汽车发动机曲轴飞轮组零部件拆检结果

一、曲轴飞轮组零部件的拆装

以桑塔纳2000 GSi型轿车为例，曲轴飞轮组的拆装如图3-70所示。

图3-70　曲轴及其附件分解图

1.更换曲轴V带轮端油封

（1）曲轴V带轮端油封的拆卸

① 拆下发动机V带，拆下正时齿带

② 拆下正时齿带轮，如图3-71所示。用专用工具3 099固定正时同步带轮，旋上专用工具时在正时带轮和工具之间放入两个垫片。将正时同步带轮的中间螺栓旋入到曲轴以提供支承。拉出器3 203的内件旋处外件约两圈（约3 mm），然后用滚花螺钉拧紧。

③ 在拉出器3 203的螺纹头上涂机油，并将其尽可能深的拧入油封内，如图3-72所示。

图3-71　用专用工具固定正时同步带轮

图3-72　将拉出器凝入油封内

④ 松开滚花螺钉，将内件对着曲轴转动，直到拉出油封为止。

（2）曲轴V带轮端油封的安装

① 在油封的密封唇上涂上少量机油。

② 将导向套筒2 080A定位在曲轴轴颈上，如图3-73所示。

③ 将油封导入导向套筒内。用正时同步带轮中间螺栓将油封压入，如图3-74所示。？

图3-73　将导向套筒定位到曲轴轴颈上

图3-74　压入油封

④ 安装曲轴正时同步带轮，并用3 099锁定。

⑤ 更换正时同步带轮与曲轴的连接螺栓，拧紧力矩为90 N·m + 90°。安装正时同步带。

2.飞轮的拆卸和安装

（1）用专用工具10-201A旋松飞轮固定螺栓，如图3-75所示。

图3-75　用专用工具拆卸飞轮

（2）做好飞轮与发动机的位置标记。

（3）拆卸后更换所有的固定螺栓。

（4）飞轮安装时，飞轮与曲轴的固定螺栓拧紧力矩为60 N·m + 90°。

3.曲轴滚针轴承的拆卸和安装

在安装发电机前，应检查曲轴上的滚针轴承是否已安装上。

（1）拆卸

拆卸曲轴滚针轴承时，使用专用拉具（如Kukko21/2及Kukko22/1或10-202），如图3-76所示。

图3-76　用专用工具拆卸曲轴滚针轴承

（2）安装

用芯棒VW207c或3 176将轴承压入，如图3-77所示。滚针轴承的安装深度应为a≤1.5 mm，如图3-78所示。

图3-77　用专用工具压入轴承

图3-78　滚针轴承的安装

4.曲轴前端油封凸缘的拆卸和安装

（1）曲轴前油封凸缘的拆卸

① 拆卸V带，拆卸正时同步带。

② 拆卸扭力臂，松开空调压缩机支架。

③ 使用专用工具3 099固定正时同步带轮，拆卸曲轴正时带轮。在旋入固定工具时，在正时同步带轮和固定工具之间放置四个垫片。

④ 抽出发动机机油，拆卸油底壳。

⑤ 旋下密封凸缘固定螺栓，撬下密封凸缘。

⑥ 仔细去除气缸体上密封垫的剩余物。去除密封凸缘上的密封胶残余物，如图3-79所示。清洁密封表面，必须使其完全无油脂。

图3-79　去除密封凸缘上的密封胶残余物

（2）曲轴前油封凸缘的安装

① 剪下硅密封胶罐喷管头部，使得喷管直径为3 mm左右。

② 在曲轴前油封凸缘上涂上密封胶，如图3-80所示。

图3-80　涂密封胶

（3）立即安装密封凸缘并稍微拧紧固定螺栓。在密封凸缘上涂硅密封胶，必须在5 min之内安装。

（4）更换螺栓，对角拧紧凸缘螺栓，拧紧力矩为16 N·m。

（5）安装机油泵。

（6）更换正时同步带轮螺栓，安装曲轴正时同步带轮，正时同步带轮与曲轴的固定螺栓拧紧力矩为90 N·m + 90°。

二、曲轴飞轮组零部件的检修

1.曲轴裂纹的检修

（1）曲轴裂纹的形成原因

曲轴的裂纹一般是由冲击载荷所引起，裂纹多发生在曲柄臂与轴颈之间的过渡圆角处。裂纹发展严重时，可能导致曲轴的折断。

（2）曲轴裂纹的检修

曲轴裂纹可用渗油敲击法检查。具体做法是：将清洗干净的曲轴放在煤油中浸泡，再把曲轴取出擦净，表面撒上白粉，然后用手锤沿轴向敲击曲轴非工作面，白粉中如有明显裂纹状油迹出现，则该处有裂纹。

