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1、柴油发动机 构造与维修,先做人 后做事,赵建勇,2. 4. 2曲轴飞轮组的检修2. 4. 2. 1曲车由的检修 (1)曲轴的损伤形式 曲轴的损伤形式主要有磨损、变形、裂纹甚至断裂。 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，但曲轴的磨损有一定规律性。主轴颈和连杆轴颈的最大磨损部位相互对应，即各主轴颈的最大磨损部位靠近连杆轴颈一侧;而连杆轴颈的最大磨损部位也在主轴颈一侧。另外，曲轴轴颈沿径向还有锥形磨损，在与连杆轴颈油道的油流相背一侧磨损严重。各轴颈不同方向的磨损，导致主轴颈同轴度精度被破坏，容易造成曲轴断裂。,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,变形的方式主要是弯曲和扭曲，是由于使用和
2、修理不当造成的，如发动机在爆燃和超负荷等条件下工作;个别汽缸不工作或工作不均衡;各个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。,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,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。前者为横向裂纹，危害极大，严重时可造成曲轴断裂;后者为轴向裂纹，沿斜置油孔的轴向发展，同时存在危害性，必要时也应更换曲轴。,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,(2)曲轴磨损的检修 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
3、寸。 通常按磨损规律进行测量，先在轴颈磨损最大的部位测量，找出最小直径;然后在轴颈磨损最大的部位测量，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。,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,轴颈的修磨。 在小修时，轴颈某较轻的表面损伤，可用油石、细锉刀或砂布加以修磨。 大修发动机时，对轴颈磨损已超过规定的曲轴，可用修理尺寸对曲轴主轴颈、连杆轴颈进行光磨修理。其修理尺寸一般以每缩小0. 25 mm为一级。常见车型的发动机曲轴轴颈修理尺寸如表2-6所示。,赵建勇,曲轴飞轮组的
4、检修,表2-6常见车型发动机曲铀铀颈修理尺寸,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,曲轴光磨前，应检查裂纹情况。磨削加工设备通常采用专用曲轴磨床，各道主轴颈、连杆轴颈分别磨成同一级修理尺寸，以便选择统一的轴承。 轴颈光磨，除了要恢复轴颈的尺寸精度和几何形状精度外，还必须注意恢复各轴颈的同轴度、平行度、曲柄半径以及各连杆轴颈间的夹角等相互的位置精度。同时还应保证曲轴中心线的位置不变，以保证曲轴原有的平衡性。,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,(3)曲轴弯曲变形的检修 弯曲变形的检验。 检验弯曲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，如图2 -58所示。检验时，将曲轴两端主轴颈分别放置在检验平
5、板的V形块上，将百分表测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，即中间主轴颈的径向圆跳动误差值。,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,图2-58曲轴弯曲的检测,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,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，一般采用冷压校正或敲击校正法。当变形量不大时，可采用敲击校正法，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 -59所示。由于钢质曲轴的弹性作用，压弯量应为曲轴弯曲
6、量的10 -15倍，并保持2-4 min ;为减小弹性后效作用，最好采用人工时效法消除。,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,图2-59曲轴弯曲的冷压校正,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,(4)曲轴扭曲变形的检修 扭曲变形的检验。曲轴扭曲变形检验的支承方法和弯曲检验一样，也是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，使两端同一曲柄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A，并据此求得曲轴主轴线的扭曲角: =360*A/2R=57* A/R 式中，R曲柄半径。 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。,赵建勇,曲轴
7、飞轮组的检修,(5)曲轴裂纹的校正 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: 当磁感线通过被检验的零件时，零件即被磁化。如果零件表面有裂纹，则磁感线就会因裂纹不导磁而被中断，使磁感线偏散而形成磁极。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。,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,浸油敲击法是曲轴置于煤油中浸一会，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，就说明该处有裂纹。 如曲轴出现裂纹，则一般应更换。,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,2. 4. 2. 2曲轴轴承的选配 曲轴轴承在工作中会发生磨损、合金层疲劳剥落和黏
8、着咬死等现象;轴承的径向间隙超限后，因轴承对机油流动阻尼能力减弱，可使主油道压力降低而破坏轴承的正常润滑。发生上述情况应更换轴承。修理发动机总成时，也应更换全部轴承。 轴承的选配包括选择合适内径的轴承，以及检测轴承的高出量、自由弹开量、定位凸点和轴承钢背表面质量等内容。,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,(1)选择轴承内径 根据曲轴轴承的直径和规定的径向间隙选择合适内径的轴承。现代发动机曲轴轴承在制造时，根据选配的需要，其内径直径已制成一个尺寸系列。 (2)检测轴承钢背质量 要求定位凸点完整，轴承钢背应光整无损。,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,(3)检测轴承自由弹开量 要求轴承在自由状态下的曲率半径大于座
