汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修-第2版教學(xué)課件3

第六節(jié)曲軸的鑒定海南科技職業(yè)學(xué)院

圖2-26曲軸軸徑的測(cè)量位置

一、曲軸的檢驗(yàn)鑒定（一）曲軸軸頸的磨損檢驗(yàn)如圖2-26所示。根據(jù)軸頸的磨損規(guī)律，在每一道軸頸上選取兩個(gè)截面Ⅰ-Ⅰ與Ⅱ-Ⅱ，在每一道截面上與曲柄平行及垂直的兩個(gè)方向A-A和B-B，用外徑千分尺進(jìn)行測(cè)量。此時(shí)軸頸同一橫斷面上兩個(gè)方向測(cè)得的最大數(shù)值與最小數(shù)值差的一半，即為圓度值。軸頸在縱斷面上測(cè)得的兩個(gè)截面上最大數(shù)值與最小數(shù)值差的一半即為圓柱度值。

（二）軸頸的測(cè)量各種發(fā)動(dòng)機(jī)圓度、圓柱度無具體規(guī)定修理參數(shù)如表2-2所示。二、連桿軸承、曲軸軸承的選配發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸軸承多數(shù)采用薄壁、雙金屬的滑動(dòng)軸承，只有少數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)采用組合式曲軸并使用滾動(dòng)軸承。雙金屬軸承的內(nèi)圓有0.25mm～0.50mm厚的一層減磨合金（巴氏合金、銅鋁合金或高錫鋁合金等）可有利于形成油膜、減小摩擦阻力，同時(shí)可以提高導(dǎo)熱性、抗壓性和抗疲勞性。（一）選配要求

1.選配時(shí)應(yīng)先檢查軸承座孔是否符合技術(shù)要求。檢查時(shí)先將軸承蓋按規(guī)定的扭矩緊固螺栓，再用內(nèi)徑量表測(cè)量?jī)?nèi)孔的直徑，檢查圓度、圓柱度。圓度和圓柱度值不得大于0.025mm。

2.檢測(cè)軸承的預(yù)緊力：預(yù)緊力是通過軸承蓋的緊固螺栓和螺母實(shí)現(xiàn)的。廠家對(duì)扭力大小均有規(guī)定，也可參照使用說明書。

3.選擇軸承的過盈量：軸承和座孔采用過盈配合，使軸承座孔與軸承具有一定的貼合度。如圖2-27所示，當(dāng)軸承裝入座孔內(nèi)，上下兩片瓦均應(yīng)高出座孔平面一定距離，此距離稱為瓦片的高出量0.5～1。圖2-27軸承裝入軸承孔的要求（二）軸承的選配

1.軸承的直接選配：也稱為成品軸承的選配。

2.加大軸承的選配：根據(jù)曲軸連桿軸頸的磨損情況，確定連桿軸頸的修理尺寸（按修理尺寸標(biāo)準(zhǔn)）。根據(jù)連桿軸頸確定的修理尺寸選擇軸承。組裝連桿軸承，用手指推軸承無松曠現(xiàn)象為合格。按規(guī)定力矩，擰緊連桿螺栓或螺母。（三）止推軸承的選配曲軸的軸向間隙是靠止推軸承來保證，常用曲軸止推軸承的形式有單片式和組合式兩種。選擇止推軸承時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1.檢查氣缸體主軸承座孔的支承端面是否平整，端面相對(duì)于主軸承的擺差不應(yīng)大于0.02mm。2.止推軸承與軸承座的接合面底板應(yīng)平整無變形，合金層應(yīng)結(jié)合的牢固可靠。3.止推軸承的軸向間隙可用撬杠將曲軸撬向前或后即靠緊一端，然后用厚薄規(guī)測(cè)量其間隙，也可用百分表砥在曲軸的某一端，橇動(dòng)曲軸，檢驗(yàn)曲軸的軸向竄動(dòng)量，其值應(yīng)符合規(guī)定值。4.單片式止推軸承安裝時(shí)應(yīng)注意將有合金層的一面朝向曲軸，切勿裝錯(cuò)。第七節(jié)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的常見故障一、活塞常見損傷分析

