1、汽车发动机机械系统检修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 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。正时齿轮正时齿轮主轴承主轴承皮带轮皮带轮飞轮飞轮飞轮螺栓飞轮螺栓曲轴曲轴挡油片挡油片一、曲轴一、曲轴1.1.功用：输出力矩，驱动辅助装置功用：输出力矩，驱动辅助装置2.2.工作条件和要求工作条件和要求: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。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。足够的强度、刚度、耐磨性，并满足动平衡的
2、要求。3.3.材料：优质中碳钢或中碳合金钢（轴颈处淬火处理）材料：优质中碳钢或中碳合金钢（轴颈处淬火处理）4.4.类型：整体式、组合式类型：整体式、组合式前端轴前端轴主轴颈主轴颈后端轴后端轴平衡重平衡重连杆连杆轴颈轴颈曲拐曲拐曲柄曲柄1）主轴颈与连杆轴颈主轴颈：曲轴的支撑部分。主轴颈：曲轴的支撑部分。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。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
3、赛车。短，多用于赛车。连杆轴颈：和连杆大头连接部分。连杆轴颈：和连杆大头连接部分。油道：贯穿主轴颈、曲柄和连杆轴颈，润滑主轴颈和连油道：贯穿主轴颈、曲柄和连杆轴颈，润滑主轴颈和连杆轴颈。杆轴颈。中空连杆轴颈中空连杆轴颈减少质量和离心力减少质量和离心力积污腔积污腔润滑油是润滑油是从主轴颈从主轴颈流向连杆流向连杆轴颈还是轴颈还是从连杆轴从连杆轴颈流向主颈流向主轴颈？轴颈？2）曲柄和平衡重曲柄：连接主轴颈和连杆轴颈。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。衡一部分活塞连杆组的往复惯性力
4、。位置：曲柄的反方向上位置：曲柄的反方向上类型：完全平衡式、分段平衡式类型：完全平衡式、分段平衡式平衡重平衡重曲柺曲柺曲轴的曲拐数取决于气缸的数目和排列方式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直列式发动机曲轴的曲拐数等于气缸数V V型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半3）曲拐（1）布置原则作功间隔应力求均匀，以使发动机运转平稳；作功间隔应力求均匀，以使发动机运转平稳；连续作功的两缸相距尽可能远，以减轻主轴承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；的载荷，同时避免可能发生的进气重叠现象
5、；V V型发动机左右气缸尽量交替作功；型发动机左右气缸尽量交替作功；（2）常用曲拐布置直列四冲程四缸发动机直列四冲程四缸发动机曲拐对称布置于同一平面内曲拐对称布置于同一平面内相邻作功气缸的曲拐夹角为相邻作功气缸的曲拐夹角为7207200 0/4=180/4=180发动机工作顺序：发动机工作顺序：1342 1342 或或 12431243曲轴转角()第一缸第二缸第三缸第四缸0180作功排气压缩进气180360排气进气作功压缩360540进气压缩排气作功540720压缩作功进气排气点火顺序为点火顺序为1-3-4-21-3-4-2工作循环表工作循环表曲轴转角()第一缸第二缸第三缸第四缸0180作功压
6、缩排气进气180360排气作功进气压缩360540进气排气压缩作功540720压缩进气作功排气点火顺序为点火顺序为1-2-4-31-2-4-3工作循环表工作循环表直列四冲程六缸发动机曲拐对称布置于三个平面内。曲拐对称布置于三个平面内。相邻作功气缸的曲拐夹角为相邻作功气缸的曲拐夹角为7207200 0/6=120/6=1200 0。曲轴转角曲轴转角()第一缸第一缸第二缸第二缸第三缸第三缸第四缸第四缸第五缸第五缸第六缸第六缸0 01801806060作功作功排气排气进气进气作功作功压缩压缩进气进气120120压缩压缩排气排气180180进气进气作功作功180180360360240240排气排气压
7、缩压缩300300作功作功进气进气360360压缩压缩排气排气360360540540420420进气进气作功作功480480排气排气压缩压缩540540作功作功进气进气540540720720600600压缩压缩排气排气660660进气进气作功作功720720排气排气压缩压缩直列六缸点火顺序为直列六缸点火顺序为1-5-3-6-2-41-5-3-6-2-4工作循环表工作循环表V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相邻作功气缸的曲拐夹角为7207200 0/8=90/8=900 0发动机工作
