汽车发动机机械系统检测与维修5检修曲轴飞轮组件.ppt

主讲人：,Review&Leading-in,Learning,学习任务4,检修曲轴飞轮组件,工作情境描述,维修人员通过检测，已判断发动机异响为连杆轴承响，除了对连杆轴承进行重新选配外，还应对与之相配的曲轴飞轮组件进行检测，并通过选配等修复方法排除异响故障，恢复发动机良好的机械性能。,请通过检测发动机曲轴飞轮组件，判断技术状况；若需修复曲轴飞轮组件，请制订曲轴飞轮组件修复方法和工艺流程。,5,学习目标,叙述上海大众桑塔纳2000AJR发动机曲轴飞轮组件的结构特点；描述曲轴飞轮组件常见损伤形式，分析损伤的成因以及对发动机工作的影响；描述曲轴飞轮组件常见损伤的检测与修复方法；根据维修手册，正确选用量具和检测设备在规定时间内，安全规范地进行曲轴和轴承、飞轮等曲轴飞轮组件的检测，制订修复方法和工艺流程。,学习引导,AJR发动机的曲轴飞轮组件,1.桑塔纳2000AJR发动机曲轴飞轮组件的结构特点,曲轴飞轮组主要由曲轴、飞轮、曲轴轴承、正时齿轮和曲轴皮带轮等组成。曲轴由球墨铸铁制成。采用全支承结构，在第三道轴承盖两侧设置了半圆形轴向止推垫片。轴承都采用钢背铜基轴瓦，在维修中只能采用选配方法获得合适的配合间隙。飞轮是铸铁制成，飞轮上有上止点和点火正时记号。,2.曲轴飞轮组件常见损伤形式及成因,曲轴飞轮组的主要损伤形式有曲轴的磨损、弯扭变形和裂纹等；飞轮工作平面有严重烧灼或磨损沟槽，飞轮齿圈有断齿或齿端冲击耗损等。曲轴的磨损由于曲轴的高速旋转运动，轴颈表面承受较大交变载荷的冲击作用，而且有很高的滑动速度，散热条件差，很容易造成磨损。主轴颈和连杆轴颈的磨损是不均匀的，且磨损部位具有一定规律。主轴颈和连杆轴颈向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；连杆轴颈的最大磨损部位在主轴颈一侧。,2.曲轴飞轮组件常见损伤形式及成因,连杆轴颈的磨损特点及原因连杆轴颈的径向不均匀磨损，是由于发动机工作时，作用在连杆轴颈上的力沿圆周方向分布不均匀造成的。发动机工作时，连杆轴颈承受着由连杆传来的周期性变化的气体压力、活塞连杆组往复运动的惯性力及连杆大端回转运动离心力作用，这些力的合力作用在连杆轴颈内侧，方向始终沿曲柄半径向外，使连杆大头始终压紧在连杆轴内侧，从而导致连杆轴颈的内侧磨损最大。连杆轴颈轴向也呈不均匀磨损，由于通往连杆轴颈的油道是倾斜的，曲轴旋转时，在离心力的作用下，与油流相背的一侧的轴承间隙形成涡流，使机械杂质偏积在连杆轴颈的这端，因而加速了这一端轴颈的磨损，使连杆轴颈磨损呈锥形。,2.曲轴飞轮组件常见损伤形式及成因,主轴颈的磨损特点及原因主轴颈径向的不均匀的磨损主要是受连杆、连杆轴颈及曲柄壁离心力的影响，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。实践证明，在直列式发动机中，连杆轴颈的磨损比主轴颈的磨损严重，这主要是由于连杆轴颈的负荷较大、润滑较差等原因所造成的；在V型发动机中，主轴颈的磨损比连杆轴颈的磨损严重。在发动机使用中，主轴颈的不均匀磨损后果也相当严重，各轴颈不同方向的磨损，导致主轴颈同轴度的破坏，这往往是某些曲轴断裂的原因。,2.曲轴飞轮组件常见损伤形式及成因,曲轴弯曲与扭曲变形曲轴产生弯曲变形，是由于使用不当和维修、装配不当造成的。如：发动机在爆震和超负荷等条件下工作，个别汽缸不工作或不均衡，各道主轴承松紧度不一致，都会造成曲轴的弯曲变形。当变形逾限后，将加剧活塞连杆组和汽缸的磨损，以及曲轴和轴承的磨损，严重时，会使曲轴疲劳折断。曲轴扭曲变形主要是烧瓦和个别活塞卡缸（涨缸）造成的。当个别汽缸壁间隙过小或活塞热膨胀过大，活塞卡缸未及时发现以及超速、超载等，都会引起曲轴的扭曲变形及其他耗损。