1.頂部熱裂紋活塞頂部熱裂紋現(xiàn)象:活塞頂面，主要在燃燒室邊緣出現(xiàn)裂紋，如圖2-28所示。原因：噴油量過大；超負(fù)荷運(yùn)行；發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷波動(dòng)大，負(fù)荷波動(dòng)頻繁；增壓壓力過高。圖2-28活塞頂部熱裂紋

2.四點(diǎn)劃傷現(xiàn)象：活塞銷孔兩側(cè)裙部拉傷，如圖2-29所示。原因：冷卻故障，冷卻液溫度過高或過低；超負(fù)荷運(yùn)行；大負(fù)荷工作后馬上停車；長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行；全浮式連接活塞銷，銷與銷孔配合過緊或在連桿襯套中卡??；半浮式連接活塞銷，銷與銷孔配合間隙過小。圖2-29活塞四點(diǎn)劃傷

3.活塞傾斜運(yùn)行現(xiàn)象：活塞推力面出現(xiàn)傾斜磨痕，其結(jié)果可能導(dǎo)致竄油、竄氣、不均勻磨損和發(fā)動(dòng)機(jī)敲擊聲，如圖2-30所示。原因：曲柄連桿機(jī)構(gòu)中的個(gè)別件出現(xiàn)變形、扭曲、不均勻磨損，或曲軸竄動(dòng)。圖2-30活塞傾斜運(yùn)行

4.環(huán)岸損壞現(xiàn)象：環(huán)岸損傷或斷裂，如圖2-31所示。原因：噴油或點(diǎn)火正時(shí)不當(dāng)（過早）；燃料不合要求，十六烷值或辛烷值低；積炭嚴(yán)重，壓縮比增大；環(huán)與環(huán)槽嚴(yán)重磨損，側(cè)間隙過大；活塞環(huán)斷裂撞擊環(huán)岸；不正確裝配或更換活塞環(huán)時(shí)沒有修去缸肩使環(huán)岸受力過大；在低溫下頻繁冷啟動(dòng)。圖2-31活塞環(huán)岸損壞

5.活塞銷孔周圍損傷現(xiàn)象：銷孔周圍出現(xiàn)拋擊狀（類似熔化狀）損傷痕跡，氣缸壁相應(yīng)被損傷，如圖2-32所示。原因：該損傷是由于活塞銷擋圈脫落或斷裂所引起，其原因可能是：安裝了舊的受損的擋圈；擋圈在槽中剛度不夠或位置不對(duì)；連桿彎曲；曲軸軸向間隙過大；連桿軸頸或曲軸回轉(zhuǎn)中心與氣缸不垂直等。圖2-32活塞銷孔周圍損傷。圖2-32活塞銷孔周圍損傷

6.活塞頂燒穿、局部燒蝕現(xiàn)象：活塞頂面燒熔甚至燒穿，或在活塞頂邊緣及火力岸出現(xiàn)局部蜂窩狀燒蝕坑，如圖2-33所示。原因：噴油器故障，如噴射不良，噴油量過大，噴油器安裝不當(dāng)?shù)龋粐娪突螯c(diǎn)火過早；或爆燃、火早、激爆等；燃燒壓力過大；超負(fù)荷運(yùn)行；使用燃油不當(dāng)（辛烷值或十六烷值低）。圖2-33活塞頂燒穿、局部燒蝕圖2-34氣門頂撞活塞

7.活塞頂撞擊氣門現(xiàn)象：活塞頂受氣門撞擊形成深坑。工作中，氣門連續(xù)高頻率地撞擊活塞頂部，會(huì)造成氣門斷裂，或活塞破碎，如圖2-34所示。原因：配氣相位紊亂，或氣門間隙調(diào)整不正確。