8、顺序有：发动机工作顺序有：15486372 15426378 曲轴转角曲轴转角()第一缸第一缸第二缸第二缸第三缸第三缸第四缸第四缸第五缸第五缸第六缸第六缸第七缸第七缸第八缸第八缸0 01801809090作功作功作功作功进气进气压缩压缩排气排气进气进气排气排气压缩压缩180180排气排气压缩压缩进气进气作功作功270270排气排气作功作功压缩压缩进气进气180180360360360360进气进气作功作功压缩压缩排气排气450450进气进气排气排气作功作功压缩压缩360360540540540540压缩压缩排气排气作功作功进气进气630630压缩压缩进气进气排气排气作功作功5405407207
9、20720720作功作功进气进气排气排气压缩压缩点火顺序点火顺序1-8-4-3-6-5-7-21-8-4-3-6-5-7-24）曲轴前端轴与后端轴前端轴前端轴第一道主轴颈之前的部分，用来安装第一道主轴颈之前的部分，用来安装正时齿轮、皮带轮正时齿轮、皮带轮等；等；后端轴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。最后一道主轴颈以后的部分，有凸缘盘，用来安装飞轮。（1）作用：连杆轴颈连杆轴颈主轴颈主轴颈后端轴后端轴平衡重平衡重曲柄曲柄前端轴前端轴曲轴前后端都伸出曲轴箱，为了防止润滑油沿轴颈流出，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。在曲轴前后都设有
10、防漏装置。（2）前后端的密封：常用的防漏装置有挡油盘、填料油封、自紧油封、回油常用的防漏装置有挡油盘、填料油封、自紧油封、回油螺纹等。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）。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。功用：保证曲柄连杆机构在曲轴受轴向力时能够正常工作。轴向定位措施：轴向定位措施：1.1.翻边轴瓦翻边轴瓦2.2.止推片止推片3.3.止推环止推环6）主轴承与连杆轴承大体相同，分上下轴瓦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，不同：为了向连杆
11、轴承、主轴承输送润滑油，轴瓦上有周向油槽和油孔轴瓦上有周向油槽和油孔共振共振功率损失、曲轴扭功率损失、曲轴扭转变形甚至扭断、转变形甚至扭断、正时齿轮产生冲击正时齿轮产生冲击噪声、磨损严重等噪声、磨损严重等临界转速：发生共振时的转速临界转速：发生共振时的转速自由扭转振动自由扭转振动 强迫扭转振动强迫扭转振动功用：吸收曲轴扭转振动的能量，消减扭转振动。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、硅油式等分类：摩擦式、橡胶式、硅油式等 摩擦式摩擦式橡胶式橡胶式硅油式硅油式安装：扭转振安装：扭转振动较大的曲轴动较大的曲轴自由端自由端皮带盘皮带盘惯性盘惯性盘橡胶垫橡胶垫减振器圆盘减
12、振器圆盘皮带轮毂皮带轮毂曲轴前端曲轴前端当曲轴发生扭转振动当曲轴发生扭转振动时，力图保持等速转时，力图保持等速转动的惯性盘便与橡胶动的惯性盘便与橡胶层发生了内摩擦，从层发生了内摩擦，从而消耗了扭转振动的而消耗了扭转振动的能量，消减了扭振。能量，消减了扭振。橡胶式扭转减振器飞轮边缘部分做的飞轮边缘部分做的厚些，可以增大转厚些，可以增大转动惯量动惯量齿圈在发动齿圈在发动机起动时与机起动时与起动机齿轮起动机齿轮啮合，带动啮合，带动曲轴旋转。曲轴旋转。一缸上止一缸上止点记号点记号u贮存和释放能量贮存和释放能量u利用飞轮上的齿圈起动发动机利用飞轮上的齿圈起动发动机u克服短暂的超负荷克服短暂的超负荷u将动
13、力传给离合器将动力传给离合器功用：飞轮轮缘上刻有定时记号以校准点火时刻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，表示该记号与飞轮外壳的刻线对齐时，表示1 1缸的活塞缸的活塞处于压缩上止点位置处于压缩上止点位置标记标记曲轴常见耗损形式：轴颈磨损（主轴颈和连杆轴颈）、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。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在靠近主轴颈一侧（即连杆轴颈内侧）；
14、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。锥形磨损；各主轴颈的最大磨损在靠近连杆轴颈一侧。检验:首先检视轴颈有无磨痕；首先检视轴颈有无磨痕；然后用外径千分尺测量连杆轴颈的直径，算出圆度和圆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；柱度；然后用外径千分尺测量主轴颈的直径，算出圆度和圆柱然后用外径千分尺测量主轴颈的直径，算出圆度和圆柱度；度；曲轴轴颈和连杆轴颈圆度、圆柱度误差大于曲轴轴颈和连杆轴颈圆度、圆柱度误差大于0.025mm0.025mm或或表面划伤时，应磨削修理或表面划伤时，应磨削修理或更换曲轴更换曲轴；曲轴连杆轴颈和主轴颈的修理尺寸，汽油机为八级，柴曲
