曲轴飞轮的检修

2．6　曲轴飞轮的检修

曲轴的常见损伤有：曲轴裂纹、曲轴变形及曲轴轴颈的磨损等。

2．6．1　曲轴裂纹的检修

曲轴清洗后，首先检查有无裂纹。曲轴裂纹的产生主要是应力集中造成的，多发生在曲柄臂与轴颈之间过渡圆角处，以及油孔处。前者是横向裂纹，危害极大；后者是轴向裂纹，顺着油孔沿轴向发展。

曲轴裂纹常用的检查方法有磁力探伤法和浸油敲击法。浸油敲击法操作比较简单，目前应用较广。此法是将零件浸入煤油或柴油中片刻，取出后擦干表面，并撒上一层白粉，然后分段用小锤轻轻敲击，若有裂纹，在裂纹处即会出现油迹。

曲轴轴颈表面不允许有横向裂纹。对轴向裂纹，其深度如在曲轴轴颈可修理尺寸以内，可通过磨削磨掉；否则应予以报废。

2．6．2　曲轴变形的检验与校正

曲轴是在燃烧气体的压力、往复的惯性力和旋转的离心力等作用下工作的，这些周期性变化的力，使它既产生弯曲又产生扭曲。当曲轴弯曲、扭曲超过一定限度时，将使曲轴轴颈与轴承在运转过程中产生剧烈的磨损，使气缸和活塞连杆组件磨损加剧，严重时将使曲轴折断。曲轴变形的原因多数是由于使用不当和修理不当造成的。如发动机在爆燃或超负荷等冲击条件下工作；个别气缸不工作或工作不均匀；曲轴轴承松紧不一；曲轴轴颈或轴承座孔轴线不在一条直线上，受力不均，经常振动；曲轴轴承和连杆轴承与轴颈的间隙过大，运转时受到径向冲击，曲轴端隙过大；运转时前后移动，受到轴向冲击；活塞或连杆质量相差过大，超过允许范围；曲轴的平衡被破坏，或活塞连杆组以及曲轴与飞轮的平衡被破坏；发动机运转不平稳，各缸受力不均匀；曲轴长期不合理放置造成的变形；发动机发生烧瓦、抱轴情况等都会造成曲轴的弯曲或扭曲变形。

1．曲轴弯曲的检验

检验弯曲变形应以曲轴两端主轴颈的公共轴线为基准，检查曲轴主轴颈的径向圆跳动误差。检验时，将曲轴两端的主轴颈分别放置在检验平板的V形块上（图2－69），或将曲轴顶夹在车床的前后顶尖上，校对中心水平后用百分表进行测量。由于中间轴颈受负荷和振动较大，弯曲变形也明显，百分表的测头应对准曲轴中间的一道或两道轴颈，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。此值若大于0．15mm，则应进行校正；低于此值，可结合磨削主轴颈予以修正。

图2－69　曲轴弯曲的检验

1－百分表　2－v形铁

注意：测量时，不可将百分表的侧头放在轴颈的中间，而应放在轴颈的一端，否则由于轴颈的不圆，而对曲轴的弯曲度作出不正确的结论。

曲轴弯曲变形的校正通常采用冷压校正法、火焰校正法和表面敲击校正法等。

2．曲轴扭曲的检验

校正曲轴扭曲变形的检验是将连杆轴颈转到水平位置上，用百分表测量同一方位上两个轴颈的高度差，即为扭曲变形量。

曲轴扭曲变形一般较小，可在修磨曲轴轴颈时予以修正。对于扭曲变形较大的曲轴，可以利用液压扭力杆扭转校正；加热校正效果更好，但工艺方法复杂。曲轴扭曲变形较大时，应直接更换。