8.裙部拉傷現(xiàn)象：活塞裙部一側(cè)或兩側(cè)出現(xiàn)大面積拉傷，如圖2-35所示。原因：氣缸變形或缸墊損壞；冷卻系統(tǒng)故障，冷卻不良；缺機(jī)油、機(jī)油不潔或品質(zhì)不好；怠速轉(zhuǎn)速過低；長(zhǎng)期大負(fù)荷運(yùn)行或超負(fù)荷運(yùn)行；啟動(dòng)后馬上加大負(fù)荷；新活塞與氣缸未良好磨合立即投入大負(fù)荷運(yùn)行。圖2-35活塞裙部拉傷

9.銷孔內(nèi)側(cè)壓裂現(xiàn)象：銷孔內(nèi)側(cè)出現(xiàn)裂紋，嚴(yán)重時(shí)裂紋沿銷座擴(kuò)展至活塞頂部，如圖2-36所示。原因：供油量過多；點(diǎn)火或供油提前角過早；不適宜的燃油；增壓壓力過高；超負(fù)荷運(yùn)行等因素引起過大機(jī)械負(fù)荷將銷孔壓裂。圖2-36活塞銷孔內(nèi)側(cè)壓裂

10.活塞裙部破裂現(xiàn)象：活塞推力面開裂甚至破損，如圖2-37所示。原因：噴油點(diǎn)火提前過早；燃油不合適（十六烷值或辛烷值過低）；氣缸活塞磨損過度，氣缸間隙過大。圖2-37活塞裙部破裂圖

11.活塞頭部損傷現(xiàn)象：活塞頭部環(huán)岸至頂面區(qū)域燒傷或拉傷，活塞環(huán)粘結(jié)，如圖2-38所示。原因：噴油或點(diǎn)火定時(shí)不當(dāng)（過早或過遲），長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行使發(fā)動(dòng)機(jī)過熱；循環(huán)供油量過多；冷卻系統(tǒng)故障、傳熱不良；潤(rùn)滑不良或機(jī)油品質(zhì)不好；環(huán)槽積碳太多環(huán)粘接或折斷；進(jìn)氣系統(tǒng)故障，進(jìn)入的空氣不潔。2-38活塞頭部損傷圖2-39活塞頂撞缸蓋

12.活塞頂撞缸蓋現(xiàn)象：活塞頂部變形。連續(xù)撞擊到缸蓋，結(jié)果會(huì)造成頂部變形，甚至活塞破碎，如圖2-39所示。原因：活塞頂部余隙過小，或曲柄連桿機(jī)構(gòu)故障造成活塞行程加長(zhǎng)。

13.活塞拉缸現(xiàn)象：氣缸內(nèi)表面或活塞表面拉毛或拉出溝槽。原因：缸套與活塞或活塞環(huán)裝配間隙過小，潤(rùn)滑不足；活塞裙邊有毛刺、砂粒附著表面；滑油變質(zhì)或有雜質(zhì)；節(jié)溫器失效，造成發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過高；超載行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；活塞環(huán)斷裂；連桿彎曲，使活塞一側(cè)壓緊氣缸，產(chǎn)生單邊拉缸。排除：保證裝配質(zhì)量。室溫在20℃時(shí)取拉力為10N～20N，氣缸間隙為0.05mm～0.07mm；清除活塞毛刺及表面上的磨粒；保證良好潤(rùn)滑，按要求選用優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑油；更新節(jié)溫器；按規(guī)定的裝載量，避免發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間大負(fù)合運(yùn)轉(zhuǎn)；更新活塞環(huán)；檢查連桿，校正或更換連桿。二、曲軸常見損傷分析（一）小頭端