曲轴裂纹还可用磁力探伤法检查。

（3）曲轴裂纹的修复

曲轴裂纹发生在非受力部位或裂纹不会延伸时，可予以修复。曲轴裂纹在曲柄臂与轴颈等受力部位时，应换用新件。

2.曲轴变形的检修

（1）曲轴变形的原因

曲轴产生弯曲和扭曲变形，多数是由于使用或修理不当造成的，严重的变形一般是由于机械事故引起的。曲轴发生弯曲变形后，加剧活塞连杆组和气缸的磨损，以及曲轴和轴承的磨损，甚至引起曲轴的折断。曲轴的扭曲变形，将影响发动机的配气正时和点火正时，还会加速活塞连杆组和气缸的磨损。导致曲轴产生弯曲和扭曲变形的主要因素有：

① 主轴承间隙过大，发动机在爆燃或超负荷等冲击条件下工作，使曲轴过分震动。

② 少数气缸不工作或工作不均衡。

③ 各道主轴承盖得松紧度不一致，使曲轴受力不均。

④ 气缸体主轴承座孔同轴度偏差。

⑤ 操作不当，拖带挂车时起步过猛。

⑥ 曲轴存放不合理，长时间横放无支撑。

（2）曲轴变形的检验

① 曲轴弯曲的检验

将曲轴第一道和最后一道主轴颈搁置在检验平板的V形块上，将百分表触头垂直的触及中间一道主轴颈，如图3-81所示。转动曲轴，此时百分表所指示的最大摆差，即为曲轴主轴颈的同轴度偏差。

图3-81　曲轴弯曲的检验

一般要求中型货车应不大于0.15 mm，轿车不大于0.06 mm，否则，应予校正。低于此限，可结合磨削轴颈予以修正。

② 曲轴扭曲的检验

检验曲轴扭曲变形时，仍可用上述设备，其操作步骤如下：

a.将曲轴置于检验平板的V形块上。

b.将第一、第六缸的连杆轴颈转到水平位置上。

c.用百分表测量两轴颈至平板的据距离。

d.求得同一方位上两高度差ΔA，即得曲轴扭曲变形的扭转角θ。

θ=360ΔA/2Πr=57ΔA/R

式中：R——曲柄半径

（3）曲轴变形的修复

① 曲轴弯曲的校正

曲轴弯曲超过极限值时，应进行校正。校正通常采用冷压校正法和表面敲击法。

a.冷压校正曲轴，如图3-82所示。

图3-82　冷压校正曲轴(www.xing528.com)

其操作步骤如下：

1）冷压校正可在压床上进行。曲轴两端主轴颈上垫以V形块（与轴颈接触处垫以铜片），放在压床台面上。

2）转动曲轴，使曲轴向上弯，并将压头对准中间主轴颈。

3）将百分表放置在被压主轴颈上，触针杆与主轴颈下表面接触，调整表盘使指针指零。

4）在曲轴弯曲最大的凸面加压，压力应缓缓增加。压弯量为曲轴弯曲量的10—15倍（对于球墨铸铁的曲轴，此值不大于10倍）并保持压力1.5—2分钟。

5）时效热处理，以消除冷压时产生的内应力（加热到300—500℃，保温0.5—1小时）。

曲轴弯曲变形较大时，必须反复多次校正，防止一次压校变形量过大而造成曲轴折断。对于球墨铸铁的曲轴，一般不提倡校直，如必须进行校直，则应特别小心，并且压校变形量不得大于原弯曲量的10倍，EQ6100-1发动机的曲轴就是球墨铸铁制造的，压校时应特别谨慎。

