,连杆弯曲,气缸中心线与曲轴中心线不垂直等原因都会使轴颈沿轴向受力不均而使磨损偏斜。

主轴颈的磨损呈椭圆形,主要是由于受到连杆、连杆轴颈及曲柄臂离心力的影响,使靠近连杆轴颈的一侧与轴承产生的相对磨损较大。

此外,轴颈表面还可能出现擦伤与烧伤。擦伤主要是由于机油不清洁,其中较大的坚硬机械杂质在零件表面刻划而引起的。轴颈表面的烧伤是由于烧瓦引起的,烧瓦主要是由于润滑不足,机油过稀,油路阻塞等原因造成的。

2　曲轴磨损后的修复

一般来说,轴颈直径在80mm 以下圆度及圆柱度误差超过0.025mm ,或直径在80mm 以上圆度及圆柱度误差超过0.040mm 的曲轴,均应按规定尺寸进行修磨,或进行振动堆焊、镀铬、镀铁后再磨削至规定的尺寸或修理尺寸。2.1　曲轴的磨削

曲轴轴颈的磨削是在曲轴校正的基础上进行的。曲轴的磨削除了轴颈表面尺寸精度和表面粗糙使用・维修

度符合技术要求外,还必须达到形位公差的要求:磨削曲轴时必须保证主轴颈和连杆轴颈各轴心线的同轴度,以及两轴心线间的平行度,限制曲柄半径误差并保证连杆轴颈相互位置夹角的精度。曲轴的磨削通常是在专用的曲轴磨床上进行的。2.2

　连杆轴颈的磨削

由于连杆轴颈磨损不均匀,由此产生两种磨削

方法:偏心磨削法和同心磨削法。

同心磨削法就是磨削后保持连杆轴颈的轴线位置不变,即曲柄半径和分配角不变。柴油机曲轴磨削时常采用同心法,保持曲柄半径不变,柴油机的压缩比不变,但每次的磨削量大。当前,在汽车使用期内,大修次数减少,用同心法可以确保发动机性能不变。

偏心磨削法是按磨损后的连杆轴颈表面来定位磨削的。这时轴颈的中心线位置和曲柄半径均发生了变化,一般磨削后曲柄半径大于原曲柄半径,使压缩比增大,而且各缸变化不均匀,同时使整个曲轴的质量中心不处于曲轴主轴颈中心线上,引起曲轴不平衡,造成转动时的附加动载荷。因此,在连杆轴颈磨削时,应尽量减少曲柄半径的增加量,保证同位连杆轴颈轴心线的同轴度误差不大于±0.10mm ,这样才能保证曲轴运转中的平衡。2.3　曲轴严重磨损后的修复

如果发动机曲轴磨损严重,磨削法无法修复或效果较差,可采用等离子喷涂法来修复。2.3.1　喷涂轴颈的表面处理

a .根据轴颈的磨损情况,在曲轴磨床上将其磨

圆,直径一般减少0.50～1.00mm 。

b .用铜皮对所要喷涂轴颈的邻近轴颈进行遮蔽保护。

c .用拉毛机对待涂表面进行拉毛处理。用镍条作电极,在6～9V 、200～300A 交流电下使镍熔解在轴颈表面上。2.3.2　喷涂

将曲轴卡在可旋转工作台上,调整好喷枪与工件的距离(100mm 左右)。选镍包铝(N i A l )为打底材料,耐磨合金铸铁(N T )和镍包铝的混合物为工作原材料,底层厚度一般为0.20mm 左右,工作层厚度根据需要而定。喷涂规范见表1。

表1　喷涂规范

粉末材料粒度(目)

送粉量(g m in )

工作电压(V )工作电流(A )喷涂功率

(kW )N i A l

160～2602370400～50028～32N i A l +N T 140～3002070260～40018～22

喷涂过程中,所喷轴颈的温度一般要控制在150～170℃。喷涂后的曲轴放入150～180℃烘箱内保温2h ,并随箱冷却,以减少喷涂层与轴颈间的应力。

2.3.3　喷涂后的处理

喷涂后要检查喷涂层与轴颈基体是否结合紧密,如不够紧密,则除掉重喷。如检查合格,可对曲轴进行磨削加工。由于等离子喷涂层硬度较高,一般选用较软的碳化锡砂轮进行磨削,磨削时进给量要小一些(0.05～0.10mm ),以免挤裂涂层。另外磨削后,一定要用砂条对油道孔进行一下研磨,以免刮伤瓦片,经清洗后将其浸入80～100℃的润滑油中煮8～10h ,待润滑油充分渗入涂层后,即可装车使用了。

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内燃机　2001年第3期

(上接45页)

式中,D =2.5mm ,d =1.2mm ,K =10.3kgf mm (新弹簧)

即∃l =3.67×10-3∃P (mm )

式中,∃P 为喷油器油腔中油压压强改变值。

例:一喷油器的开启压力为220kgf c m 2

,要将其压力调整到275kgf c m 2

。

试问调整垫片应加厚多少?解:由上式可得∃l =3.67×10-3∃P

∵∃P =275-220=55(kgf c m 2

)∴∃l =3.67×10-3×55=0.202(mm )

5　结论

开启压力过低会有何影响?一,降低了喷射速率,削弱了雾化质量,衰减了油束贯穿度。这样便抑制了燃油与高温燃气的充分混合、细化,导致燃烧不充分,快速积炭,烟度增加,NO X 含量增加;二,喷油提前,滞燃期延长,后燃期温度急骤上升,油耗增加,发动机功率下降。也许会有用户认为开启压力调得越高越好,事实并非如此,因为每一种型号的柴油机都由制造厂家试验出了一个最佳喷油提前角,该喷油提前角与喷油器的最佳开启压力相匹配,若过份提高开启压力势必会导致喷油推迟,从而不能达到在上止点前开始燃烧、上止点后10～15°CA 时产生最大爆炸压力,会导致运转无力。若遇上单缸柴油机还会启动困难。

使用・维修