1.鍵槽破損現(xiàn)象：

鍵槽側(cè)面缺損并有嚴(yán)重?cái)D傷痕跡，如圖2-40所示。原因：使用非標(biāo)準(zhǔn)鍵；起動(dòng)爪擰緊力不足；皮帶輪-減振器內(nèi)孔大；皮帶輪-減振器內(nèi)錐套失效。圖2-40曲軸鍵槽破損

2.前端斷裂（小頭端斷裂）現(xiàn)象：靠近小頭端方向的曲柄斷開，如圖2-41所示。

原因：皮帶輪-減振器總成失效（減振效果差、減振橡膠破損或脫出。皮帶輪平衡差）；小頭端負(fù)荷增加,如加長(zhǎng)皮帶輪或在原皮帶輪上疊加皮帶輪等；使用了假冒皮帶輪-減振器。圖2-41曲軸前端斷裂

3.小頭軸頸表面損傷現(xiàn)象：小頭軸頸處有劃痕，呈凹凸不平，手感較明顯，如圖2-42所示。

原因：齒輪沒有采用加熱裝配，加熱拆卸；選錯(cuò)曲軸型號(hào)后，齒輪仍用了冷裝拆等不正確的方法。2-42軸頸表面損傷

（二）大頭端

法蘭盤端面或螺栓孔損壞現(xiàn)象：飛輪螺栓孔缺損，端面磨損變形，嚴(yán)重時(shí)，法蘭端面也出現(xiàn)劃痕，如圖2-43所示。

原因：沒有按規(guī)定的順序和力矩扭緊螺栓；飛輪鎖片沒有安裝造成螺栓松動(dòng)；飛輪與曲軸接觸平面有磨損；使用不合格螺栓，聯(lián)結(jié)力矩不足。圖2-43曲軸法蘭盤端面或螺栓孔損壞

2.大頭端凸緣破損現(xiàn)象：大頭端凸緣局部或整圈脫落，如圖2-44所示。

原因：齒輪沒有采用加熱裝配、拆卸、如用錘敲打過量等；漏裝齒輪定位銷。圖2-44曲軸大頭端凸緣破損（三）與機(jī)體裝配部位

止推軸頸側(cè)面異常磨損現(xiàn)象：止推面出現(xiàn)拉痕、嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成止推面磨出凹環(huán)，如圖2-45所示。原因：裝錯(cuò)止推片、裝反止推片或緊固不牢。圖2-45曲軸止推軸頸側(cè)面異常磨損

2.化瓦、燒瓦現(xiàn)象：軸瓦出現(xiàn)拉痕、合金層熔化脫落、軸頸表面拉傷嚴(yán)重，如圖2-46所示。

原因：1

）

潤(rùn)滑油方面：使用潤(rùn)滑油牌號(hào)與適用溫度不正確或潤(rùn)滑油質(zhì)量差；油底殼內(nèi)機(jī)油量不足導(dǎo)致潤(rùn)滑不良，機(jī)油太臟或機(jī)油濾清器失效；機(jī)油進(jìn)水和柴油變稀造成潤(rùn)滑不良。

2

）

潤(rùn)滑油路方面：機(jī)油壓力過低或潤(rùn)滑油道不暢通。

3

）

裝配方面：軸頸與軸瓦配合間隙過大或過小，無法形成油膜；軸瓦與軸頸的配合接觸面沒有達(dá)到規(guī)定的要求；軸承孔變形；選用軸瓦材料有誤。

4

）使用方面：沒有經(jīng)過磨合運(yùn)行；機(jī)體內(nèi)水溫過高等；圖2-46曲軸化瓦、燒瓦

1)裝配方面：選用高強(qiáng)度螺栓有誤,增壓與不增壓使用了相同螺栓；沒有按規(guī)定的順序和扭矩扭緊螺栓、螺栓松動(dòng)；

2)相關(guān)件方面：由于化瓦、抱瓦引起的；由扭轉(zhuǎn)減振器總成的損壞引起曲軸自身扭轉(zhuǎn)振動(dòng)造成；機(jī)體主軸承孔不同軸度過大,各缸工作不均衡,活塞連桿組的組合重量偏差過大,飛輪偏擺過大等引起的曲軸受力不均。

