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2023-08-23
曲轴的检修与维修方法
【摘要】：1．曲轴磨损的检修磨损主要发生在曲轴主轴颈和连杆轴颈的部位，且磨损是不均匀的，有一定的规律性。曲轴轴颈磨损情况的检验，主要是用外径千分尺测量轴颈的直径、圆度误差和圆柱度误差。发动机大修时，对轴颈磨损已超过规定的曲轴，可用修理尺寸法对曲轴主轴颈、连杆轴颈进行光磨修理，同名轴颈必须为同级修理尺寸，以便选择统一的轴承，其修理尺寸査阅相关车型的维修手册。表2.9常见车型曲轴轴向间隙值径向间隙的检査与调整。
曲轴的损伤形式主要有：磨损、变形、裂纹甚至断裂。
1．曲轴磨损的检修
磨损主要发生在曲轴主轴颈和连杆轴颈的部位，且磨损是不均匀的，有一定的规律性。主轴颈和连杆轴颈径向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部位在主轴颈一侧。另外，曲轴轴颈沿轴向还有锥形磨损，与连杆轴颈油道的油流相背的一侧磨损严重。各轴颈不同方向的磨损，导致主轴颈同轴度破坏，容易造成曲轴断裂。
变形的方式主要是弯曲和扭曲，是由于使用和修理不当造成的。如发动机在爆震和超负荷等条件下工作；个别气缸不工作或工作不均衡；各道主轴承松紧度不一致等，都会造成曲轴承载后的弯曲变形。扭曲变形主要是烧瓦和个别活塞卡缸造成的。
裂纹多发生在曲柄与轴颈之间的过渡圆角处以及油孔处，多由应力集中引起。前者是横向裂纹，危害极大，严重时造成曲轴断裂；后者为轴向裂纹，沿斜置油孔的锐边轴向发展，必要时也应更换曲轴。
（1）轴颈磨损的检验。曲轴轴颈磨损情况的检验，主要是用外径千分尺测量轴颈的直径、圆度误差和圆柱度误差。一般根据圆柱度误差确定轴颈是否需要修磨，同时也可确定修理尺寸。
测量通常是按磨损规律进行，先在轴颈磨损最大的部位测量，找出最小直径，然后在轴颈磨损最小的部位测量，找到最大直径。主轴颈和连杆轴颈磨损后，其圆度、圆柱度误差超出标准要求时（如桑塔纳2000型发动机曲轴主轴颈和连杆轴颈的圆度、圆柱度误差的磨损极限为0.02mm），应进行曲轴的光磨修理。
（2）轴颈的修磨。发动机大修时，对轴颈磨损已超过规定的曲轴，可用修理尺寸法对曲轴主轴颈、连杆轴颈进行光磨修理，同名轴颈必须为同级修理尺寸，以便选择统一的轴承，其修理尺寸査阅相关车型的维修手册。
2．曲轴弯曲变形的检修
（1）弯曲变形的检验。检验曲轴弯曲变形应以两端主轴颈的公共轴线为基准，检査中间主轴颈的径向圆跳动误差，如图2.55所示。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，百分表指针所指示的最大读数与最小读数之差，即为中间主轴颈的径向圆跳动误差值。
图2.55 曲轴弯曲变形检测
（2）弯曲变形的校正。曲轴的径向圆跳动误差不得大于0.15mm，否则应进行校正。
曲轴弯曲变形的校正，一般采用冷压校正和敲击校正法。当变形量不大时，可采用敲击校正法，如图2.56（a）所示。即用锤子敲击曲柄边缘的非工作表面，使被敲击表面产生塑性残余变形，达到校正弯曲的目的。冷压校正是将曲轴用V形铁架住两端主轴颈用油压机沿曲轴弯曲相反方向加压，如图2.56（b）所示。由于钢质曲轴的弹性作用，压弯量应为曲轴弯曲量的10～15倍，并保持2～4min，为减小弹性后效作用，最好采用人工时效法消除。
