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发动机的曲轴有什么作用?它与潍柴发动机工作顺序有什么关系?

发表时间:【2018-05-29】
  

曲轴是汽车发动机上重要的零部件,它的作用是把活塞、连杆传来的气体力转变为转矩,将活塞是直线运动转化为旋转运动,用以驱动汽车的传动系统和发动机配气机构以及其他辅助装置。说白了它就是汽车上的动力输出元件。



曲轴的受力是极其复杂的,它在周期性变化的气体力、惯性力及其力矩的共同作用下工作,承受弯曲和扭转交变载荷。因此,要求曲轴有足够的抗弯曲、抗扭转的疲劳强度和刚度;轴颈应有足够大的承压表面和耐磨性。


曲轴一般由45、40Cr、35Mn2等中碳钢和中碳合金钢模锻而成,轴颈表面经高频淬火或氮化处理,最后进行精加工。为提高曲轴的疲劳强度,消除应力集中,轴颈表面应进行喷丸处理,圆角处要经滚压处理。需要注意的是:氮化过的曲轴修磨后必须重新做氮化处理,否则曲轴有断裂的危险。


曲轴基本上由若干个单元曲拐构成。一个曲柄销,左右两个曲柄臂和左右两个主轴颈构成一个单元曲拐。各曲拐的相对位置或曲拐布置取决于气缸数、气缸排列形式和发动机工作顺序。


曲轴的折断通常是从最小裂纹处开始,产生裂纹断裂部位大部分是出现在头缸或末缸连杆轴颈圆角处与曲柄臂联结部分。在运转过程中,裂纹逐渐扩大,到达一定程度时突然折断。在折断面上观察时常会发现褐色部分,这显然是旧裂纹,光泽发亮组织才是发展到后来突然折断的痕迹。今天小编就跟大家一起来看看曲轴折断的原因是什么吧~


发动机曲轴断裂故障原因


一、曲轴轴颈两端的圆角过小

磨曲轴时磨工未能正确控制该曲轴的轴劲圆角,除了弧面加工粗糙外,圆角半径也过小,因而曲轴工作时圆角处就产生较大的应力集中,并缩短了曲轴的疲劳寿命。


二、曲轴主轴颈轴线偏移

曲轴主轴颈轴线偏移,破坏了曲轴组件的动平衡,柴油机高速运转时便产生大的惯性力,导致曲轴断裂。


三、曲轴的冷较量过大

曲轴经长期使用,特别是发生烧瓦或捣缸事故后,会发生较大的弯曲,应卸下进行冷压矫正。由于校正时曲轴内部金属塑性变形会产生很大的附加应力,从而降低曲轴的强度,如果冷较量过大,就可能是曲轴受损或出现裂纹,这种曲轴装机使用不久就会断裂。


四、飞轮松动

若飞轮螺栓松动,曲轴组件便失去了原有的动平衡,柴油机运转后就会发生抖动,同时产生很大的惯性力,致使曲轴疲劳,容易在尾端产生断裂。


五、曲轴自身质量差

购买曲轴不可贪图便宜,一定要从正规渠道进货。装机前还应仔细检查,若有问题则及时更换或退货。另外,发动机大修时,对曲轴应进行磁力探伤检查或浸油敲击检查,若轴颈表面有径向或延至轴肩圆角的轴向裂纹,该曲轴则就不可再用。


六、主轴瓦不同轴

曲轴装配时,若缸体上各道主轴瓦的中心线不同轴,柴油机工作后就容易发生烧瓦抱轴事故,而曲轴在交变应力的强烈作用下也会断裂。


七、曲轴装配间隙过大

若曲轴轴颈与轴瓦配合间隙过大,柴油机运转后曲轴会冲击轴瓦,只是合金脱落而烧瓦抱轴,曲轴也易受损。


八、供油时间过早或各缸油量不均

若喷油泵供油时间过早,活塞还未到上止点就燃烧做工,会引起柴油机爆震,并使曲轴受到交变应力的冲击。若各缸供油量不均,会因各缸爆发例不一致而使曲轴各轴颈受力不匀,从而过早地疲劳、产生裂纹。


九、曲轴润滑不良

柴油机机油泵磨损严重,润滑油道脏污、流通不畅,都会使供油量不足、油压下降,导致曲轴与轴瓦之间不能形成正常的润滑油膜,从而产生干摩擦并造成烧瓦抱轴、折断曲轴等大事故。


十、操作不到已发曲轴断裂

若作业中油门过大或过小、制动频繁或长时间超负荷运转,都会使曲轴受到过大扭矩或冲击载荷而受损。另外,柴油机发生飞车、捣缸和顶气门等事故时,也易是曲轴断裂。


发动机曲轴断裂故障诊断与排除


为了防止曲轴折断,在维修时可以采取以下措施:

首先,在修理曲轴以前,要认真检查曲轴是否有裂纹,特别注意圆角过渡部位,如有裂纹轴应予报废。光磨轴颈时,应使轴颈与曲柄臂保持一定的圆角半径,切不可任意缩小圆角半径尺寸,应注意圆角部位的表面光洁度,否则将造成应力集中,而使曲轴断裂。


其次,轴颈尺寸磨损超限时,要尽量选用对轴颈疲劳强度影响较小的方法予以恢复,如采用喷镀法对轴颈疲劳强度降低则较少,而采用堆焊法恢复时,则疲劳强度降低幅度较大。


然后,各道轴颈与轴承的配合间隙和端隙要按标准,间隙过大,易因冲击而损坏曲轴,间隙过小则可能因抱轴而折断曲轴。在装配方面,点火时间要校得准确,不能过早或过退,注意曲轴、飞轮和离合器的平衡。


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