3)使用方面：嚴(yán)重超重超負(fù)荷，或運(yùn)行時(shí)的不正確操作（如起步太猛等）；軸頸磨損超過磨損極限引起疲勞強(qiáng)度下降。圖2-47曲軸疲勞斷裂3.曲軸疲勞斷裂

現(xiàn)象：曲軸斷口在疲勞區(qū),斷口表面光亮有磨擦痕跡,出現(xiàn)呈沙灘狀的疲勞紋，如圖2-47所示。原因:圖2-48燒化瓦引起的曲軸斷裂

4.燒化瓦引起的曲軸斷裂

現(xiàn)象：軸頸燒化瓦嚴(yán)重，造成斷軸；軸頸表面有明顯拉痕；軸頸局部變黑，斷口疲勞紋理不明顯，如圖2-48所示。

原因：燒瓦、化瓦沒有及時(shí)停車。

5.異常斷裂

現(xiàn)象：斷口無疲勞紋，如圖2-49所示。

原因：曲軸受外力一次性沖擊而致斷裂。

圖2-49曲軸異常斷裂

6.曲軸異常磨損

現(xiàn)象：目測(cè)軸頸表面并無異常，但手感凹凸不平，如圖2-50所示。

原因：機(jī)油壓力不足；軸頸與軸瓦之間裝配間隙不當(dāng)；潤(rùn)滑不良：機(jī)油內(nèi)雜質(zhì)太多或機(jī)油道內(nèi)雜質(zhì)沒有清洗干凈；相關(guān)件異常:機(jī)油濾芯、空氣濾芯沒有及時(shí)更換或清洗。圖2-50曲軸異常磨損三、軸瓦常見損傷分析圖2-51軸瓦劃傷