b.表面敲击法。对于弯曲量不大于0.30—0.50 mm的曲轴适用此法。可用球形手锤和风动锤进行。

② 曲轴扭曲的校正

曲轴若产生轻微扭曲变形，可直接在曲轴磨床上结合连杆轴颈磨削予以修正。曲轴扭曲角过大时，则应报废曲轴。

3.曲轴轴颈磨损的检修

（1）曲轴轴颈磨损的原因

曲轴轴颈的磨损往往是不均匀的，常磨损成椭圆形和锥形。

轴颈表面还可能出现擦伤和烧伤。擦伤是由于润滑油不清洁或发动机内残存有金属屑等坚硬杂物造成的。轴颈表面的烧伤是由于润滑油压力不足或轴颈与轴承之间间隙过小等原因造成的，这时轴颈与轴承发生剧烈摩擦，温度急剧上升，使轴颈表面烧伤，严重时导致轴承金属融化，黏附在轴颈上，使曲轴卡死甚至断裂。

（2）曲轴轴颈磨损的检测

曲轴轴颈的磨损通常都用外径千分尺进行测量。每个轴颈测量两个截面，每个截面测量3—4个点的直径，如图3-83所示。将每次测量的直径值记录下来，最后计算出曲轴各轴颈的圆度误差和圆柱度误差，计算方法与测量气缸的方法类似。

图3-83　测量轴颈直径

曲轴主轴颈和连杆轴颈的圆度、圆柱度误差：桑塔纳JV发动机不超过0.02 mm，EQ6100-1发动机不超过0.025 mm。

（3）曲轴轴颈磨损的修复

曲轴轴颈的磨损超过技术要求后，应采用缩小直径的方法来恢复轴颈的几何形状。如果曲轴轴颈存在擦伤和烧伤等损伤，也可采用上述方法予以修复。

目前，国内外均采用磨削曲轴轴颈的方法来恢复它的几何形状。磨削加工可以保证曲轴轴颈的粗糙度符合要求。曲轴的磨削应在其他损伤修复后进行。

轴颈修理尺寸是根据磨损后的轴颈直径来确定的。曲轴连杆轴颈和主轴颈的修理尺寸一般有6级，每级以0.25 mm递减，不同发动机的曲轴磨削次数也不同，如规定EQ6100-1发动机曲轴修磨只分两级，桑塔纳JV发动机的曲轴只有三级修理尺寸，见表3-8。维修过程中，应以制造厂提供的修理数据为依据。

表3-8　桑塔纳JV发动机的曲轴轴颈修理尺寸

由于曲轴十分耐磨，一般的维修乃至第一次大修，有时均不考虑修磨轴颈，只需更换轴承。若轴颈需修磨，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，以延长其使用寿命。

曲轴磨削需要专用的设备和熟练的技术工人，一般这项工作是在具有这些条件的专业修理厂中进行。曲轴磨削后，应满足下列技术要求：

① 同名轴颈必须为同级修理尺寸，且与轴承的配合间隙符合要求。

② 轴颈的圆度、圆柱度误差不大于0.005 mm，表面粗糙度Ra不大于0.32 um，轴颈与曲柄的过渡圆半径为3.0—3.5 mm。

③ 主轴颈的同轴度偏差，一般为0.03—0.05 mm。

④ 同位连杆轴颈同轴度偏差应不大于0.01 mm，各曲柄在圆周上的夹角偏差应不大于1°。

⑤ 连杆轴颈轴心线与主轴颈轴心线的平行度偏差不大于0.01 mm，两轴心线距离符合原设计尺寸。

4.曲轴轴承的检修

汽车发动机的曲轴轴承多为薄壁滑动轴承。EQ6100-1发动机采用高锡铝合金轴承，CA6102型发动机采用铜铝合金轴承，桑塔纳JV发动机采用三层合金，表层为巴氏合金。