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图2.56 曲轴弯曲变形的校正
3．曲轴扭曲变形的检修
（1）扭曲变形的检验。曲轴扭曲变形检验的支撑方法和弯曲检验一样，将曲轴两端主轴颈分别放置在检验平板的V形块上，保持曲轴水平，使两端同一曲轴平面内的两个连杆轴颈位于水平位置，用百分表测量两轴颈最高点至平板的高度差ΔA，据此求得曲轴主轴线的扭曲角θ。
式中，R——曲柄半径，mm。
（2）扭曲变形的校正。曲轴扭曲变形量一般很小，可直接在曲轴磨床上结合对连杆轴颈磨削时予以修正。
4．曲轴裂纹的检修
裂纹的检验方法有磁力探伤法和浸油敲击法。
磁力探伤的原理是：当磁力线通过被检验的零件时，零件被磁化。如果零件表面有裂纹，在裂纹部位的磁力线就会因裂纹不导磁而被中断，使磁力线偏散而形成磁极。此时，在零件表面撒上磁性铁粉，铁粉便被磁化而吸附在裂纹处，从而显现出裂纹的部位和大小。
浸油敲击法是将曲轴置于煤油中浸一会儿，取出后擦净表面煤油并撒上白粉，然后分段用小锤轻轻敲击，如有明显的油迹出现，即该处有裂纹。曲轴出现裂纹，一般应更换曲轴。
5．曲轴轴向间隙和径向间隙的检查与调整
（1）轴向间隙的检査与调整。为了适应发动机机件正常工作的需要，曲轴必须留有合适的轴向间隙，间隙过小，会使机件因受热膨胀而卡死；轴向间隙过大，曲轴工作时将产生轴向窜动，加速气缸的磨损，活塞连杆组也会不正常磨损，还会影响配气相位和离合器的正常工作。因此，曲轴装到气缸体上之后，应检査其轴向间隙。
图2.57 曲轴轴向间隙的检査
曲轴轴向间隙的检査可采用百分表或塞尺进行。检査时，将曲轴装入缸体轴承座，将百分表触头顶在曲轴平衡重上，用撬棒前后撬动曲轴，观察表针摆动数值，指针的最大摆差即为曲轴轴向间隙，如图2.57（a）所示。或者用撬棒将曲轴撬向一端，再用塞尺检査止推轴承和曲轴止推面之间的问隙，即为曲轴轴向间隙，如图2.57（b）所示。
此间隙应符合规定，桑塔纳2000GSi轿车AJR发动机曲轴的轴向间隙为0.07～0.17mm，轴向间隙过小或过大时，应更换不同厚度的止推垫片进行调整。常见车型轴向问隙值标准见表2.9。
表2.9 常见车型曲轴轴向间隙值
（2）径向间隙的检査与调整。曲轴的径向也必须留有适当问隙，因为轴承的适当润滑和冷却是取决于曲轴径向间隙的大小。曲轴径向间隙过小会使阻力增大，加重磨损，使轴瓦划伤。曲轴径向间隙太大，曲轴会上下敲击，并使润滑油压力降低，曲轴表面过热并与轴瓦烧熔到一起。曲轴的径向问隙可用塑料间隙塞尺检査，如图2.58所示。
图2.58 曲轴径向间隙检测
首先清洁曲轴主轴颈、连杆轴颈、轴瓦和轴承盖，将塑料间隙塞尺（或软金属丝）放置在曲轴轴颈上（不要将油孔盖住），盖上轴承盖并按规定扭力拧紧螺栓。注意：不要转动曲轴。然后取下轴承盖和塑料间隙塞尺，用被压扁的塑料间隙塞尺和间隙条宽度相对照，查得间隙规定宽度（或测量软金属丝厚度）对应的间隙值即为曲轴的径向间隙。
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