汽车发动机系统检修(张振东)项目1任务3曲轴与轴瓦的鉴定

项目1发动机曲柄连杆机构检修,任务3曲轴与轴瓦的鉴定,导入案例：一辆桑塔纳3000型轿车，在行驶过程中，突然出现有低沉、钝重、连续的“镗镗”金属敲击声响，严重时发动机发生振动。发动机加速时响声明显，而且发动机转速越高，响声越大。故障分析：根据故障现象分析，该故障可能是曲轴轴承产生的，可能是由于曲轴和轴承配合间隙过大或曲轴损坏以及轴承烧蚀损坏造成的。,【知识目标】掌握曲轴与轴瓦的作用。掌握曲轴与轴瓦的结构。【能力目标】能够对曲轴进行裂纹检查。能够对曲轴进行弯曲的检测。能够对曲轴进行磨损的检测。能够对曲轴进行装配间隙的检验。能够合理选配轴瓦。,一、曲轴的结构与功能,（一）曲轴的结构曲轴一般用中碳钢或中碳合金钢模锻而成。为了提高曲轴的耐磨性和耐疲劳强度，轴颈表面经高频淬火或氮化处理，并经精磨加工，以达到较高的表面硬度和表面粗糙度的要求。,（二）曲轴的功能,曲轴与连杆配合将作用在活塞上方的气体压力变为驱动曲轴旋转的力矩，传给底盘的传动机构，同时驱动配气机构和其他辅助装置，如风扇、水泵、发电机等。工作时，曲轴承受气体压力、惯性力及惯性力矩的作用，受力大而且受力复杂，并且承受交变负荷的冲击作用，同时曲轴又是高速旋转件。因此，要求曲轴具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好。曲轴一般由主轴颈，连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组成。一个主轴颈、一个连杆轴颈和一个曲柄组成了一个曲拐，曲轴的曲拐数目等于气缸数(直列式发动机)；V形发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。,二、曲轴的鉴定,（一）曲轴裂纹的检验曲轴清洗后，首先应检查有无裂纹。检查曲轴裂纹的方法有以下两种：,1.磁力探伤法检测时先把细铁粉撒在轴颈与曲柄之间，将磁力探伤仪马蹄形电磁铁的两极放在轴颈两旁的曲柄上，当接通电流时，铁粉被磁化并附在裂纹处，从而显现裂纹的位置与大小。,2.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，然后分段用小锤依次敲击，如有明显的油迹出现，则该处有裂纹。,（二）曲轴变形的检测,1.曲轴弯曲变形的检测曲轴弯曲变形的检验应以两端主轴颈的公共轴线为基准，检查中间主轴颈的径向圆跳动误差。检测时，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，使百分表有约1mm的压缩量；将百分表调零，慢慢转动曲轴一圈，百分表指针所示的最大摆差即为中间主轴颈的径向圆跳动误差值。该值若大于0.15mm，应予以校正；若低于0.15mm，可结合磨削主轴颈时进行修正。,曲轴弯曲变形的检测,校正曲轴弯曲变形时，将曲轴两端用V形架支撑好，使曲轴弯曲拱的一面朝上，在加压之前先将百分表调零；施压后留意百分表的读数，反弯曲的量控制在弯曲变形量的10倍之内，压校时间持续24min；压校后要进行时效处理，将曲轴加热至300500，保持3060min，然后自然冷却以消除应力。曲轴变形较大时应更换。,曲轴弯曲变形的校正,2.曲轴扭曲变形的检测曲轴扭曲变形的检测可在曲轴磨床上进行，也可将曲轴两端同平面内的连杆轴颈转到水平位置，用百分表分别测量这两个连杆轴颈的高度。在同一方位上，两个连杆轴颈的高度差即为曲轴扭曲变形量。