（1）曲轴轴承的损伤和原因

① 磨损

轴承在工作中负荷大，与曲轴轴颈产生高速摩擦，尤其是发动机低速运转或启动时，由于润滑油膜难以形成，易产生干摩擦，致使轴承产生磨损，使其配合间隙增大。

② 疲劳剥落

轴承长期在交变冲击载荷条件下工作，轴承合金有时会产生疲劳裂纹，严重时会造成合金剥落，即轴承的疲劳剥落。

③ 刮伤和烧熔

由于机件磨损形成的金属碎屑以及硬质磨料等杂质混在润滑油中，这些杂质进入轴承间隙中，使合金表面刮伤。

曲轴轴承在润滑油不足的条件下工作时，常会导致轴承合金熔化，引起抱轴事故。

（2）曲轴主轴承损伤的检验

检验前，应将曲轴主轴承及主轴承座和主轴承盖清洗干净。若存在明显的环状沟槽或麻点时，应予以报废。当合金表面仅有少量很浅的环状沟槽，或少量麻点剥落，对轴承承载能力影响不大时，可用内径百分表进一步检查轴承的尺寸及几何形状。将轴承装入轴承座和轴承盖中，并按规定力矩拧紧轴承盖螺栓，分别测量出轴承内孔的最大最小直径值，如图3-84所示，测量点应避开轴承分合面和油槽，然后计算出轴承内孔的圆度、圆柱度及其与轴颈的配合间隙。曲轴主轴承内孔的圆度误差应不大于0.025 mm，圆柱度误差应不大于0.025 mm，曲轴主轴承与主轴颈的配合间隙应不大于0.15 mm（EQ6100-1发动机不大于0.20 mm）配合间隙接近极限值时，就应予以更换。

图3-84　轴承的测量位置

（3）曲轴轴承的选配

在发动机大修时，必须更换曲轴轴承。

① 检查主轴承座孔

由于轴承的本身刚度小，其内孔形状和尺寸完全取决于轴承座孔，因此在选配前，首先应检查座孔是否符合技术要求，要求轴承座孔的圆度和圆柱度误差都不能超过0.025 mm。

其检查方法如下：

a.擦净轴承座和轴承盖，装上轴承盖，按规定力矩拧紧。

b.用量缸表测量座孔的圆度和圆柱度（百分表上最大读数和最小读数值差的一半即为座孔的圆度、圆柱度误差）。

c.当圆度、圆柱度误差超过规定值时，可以用加厚减磨层的轴承进行镗削，以消除误差。

② 选配轴承

a.根据轴颈选配轴承。轴承的修理尺寸与轴颈一样，具有相应的修理级别。因此，在选配轴承时，应根据曲轴轴颈的修理尺寸，按修理级别选用相应缩小尺寸的新轴承。不允许用下一级修理尺寸的轴承采用多镗削合金的方法将内孔扩大，以代替上一级别的轴承使用，这是因为轴承合金的厚度与疲劳强度有关，过多的镗削掉轴承合金，会降低合金层的疲劳强度。曲轴轴承与轴颈的径向和轴向配合间隙应符合要求，见表3-9、3-10。

表3-9　曲轴主轴承连杆轴承径向间隙

表3-10　曲轴主轴承连杆轴承轴向间隙

b.对曲轴轴承的一些具体要求

瓦背光滑，定位凸榫好：轴承背面应光滑无斑点，表面粗糙度Ra应不低于1.25 um。凸榫是防止轴承转动起定位作用的，如凸榫损坏，应重新选配轴承。

弹性合适：新轴承的曲率半径应大于轴承座孔的半径，保证轴承压入座孔后，借轴承自身的弹力能与座孔平顺贴合。

轴承合金表面应无裂缝和砂眼。

轴承的圆弧长度应符合要求。新的轴承装入座孔内，上下两片的每端均应高出座平面一般为0.03—0.05 mm，以保证轴承与座孔紧密配合，提高散热效果。

③ 轴承的镗削

目前，更换EQ6100-1发动机和桑塔纳JV发动机所使用的曲轴轴承时，均应选配新件。对于桑塔纳JV发动机来说，严禁对曲轴轴承进行镗削或手工铰配，否则，轴承装配后会影响其使用寿命。对于EQ6100-1发动机来说，在确无配件或应急修理中，也可选用合金层被加厚的可刮削轴承，对其进行镗削加工和手工刮配，使轴承与轴颈达到配合要求。