曲轴产生扭曲变形后，将使连杆轴颈分配角改变，影响发动机的配气正时和点火正时，并造成发动机振动。,2.曲轴飞轮组件常见损伤形式及成因,曲轴的裂纹与断裂曲轴的裂纹多发生在曲柄与轴颈之间的过渡圆角处，以及油孔处。前者是横向裂纹，危害极大，严重时造成曲轴断裂。后者多为轴向裂纹，沿斜置油孔的锐边沿轴向发展。曲轴的横向，轴向裂纹主要是由应力集中引起，曲轴变形和修磨不慎也会使过渡区的应力陡增，加剧曲轴的疲劳断裂。曲轴的其它损伤形式曲轴轴颈表面还可能出现擦伤和烧伤。擦伤主要是机油不清洁，其中较大的机械杂质在轴颈表面刮成沟痕。烧瓦后，轴颈表面会出现严重的擦伤刮痕，轴颈表面烧灼变成蓝色。,3.曲轴飞轮组的检修方法,检验曲轴裂纹曲轴清洗后，首先应检查有无裂纹。检查方法有磁力探伤、超声波探伤、着色探伤（渗透法）等，也可用浸油敲击法检验。用浸油敲击法检查时，可将曲轴置于煤油中浸一会儿，取出后擦净表面并撒上白粉，然后用手锤分段敲击每个曲柄臂，裂缝内的煤油受振动会从裂纹中渗出，使裂纹处的白粉上显出油迹。如有明显油迹出现，则表明该处有裂纹。,图4-2曲轴轴颈磨损的检查,3.曲轴飞轮组的检修方法,曲轴轴颈磨损的检修首先检视轴颈有无磨痕，然后用外径千分尺测量曲轴轴颈和连杆轴颈的圆度和圆柱度。在每个轴颈靠近曲柄臂的两个截面内多次测量，找出同一个截面内轴颈直径的最大值和最小值。计算曲轴轴颈和连杆轴颈的圆度、圆柱度、最大磨损量以及与轴承的配合间隙。取所有曲轴轴颈和连杆轴颈圆度和圆柱度中的最大值作为该曲轴的圆度和圆柱度。,3.曲轴飞轮组的检修方法,曲轴轴颈的圆度、圆柱度的标准值为0.01mm，磨损极限值为0.02mm。超过标准要求时，可用曲轴磨床按修理尺寸法对轴颈进行修磨。新曲轴或磨削后的曲轴，直径必须符合修理尺寸及尺寸公差要求，各轴颈圆度和圆柱度误差应符合原厂规定。大修时，各轴颈圆度和圆柱度小于或等于允许值，曲轴可不经修理直接使用，超过允许值，曲轴轴颈须修理后方可使用。修理时，在保证磨削质量的前提下，尽可能选择最接近的修理级别，以延长曲轴的使用寿命。曲轴的连杆轴颈和主轴颈，应分别磨削成同一级别的修理尺寸，以便选配轴承，保证合理的配合间隙。,3.曲轴飞轮组的检修方法,在曲轴磨削时，定位基准选择的正确与否将直接影响曲轴的加工精度。定位基准的选择原则根据基准统一的要求，首先应选择与曲轴制造加工时相统一的定位基准；其次，应选择在工作中不易磨损的过盈（或过渡）配合的轴颈表面。据此，在磨削主轴颈时，一般选择曲轴前端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。磨削曲轴时应先磨削主轴颈，然后磨削连杆轴颈。,3.曲轴飞轮组的检修方法,曲轴变形的检修检查曲轴弯曲曲轴弯曲是指曲轴中心线中部的偏移程度，多用中部的径向圆跳动来表示。检验曲轴弯曲变形时，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。主轴径为偶数的，应测量中间两主轴径的跳动量，并以最大者为准。测得的径向圆跳动应不大于0.05mm。若为0.05-0.10mm可以结合轴颈磨削予以修正；若大于0.10mm，应进行压力校正。,3.曲轴飞轮组的检修方法,检查曲轴扭曲曲轴扭曲通常用扭曲角表示。可将曲轴的第一道和最后一道连杆轴颈转到水平位置，测量两连杆轴颈的高度差，然后计算曲轴扭曲角。曲轴扭曲角应不大于030。轻微扭曲可结合对连杆轴颈磨削时予以修正。严重扭曲应更换曲轴。,3.曲轴飞轮组的检修方法,飞轮的维修飞轮工作表面应无明显的划伤沟槽。飞轮平面度应不大于0.20mm，否则应采用车削或磨削的方法修平或更换飞轮。飞轮齿圈轮齿磨损严重或出现裂纹时，可将齿圈均匀加热至50200，轻轻敲下，再将新齿圈加热到200，趁热压装到飞轮上。