2．6．3　曲轴磨损的检修

曲轴主轴颈与连杆轴颈的磨损是不均匀的，且磨损部位有一定的规律性。主轴颈和连杆轴颈径向最大磨损部位相互对应，即主轴颈的最大磨损部位在靠近连杆轴颈一侧，连杆轴颈的最大磨损部位在靠近主轴颈一侧，如图2－70所示。连杆轴颈的径向不均匀磨损，是由于作用在轴颈上的力，沿圆周方向分布不均匀所引起的。连杆轴颈的内侧磨损最大。主轴颈径向的不均匀磨损，主要是受连杆、连杆轴颈和曲柄臂离心力的影响，使靠近连杆轴颈一侧的轴颈与轴承间发生的相对磨损较大。由于连杆轴颈的负荷较大，润滑条件又差，所以连杆轴颈的磨损比主轴颈的磨损大。

检验曲轴轴颈的磨损，应先检视轴颈有无磨痕和损伤，再测量主轴颈和连杆轴颈的圆度误差和圆柱度误差。曲轴主轴颈和连杆轴颈的圆度、圆柱度误差超过0．025mm时，应更换曲轴。

图2－70　曲轴轴颈磨损规律

曲轴轴颈修理尺寸的确定，是根据各轴颈中磨损量最大的轴颈来选择的。曲轴主轴颈和连杆轴颈一般应分别磨削成同一级的修理尺寸，以便各自选配统一的轴承。曲轴主轴颈和连杆轴颈的修理尺寸，汽油机一般有6～8级，柴油机一般有10～12级。每缩小一级，直径差是0．25mm。在保证磨削质量的前提下，应尽可能选择最接近的修理尺寸级别，以延长曲轴的使用寿命。

为保持曲轴具有一定的强度，主轴颈、连杆轴颈的最大缩小量不应超过规定值，超过时，应采取堆焊、镀铬、喷镀等方法修复，再修磨至规定尺寸。

在曲轴磨削时，定位基准选择的正确与否，将直接影响到曲轴的加工质量。选择定位基准时，首先应根据基准一致的原则，即选择与曲轴加工制造时的定位基准相统一；其次，应选择在工作中不易磨损的轴颈表面。据此，在磨削主轴颈时，一般选择曲轴前端起动爪螺孔的内倒角和曲轴后端中心轴承座孔为定位基准。在磨削连杆轴颈时，可选择曲轴前端正时齿轮轴颈和曲轴后端飞轮凸缘的外圆柱面为定位基准。

如果曲轴有修复的价值，送专业维修厂维修。磨削曲轴时，应先磨削主轴颈，然后磨削连杆轴颈。

2．6．4　曲轴轴承的修配

1．轴承的常见损伤

轴承损伤的主要形式有磨损、合金层疲劳剥落、刮伤和烧熔等。轴承的磨损在使用初期较明显，此时轴承的表面粗糙，接触面积小，磨损速度快。特别是连杆轴承的上瓦片和主轴承的下瓦片，由于燃烧气体的压力大，在冲击载荷作用下，使用初期的磨损速度快。而后轴承表面出现暗灰色的冷压层，耐磨性提高，使磨损速度缓慢。使用后期由于轴承间隙增大，轴颈产生椭圆、锥形，使轴承磨损加剧。轴承径向间隙的使用极限：载货汽车为0．20mm，乘用车为0．15mm。轴承合金的疲劳剥落，是由于轴承在长期的交变载荷、冲击载荷作用下使合金产生疲劳，继而出现微小裂纹，并沿纵向扩展所致。轴承刮伤是由于润滑油过滤不良，机械杂质进入轴颈与轴承间隙之间所致，严重时在合金表面刮出许多环状沟痕，也称拉毛。轴承合金的烧熔主要是严重缺乏润滑油和超负荷条件下运转，出现了干摩擦，使轴承温度急剧升高，合金膨胀，加之配合间隙过小，导致烧熔。当发动机大修时，必须更换轴承。

2．轴承的选配

轴承的选配包括选择轴承尺寸、轴承弹性、轴承长度、定位凸点和轴承钢背表面质量等内容。

（1）选择轴承尺寸：轴承尺寸的选择是根据主轴颈及连杆轴颈的缩小尺寸和轴承座孔的尺寸或修理尺寸来确定的。轴承的缩小尺寸与轴颈的修理尺寸是相适应的。轴瓦背面通常标有缩小的数值，供轴承选配时用。如轴颈未按修理尺寸修磨，则可选用近似修理尺寸的轴承，并进行校合、镗削和铰刮。