镗削加工曲轴轴承，可以保证轴承孔的尺寸精度和形位公差，提高修理质量。目前，此项工作是将曲轴轴承送到具有镗瓦机的专业修理厂中进行加工。

④ 轴承的手工刮削

a.曲轴主轴承的刮削

刮削曲轴主轴承的方法如下：

1）清洁主轴承座孔，并检查座孔的磨损情况。

2）校正水平线。将各道主轴承装入主轴承座内，在每道主轴颈上，涂些红丹油，把曲轴抬到主轴承上，通过轴颈对轴承施加适当压力，观察各道轴承的接触印痕，如果接触位置在轴承两端边缘略下为正常；如果接触位置是在轴承的两端边缘或在轴承下部接触或有的轴承根本不接触，均属不符合要求，应重新选配。接触情况不一致，但相差不大时，可进行修刮，中心线一致。

3）刮配轴承。水平线校正好后，按标记装上装有轴承的轴承盖，并在轴承座与盖之间加适当调整片（每边总厚度不超过0.20 mm）垫片应垫至轴承端面。交错拧紧各道轴承螺栓，拧紧顺序一般为先中间，而后依次向两边进行，每次拧紧力矩的大小，应以曲轴尚能转动为限，每拧紧一道，转动曲轴数圈，直至各道轴承盖适度拧紧，最后再转动曲轴数圈。然后拆下轴承盖，根据接触印痕，确定修刮部位。

刮削轴承时，刮刀要锋利，要放平，一次刮削面积与厚度要适当，掌握刮重留轻，刮大留小，边刮边试，反复进行的原则。接近刮好时，应将全部轴承盖按规定力矩拧紧，转动曲轴，再检查接触印痕，进行选择性刮削，以保证接触面积不少于75%，第一道和最后一道轴承接触面积不少于85%。轴承两端因无垫片调节，刮削量较大。又因两端无垫片调节，两端刮削量超过规定的间隙后将无法修复。因此，对轴承两端的刮削应十分谨慎。

4）检查曲轴轴承配合间隙。刮削完毕后，曲轴主轴颈轴向间隙和径向间隙应符合要求。

b.连杆轴承的刮削

1）清洁连杆轴承座孔，并检查座孔的磨损情况。

2）检查接触印痕，将曲轴放在支架上，在轴颈表面涂一层红丹油，将装配好轴承的连杆套在相应的轴颈上，均匀的拧紧螺栓，边拧紧边转动连杆，直至感觉转动有阻力为止。按工作方向转动连杆，使轴承与轴颈摩擦，拆下连杆观察印痕，确定刮削部位。

3）刮削轴承。刮削前，应在端盖结合面处垫入厚度为0.05 mm的垫片2—3片，这样可以提高刮削速度，减少合金的修刮量。开始修刮时，接触部位都是在轴承的两端，且压痕较重，此时每次可多刮一些。

修刮的方法和原则同修刮主轴承时一样，刮配后的轴承要求松紧度合适，接触面积不少于75%。

4）检查轴承刮削后的松紧度。轴承松紧度的检查方法，通常是在轴承上涂一层薄机油，将连杆装在相应的轴颈上，按规定力矩拧紧轴承盖螺栓，然后用手甩动连杆，连杆应能转动数圈，沿曲轴轴线扳动连杆，应无间隙感。

5）连杆大头的轴向间隙和径向间隙应符合要求。

5.飞轮的检修

（1）飞轮齿圈的检修

飞轮齿圈如只有个别齿损坏、齿圈单面磨损，可在轮齿另一端头重新倒角，将齿圈翻边使用。若齿面严重磨损超过齿长的30%或齿连续损坏4齿以上，应予以更换。换用的新齿圈与飞轮外圆的配合过盈量一般为0.30—0.60 mm，具体安装时，应将齿圈加热到350—400℃，趁热压至止口。冷却后即具有一定紧度。

（2）飞轮工作面的检修

飞轮工作面磨损或形成波浪形槽，应用油石磨平，深度超过0.5 mm时或平面度误差大于0.15 mm时，应车削或磨削加工。桑塔纳JV发动机的飞轮工作面平面度误差大于0.20 mm时，应予以更换。飞轮加工后，其总厚度一般不得减少1.2 mm，EQ6100-1发动机的飞轮磨削厚度不得超过1 mm。

（3）飞轮螺栓孔的检修

飞轮螺栓孔的磨损，若圆度误差大于0.035 mm，可采用扩孔修理，然后换用相应加大尺寸的螺栓以固定飞轮。