1.軸瓦的劃傷現(xiàn)象：表面沿旋轉(zhuǎn)方向出現(xiàn)數(shù)根較深劃痕，如圖2-51所示。

原因：在軸瓦潤(rùn)滑間隙中侵入了硬質(zhì)顆粒，主要是由潤(rùn)滑油帶入，或因裝配時(shí)清潔工作不佳而混入。

改進(jìn)措施：檢查濾清效果；裝配時(shí)嚴(yán)格進(jìn)行清潔工作。

圖2-52軸瓦鋼背燒傷

2.鋼背燒傷

現(xiàn)象：鋼背表面呈大面積發(fā)暗區(qū)，如圖2-52所示。

原因：軸瓦與座孔貼合不佳，熱量不能及時(shí)散出。

改進(jìn)措施：嚴(yán)格控制貼合質(zhì)量；檢查過盈量是否足夠；檢查座孔剛度是否足夠。

圖2-53軸瓦侵蝕磨損

3.侵蝕磨損現(xiàn)象：在油孔油槽邊緣呈現(xiàn)沖刺狀磨痕，如圖2-53所示。原因：潤(rùn)滑油潤(rùn)滑質(zhì)量不佳。

改進(jìn)措施：檢查濾清效果。

4.磨粒磨損

現(xiàn)象：工作表面主要承載區(qū)呈現(xiàn)大面

積沿旋轉(zhuǎn)方向的細(xì)微擦痕，如圖2-54所

示。原因：潤(rùn)滑油潤(rùn)滑質(zhì)量不佳，允許通過異物顆粒度太大或潤(rùn)滑油受到污染。

改進(jìn)措施：提高濾清效果；及時(shí)更換潤(rùn)滑油。

圖2-54軸瓦磨粒磨損

5.混合摩擦磨損

現(xiàn)象：工作表面局部區(qū)域呈現(xiàn)比較光滑的磨痕，軸承間隙加大，如圖2-55所示。

原因：油膜承載力不夠，油膜厚度太薄；長(zhǎng)時(shí)間過載；頻繁啟動(dòng)、剎車。

改進(jìn)措施：合理選配軸瓦，保證配合間隙；避免超載；規(guī)范行車。圖2-55軸瓦混合摩擦磨損

6.龜裂

現(xiàn)象：合金層表面出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋，如圖2-56所示。

原因：軸承過載；軸承工作溫度太高，由于變形或其他原因，軸承工作表面載荷分布不均產(chǎn)生局部峰值壓力。

改進(jìn)措施：檢查有無引起溫度過高的因素，加強(qiáng)軸承的冷卻效果；檢查軸承間隙。

圖2-56軸瓦龜裂

7.彈張量消失

現(xiàn)象：軸瓦使用后拆下測(cè)量，發(fā)現(xiàn)自由彈張量減小甚至消失，如圖2-57所示。

原因：軸承過熱；配合過盈量太大。

改進(jìn)措施：檢查過盈量是否太大；檢查軸承是否發(fā)生過熱現(xiàn)象。圖2-57軸瓦彈張量消失

8.軸瓦的腐蝕現(xiàn)象：工作表面呈大面積麻點(diǎn)，瓦面發(fā)黑，嚴(yán)重者大塊剝落，如圖2-58所示。

原因：機(jī)油長(zhǎng)期工作后變質(zhì)；氣缸中燃?xì)庑谷肭S箱，污染了油底殼中潤(rùn)滑油。改進(jìn)措施：

及時(shí)更換潤(rùn)滑油；采用腐蝕添加劑。圖2-58軸瓦腐蝕9.氣蝕

現(xiàn)象：軸瓦表面呈點(diǎn)狀、斑狀剝落痕

跡，邊緣清晰，如圖2-59所示。

原因：軸具有激烈的向心運(yùn)動(dòng)區(qū)域，潤(rùn)滑油不能及時(shí)補(bǔ)充增大的潤(rùn)滑間隙，引起瞬時(shí)底壓，潤(rùn)滑油混入氣泡或內(nèi)部氣體析出形成氣泡。

改進(jìn)措施：改善主軸的動(dòng)平衡；提高潤(rùn)滑油質(zhì)量，加入防泡沫添加劑或采用防泡沫性能較好的潤(rùn)滑油。

圖2-59氣蝕10.咬膠

現(xiàn)象：合金層熔化，工作表面呈現(xiàn)大面積沿圓周方向被拖動(dòng)的溝痕、油孔、油槽以及瓦背邊緣有合金熔化鋪開的痕跡，軸頸表面亦粘焊著軸承合金，如圖2-60所示。原因：軸承過載；斷油；劇烈的磨料磨損及發(fā)熱；間隙過小，軸承發(fā)熱卡死；潤(rùn)滑油粘度太低；瓦背貼合不好，熱量不能及時(shí)散出。

改進(jìn)措施：提高油膜承載能力；選擇合適的配合間隙；保證貼合度。

圖2-60軸瓦咬膠

11.剝落

現(xiàn)象：合金層呈片狀剝落，剝落區(qū)底

面呈碎粒狀，如圖2-61所示。

原因：軸承過載；軸承工作溫度太高，由于變形或其他原因，軸承工作表面載荷分布不均產(chǎn)生局部峰值壓力。

改進(jìn)措施：檢查有無引起溫度過高的因素，加強(qiáng)軸承的冷卻效果；檢查軸承間隙。

圖2-61軸瓦合金層剝落

12.脫殼剝落

現(xiàn)象：合金層呈片狀剝落，剝落區(qū)底部露出鋼背清晰的結(jié)合面，如圖2-62所示。

原因：合金層復(fù)合質(zhì)量不佳。

改進(jìn)措施：提高合金層復(fù)合質(zhì)量

圖2-62軸瓦