,（三）曲轴磨损的检测,首先检视轴颈有无磨痕，然后利用外径千分尺测量曲轴各轴颈的直径，从而完成圆度和圆柱度误差的测量。在同一轴颈的同一截面内的圆周进行多点测量，取其最大直径与最小直径差的一半，即为该轴颈的圆度误差。在同一轴颈的全长范围内，轴向移动千分尺，测其不同截面的最大值与最小值，其差值得一半即为该轴颈的圆柱度误差。曲轴主轴颈和连杆轴颈的圆度、圆柱度误差不得大于0.025mm，超过该值，应按修理尺寸对轴颈进行磨削修理，如图1-1-19所示。,曲轴磨损的检测,二、曲轴轴瓦的鉴定,（一）常见的轴瓦损伤形式轴瓦损伤形式主要有磨损、合金层疲劳剥落和黏着咬死等。有关轴瓦径向间隙的极限值，载重汽车为0.20mm，轿车为0.15mm。轴瓦的径向间隙超过极限值后，因轴瓦对润滑油的阻尼能力减弱，可使主油道压力降低而破坏轴承的正常润滑。加之引起的冲击载荷，造成轴承疲劳应力剧增，导致轴承疲劳而产生黏着咬死，使发动机丧失工作能力。因此，行车中应注意，若听到轴承异响，应立即停车检修。维修发动机总成时，应更换全部轴承。,（二）轴瓦的选配轴瓦的选配包括选择的轴瓦内径、检验轴瓦钢背质量、检测轴瓦自由弹开量和检验轴承的高出量等内容。1.选择轴瓦内径根据曲轴的直径和规定的径向间隙选择合适内径的轴瓦。现代发动机曲轴轴瓦在制造时已形成固定的尺寸系列，可根据需要进行选用。2.检验轴瓦钢背质量要求定位凸点完整，轴瓦钢背光整无损。,3.检验轴瓦自由弹开量要求轴瓦在自由状态下的曲率半径大于座孔的曲率半径，保证轴瓦压入座孔后，可借轴瓦自身的弹力作用与轴承座贴合紧密。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0.030.05mm，称为轴承的高出量。轴承的高出量用以保证轴承与座孔紧密贴合，提高散热效果。,轴瓦高出量的检测,三、曲轴装配间隙的检测,（一）曲轴轴向间隙的检测在轴承座与轴承盖上装好轴瓦，涂上机油，并在曲轴各主轴颈涂上机油，把曲轴放在轴瓦上，盖好轴承盖，按照从中间到两边的顺序和规定力矩安装好螺栓。1.用百分表检测曲轴轴向间隙检测前，百分表触头作用在曲轴的一端，并留出12mm的压缩量，将曲轴往另一端撬动；然后将百分表调零，再把曲轴往百分表的方向撬动，此时指针所指读数便是曲轴的轴向间隙。,曲轴轴向间隙的检测,2.用塞尺检测曲轴轴向间隙,将曲轴撬向一端，然后将塞尺应放在曲柄与止推垫片之间测量其轴向间隙。新的轴承轴向间隙为0.070.17mm，磨损极限值为0.25mm。曲轴轴向间隙超过极限值时，应更换止推垫片。,（二）曲轴径向间隙的检测,已装好的发动机可用塑料间隙测量片按如下步骤检查径向间隙：拆下曲轴轴承盖，清洁曲轴轴承和曲轴轴颈。将塑料间隙测量片放在轴颈或轴承上。装上曲轴主轴承盖，并用65N.m力矩紧固，不得使曲轴转动。拆下曲轴主轴承盖，测量挤压过的塑料间隙测量片的厚度。,曲轴径向间隙的检测,故障检查：在发动机下方听察声响，同时反复变更换发动机转速，突然加速或减速时，有明显而沉重的“咣当”声，而且发动机温度越高(机油黏度越低)，响声越明显，到高速时响声变为杂乱。测量机油压力，如果机油压力显著下降，则说明曲轴主轴承间隙过大。单缸断火时，响声无变化，而相邻两缸同时断火时，响声明显减弱，由此可判断为曲轴主轴承异常。拆下油底壳，检查曲轴主轴承盖，发现轴承烧蚀，轴颈出现划痕。故障排除：更换曲轴及曲轴轴承，装复后试车良好。,总结分析：曲轴的损坏会导致发动机异响、机油压力下降，甚至导