（2）检查轴承弹性：要求轴承在自由状态下的曲率半径大于座孔的曲率半径，如图2－71所示。以保证轴承装入座孔后，可借轴承自身弹性与轴承座孔贴合紧密。检查轴承与座孔贴合得是否紧密，可敲击轴承片查听，若有哑声，表明轴承与座孔贴合不牢，应重新选配。

（3）检查轴承长度：新轴承装入座孔内，上下两片的每端均应高出轴承座平面（图2－71），以保证轴承与座孔紧密贴合，提高散热。

（4）检查定位凸点及钢背表面质量，要求定位凸点完整，轴承背面光滑无斑点，表面粗糙度应不大于Ra1．25μm。如凸点过低，可用尖冲冲出少许；若无法修复，应重新选配。

图2－71　轴承装入座孔的要求

2．6．4　曲轴间隙的检查

曲轴间隙包括曲轴的径向间隙和轴向间隙，这两项间隙都是为了适应发动机在运转过程中机件受热膨胀时的需要而规定的。

1．轴承径向间隙的检查

现在许多汽车曲轴轴承的配件中都有检验曲轴径向间隙的专用塑料线规。检验时，拆下轴承盖，把线规纵向放入轴承中，再按原厂规定的扭矩紧固轴承盖。拧紧过程中要注意防止轴承转动。然后拆下轴承盖．取出已压展的塑料线规，与附带的不同宽度色标的量规（图2－72）或第一道轴承盖侧面不同宽度的刻线比照，其值即为轴承的间隙值。上海桑塔纳轿车的测量线规用颜色来标识间隙值，如绿色表示间隙为0．025～0．076mm，红色表示间隙为0．050～0．150mm，蓝色表示间隙为0．100～0．230mm。桑塔纳发动机主轴承间隙为0．03～0．08mm，连杆轴承间隙为0．03～0．06mm；富康发动机主轴承间隙为0．035～0．055 mm，连杆轴承间隙为0．025～0．055mm。如果径向间隙不符合要求，可通过改变轴承盖的垫片厚度来达到或重新选配轴承。

技术熟练的工人，多用手感法来检验曲轴的径向间隙。将轴承盖螺栓按规定顺序和扭矩拧紧后，用适当的转矩转动，试其松紧度。

图2－72　用专用塑料线规测量主轴承间隙

1－塑料线规标尺　2一压扁了的塑料线规

连杆轴承的检验与曲轴轴承方法相似。若采用经验法，将连杆按规定装在轴颈上，然后用力甩动连杆小头，连杆以能转动1．25～1．75圈为合适。

2．曲轴轴向间隙的检查

曲轴的轴向间隙是指轴承止推端面与轴颈定位肩之间的间隙。轴向间隙如果过大，曲轴工作时将产生轴向窜动，加速气缸的磨损，影响配气机构和离合器的正常工作。检查方法是用百分表触针顶在曲轴的平衡块上，再用撬棒将曲轴前后撬动，观察表针摆动数值。另一种方法是用撬棒将曲轴撬向一端，再用塞尺在推力轴承止推面与轴颈定位肩之间进行测量。曲轴轴向间隙一般为0．05～0．20mm，使用极限为0．35mm。桑塔纳发动机曲轴轴向间隙是靠第三道主轴承的止推片来保证的，此数值应为0．14～0．35mm。曲轴轴向间隙的调整是通过更换不同厚度的推力轴承或推力片进行的。

2．6．5　飞轮的检修

飞轮的检修包括以下三个方面：

（1）飞轮齿圈的修复：飞轮齿圈有断齿或齿端冲击耗损，与起动机齿轮啮合困难时，应更换齿圈或飞轮组件。

（2）飞轮工作面的修整：当飞轮工作面磨损成波浪形或起沟槽，深度超过0．5mm时，应进行更换。

（3）飞轮螺栓孔的修复：飞轮螺栓孔磨损后，应进行更换。

提示：曲轴修复后，应进行动平衡试验；飞轮修复后，应进行静平衡试验；曲轴、飞轮、离合器安装在一起后，应进行总成的动平衡试验。