15、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，级差为油机为十三级，级差为0.25mm0.25mm。具体修理尺寸应根据原车。具体修理尺寸应根据原车设计要求决定。设计要求决定。2.曲轴弯曲变形原因：发动机超负荷工作发动机超负荷工作个别缸不工作或工作不均匀个别缸不工作或工作不均匀主轴承孔同轴度偏差太大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检验时，将曲轴两端主轴颈分别放置在检验平板的V V形块形块上，将百分表触头垂直地抵在
16、中间主轴颈上，慢慢转动曲轴上，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。一圈，百分表指针所示的最大摆差即为弯曲变形值。若大于若大于0.15mm0.15mm，冷压校正；小于，冷压校正；小于0.15mm0.15mm，磨修主轴颈修正。，磨修主轴颈修正。以六缸发动机曲轴为例，将第一、第六缸连杆轴颈转到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度
17、差AA。扭转角用以下公式进行计算：。扭转角用以下公式进行计算：RR572A360式中：式中：R曲柄半径，曲柄半径，mm。3.曲轴扭曲变形曲轴扭曲变形的扭转角若为曲轴扭曲变形的扭转角若为0 03030，应进行校正。通常的应进行校正。通常的校正方法采用冷压校正、火焰校正和表面敲击校正。校正方法采用冷压校正、火焰校正和表面敲击校正。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。局部加热和急剧局部冷却，靠冷缩应力得到校正。这种方法通过敲击曲柄表面，使其发生变形，从而这种方法通过敲击曲柄表面，使其发生变形，从而改变
18、曲轴轴线的位置而得到校正。改变曲轴轴线的位置而得到校正。火焰校正表面敲击校正4.曲轴的裂纹断裂由于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。断裂。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。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。若查处裂纹，一般应报废更换。染色渗透剂染色渗透剂即浸油敲击法，将曲轴置于煤油中浸一会儿，取出后擦即浸油敲击法，将曲轴置于煤油中浸一会儿，取出后擦
19、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。现，则该处有裂纹。原因：（1）轴承的常见损伤 轴承的选配包括选择合适内径的轴承，以及检验轴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。质量等内容。（2）轴承的选配5.曲轴轴承的选配轴承损伤主要形式有磨损、合金层疲劳剥落和粘轴承损伤主要形式有磨损、合金层疲劳剥落和粘着咬死等。着咬死等。选择轴承内径选择轴承内径现代发动机曲轴轴承制造时，根据选配现代发动机曲轴轴承制
20、造时，根据选配的需要，其内径直径已制成一个尺寸系列。的需要，其内径直径已制成一个尺寸系列。检验轴承钢背质量检验轴承钢背质量要求定位凸点完整，轴承钢背光整要求定位凸点完整，轴承钢背光整无损。无损。检验轴承自由弹开量检验轴承自由弹开量要求轴承在自由状态下的曲率半要求轴承在自由状态下的曲率半径大于座孔的曲率半径（径大于座孔的曲率半径（1.5-2.5mm1.5-2.5mm），保证轴承压入座孔），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。后，可借轴承自身的弹力作用与轴承座贴合紧密。检验轴承的高出量检验轴承的高出量轴承装入座孔内，上、下两片的每轴承装入座孔内，上、下两片的每端均应高出轴承
21、座平面端均应高出轴承座平面0.03mm0.03mm0.05mm0.05mm，称为高出量。轴承，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。高出座孔，以保证轴承与座孔紧密贴合，提高散热效果。轴向间隙和径向间隙：为了适应发动机在运转中机件受热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。膨胀而设置的。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，道轴承，30304040.；七道轴承，；七道轴承，60607070.m.m）转动曲）转动曲轴，以试其松紧程度。轴，以试其松紧程度。（3）轴承间隙的检验塑胶量规法：（0.020.020.05mm0.05mm）曲轴轴向间隙一般为曲轴轴向间隙一般为0.05mm0.05mm0.20mm0.20mm，如果过大或过小，更换，如果过大或过小，更换止推垫圈。止推垫圈。轴向间隙过小，会在机件受热膨胀时卡滞，轴向间隙过大，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。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：圈之间测量，如下图：轴向间隙的检验与调整