9、孔的曲率半径，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，如图2-60所示。 (4)检测轴承的高出量 轴承装入座孔内，上、下两片的每端均应高出轴承座平面0. 03-0. 05 mm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。,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,图2-60铀承的检测,(a)检查弹开量;(b)检查高出量,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,2.4.2.3飞轮的检修 飞轮常见的损伤形式主要是齿圈磨损、打坏、松动、端面打毛;飞轮与离合器摩擦片接触的工作面磨损起槽、刮痕等。 (1)更换齿圈 飞轮齿圈有断齿或齿端冲击耗损，与起动机齿轮啮合状况发生变化时，应更换齿圈或飞轮
10、组件。齿圈与飞轮配合过盈为0. 30-0. 60 mm，更换时，应先将齿圈加热至623-673 K，再进行热压配合。,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,(2)修整飞轮工作平面 飞轮工作平面有严重烧灼或磨损沟槽深度超过0. 50 mm或飞轮端面圆跳动误差超过0. 50 mm时，应进行光磨修整。 飞轮端面圆跳动误差的检查方法是:将百分表架装在飞轮壳上，将表的测量头靠在飞轮的光滑端面上，旋转表盘，使“0位对正指针，转动飞轮一圈，百分表的读数差，即为端面圆跳动误差。 修整并与曲轴装配后的飞轮端面圆跳动误差不得大于0. 15 mm，飞轮厚度极限减薄量为1 mm,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,(3)曲轴、飞轮、离合器
11、总成组装后进行动平衡试验 组件动不平衡量应不大于原规定。只要更换飞轮或齿圈、离合器压盘或总成之后，都应重新进行组件的动平衡试验。,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,2.4.2.4曲轴轴向和径向间隙的检查与调整 (1)轴向间隙的检查与调整 为了适应发动机正常工作的需要，曲轴必须留有合适的轴向间隙。若间隙过小，则会使机件因受热膨胀而卡死;若轴向间隙过大，曲轴工作时将产生轴向窜动，不仅会加速汽缸的磨损，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，曲轴装到汽缸体上之后，应检查其轴向间隙。,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,曲轴轴向间隙的检查可采用百分表或塞尺进行。将百分表触头顶在曲轴平衡重上，
12、用撬棒前后撬动曲轴，观察表针摆动数值，此数值即曲轴轴向间隙，如图2-61所示。用撬棒将曲轴撬向一端，再用塞尺检查推力轴承和曲轴止推面之间的间隙，此数值即曲轴轴向间隙，如图2-62所示。,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,图2-61用百分表检查曲轴轴向间隙,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,图2 - 62用塞尺检查曲轴轴向间隙,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,(2)径向间隙的检查与调整 曲轴径向也必须留有适当间隙，因为轴承的适当润滑和冷却均取决于曲轴径向间隙的大小。若曲轴径向间隙过小，则会使阻力增大，加重磨损，使轴瓦划伤;而若曲轴径向间隙太大，曲轴则会上下敲击，并使机油压力降低，曲轴表面过热并与轴瓦烧熔到一起。曲轴的
13、径向间隙可用塑料间隙塞尺检查，如图2 - 63所示。,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,图2-63曲轴径向间隙检查,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,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(留意: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宽度相对照，查得间隙条宽度(或测量软金属丝厚度)对应的间隙值即曲轴的径向间隙。 如果径向间隙不符合规定，应重新选配轴承。,赵建勇,曲轴飞轮组的检修,由于曲柄连杆机构零部件的松动、配合间隙过大、配合表面损伤和润滑不良，使零部件之间振动、碰撞而产生的
14、响声，称之为曲柄连杆机构异响。异响常与发动机的负荷、转速和温度等有密切关系。诊断异响时，常用发动机加速、断油等方法进行诊断。将一个汽缸高压油断掉，使其不工作，称为单缸断油;也可以将相邻两缸的高压油同时断掉，进行诊断。,赵建勇,2. 5曲柄连杆机构异响的诊断,(1)曲轴轴承响(瓦响) 曲轴的主轴承与连杆轴承之间都有可能发生异响。曲轴主轴承异响的声音比较沉闷，随发动机加速而声音变大，尤其是突然加速时声音比较明显。单缸断油时，声音无明显变化，相邻两缸断油时，响声可能消失。连杆轴承异响的声音比较清脆，发动机的转速和负荷的增大，都会使响声明显增大。尤其是加速时，会听到明显的“嗒、嗒声。单缸断油时，响声可
15、能会明显减弱甚至消失。,(1)曲轴轴承响(瓦响) 曲轴的主轴承与连杆轴承之间都有可能发生异响。曲轴主轴承异响的声音比较沉闷，随发动机加速而声音变大，尤其是突然加速时声音比较明显。单缸断油时，声音无明显变化，相邻两缸断油时，响声可能消失。连杆轴承异响的声音比较清脆，发动机的转速和负荷的增大，都会使响声明显增大。尤其是加速时，会听到明显的“嗒、嗒声。单缸断油时，响声可能会明显减弱甚至消失。,2. 5曲柄连杆机构异响的诊断,赵建勇,产生瓦响的原因是: 轴承烧蚀、异常磨损导致轴承间隙增大;螺栓松动导致轴承盖松动使轴承间隙增大等。润滑不良会加剧异响的声音。 发动机瓦响时，必须立即停车，诊断清原因后进行修
16、理;否则会造成严重后果。对柴油机瓦响进行单缸断油与加速试验诊断时，一定要慎重，加速幅度不能过大;否则会造成曲轴断裂的严重后果。,赵建勇,2. 5曲柄连杆机构异响的诊断,(2)活塞敲缸响 柴油机活塞敲缸，可能有以下原因: 喷油器雾化不良、各缸喷油量不一致和喷油器滴漏等燃料系统方面的原因，会造成敲缸响;汽缸产生拉缸、活塞环粘环等故障时，也会产生类似敲缸的窜气响等。由于上述原因造成的敲缸响，可用单缸断油的方法诊断出产生响声的汽缸。,赵建勇,2. 5曲柄连杆机构异响的诊断,活塞与汽缸之间的间隙增大，会产生敲缸响。此时，响声与发动机的温度有关。当发动机温度低时，响声严重;随着发动机温度的升高，敲缸响声会明显减轻。,赵建勇,2. 5曲柄连杆机构异响的诊断,发动机温度升高时，产生敲缸响，往往发生于刚刚大修完的发动机。主要由活塞偏缸、各部件配合间隙不当造成，应立即进行检修;否则会造成拉缸、粘缸和粘环等故障。,赵建勇,2. 5曲柄连杆机构异响的诊断,谢谢观赏！,赵建勇,