更换齿圈后，须对飞轮进行静平衡试验，不平衡量不得超过10gcm。在更换飞轮或齿圈、离合器压盘或总成及修整飞轮工作平面之后，都应重新进行组件的动平衡试验。曲轴轴承的选配曲轴轴承的选配方法与连杆轴承相同。,项目1检测与修复曲轴和轴承,项目说明曲轴在高压、高速、高温的工作条件下，发生了弯曲和扭曲变形，甚至断裂；轴颈和轴承表面出现疲劳破坏、磨损，甚至还有擦伤和烧伤等。导致发动机运转中出现异响和振动，甚至发生严重的机械事故。因此，当出现与曲轴和轴承相关的机械故障时，应及时按技术标准对曲轴和轴承进行检测，并制订相应的修复方法及工艺流程。,项目1检测与修复曲轴和轴承,技术标准与要求每个学员独立完成此项目。技术标准见表4-2。,项目1检测与修复曲轴和轴承,设备器材桑塔纳2000AJR发动机塑料间隙规2550mm、5075mm外径千分尺百分比及磁性表座V形铁作业准备清洁曲轴飞轮组件。清洁量具。准备作业单。,图4-3曲轴裂纹的检查,图4-4曲轴轴颈磨损的检测,项目1检测与修复曲轴和轴承,操作步骤曲轴和轴承的检修工艺曲轴裂纹的检查采用油浸敲击法检查曲轴裂纹。提示：有裂纹的曲轴必须报废。曲轴轴颈磨损的检测用外径千分尺测量曲轴轴颈磨损量。按测量值计算圆度和圆柱度误差，若超技术标准，按修理尺寸法对曲轴轴颈进行磨削加工。提示：分别按同级修理尺寸磨削。,曲轴弯曲变形的检测,曲轴弯曲变形的检测,曲轴弯曲变形的检测曲轴放置V型块上，用百分表测量中间主轴颈处，转动曲轴一圈，百分表指针所示最大摆差，即径向圆跳动。提示：误差大于原厂标准应进行压力校正或报废。曲轴扭曲变形的检测第一道连杆轴颈转到水平位置，检测第一道和最后一道连杆轴颈至平板的高度差，计算曲轴扭曲角。提示：轻微扭曲变形，可在连杆轴颈磨削时修正；若过大应予报废。,主轴承径向间隙的检测,项目1检测与修复曲轴和轴承,曲轴主轴承径向间隙的检测在曲轴主轴颈上放一个塑料间隙规，使用定扭矩扳手将曲轴主轴承螺栓拧至65N.m，然后卸下轴承盖，用附带不同宽度色标的量规与塑料间隙规的最宽点对比，量规的指示值即为主轴承径向间隙。提示：使用旧的主轴承应做好记号，不得互换；测量径向间隙时，不得转动曲轴。,曲轴轴向间隙的检测,项目1检测与修复曲轴和轴承,曲轴轴向间隙的检测曲轴轴向止推片安装在第三道主轴承盖处，止推片的合金层应朝向曲柄臂。在曲轴前端的缸体上装妥百分表，使百分表测量头沿曲轴轴向抵在曲轴上，前后撬动曲轴，观察百分表长指针的摆差，即为曲轴轴向间隙。提示：曲轴轴向间隙不符合原厂规定，应更换止推片，并重新检测。,项目1检测与修复曲轴和轴承,记录与分析检测与修复发动机曲轴，并填写表4-3。,项目2检验与修复飞轮与齿圈,项目说明飞轮工作平面出现严重烧灼或磨损沟槽，则可能产生机械式离合器打滑现象；飞轮齿圈出现齿端耗损或断齿等，则可能在启动发动机时发生起动机齿轮与飞轮齿圈啮合响声甚至不能啮合现象。请按技术标准对飞轮及齿圈进行检测，并制订相应的修复方法及工艺流程。,项目2检验与修复飞轮与齿圈,技术标准与要求每个学员独立完成此项目。技术标准见表4-4。,项目2检验与修复飞轮与齿圈,设备器材桑塔纳2000AJR发动机飞轮组件厚薄规、直尺或百分表及磁性表座手锤等常用工具作业准备清洁飞轮及齿圈表面清洁量具准备作业单,飞轮平面度误差的检测,项目2检验与修复飞轮与齿圈,操作步骤飞轮及齿圈的检修工艺清洁飞轮齿圈表面及量具。检查飞轮工作表面是否有明显的划伤沟槽。当飞轮端面磨损成波浪形或起槽深度超过0.5mm时，应采用车削或磨削的方法修平。使用直尺和厚薄规检查飞轮的平面度误差，应不大于0.10mm，否则应采用车削或磨削的方法修平。,图4-10飞轮端面全跳动量检测,图4-11齿圈与飞轮的装配,项目2检验与修复飞轮与齿圈,将飞轮装到曲轴上，用百分表及表座检查飞轮工作面对曲轴轴线的端面全跳动量，应不大于0.20mm，否则应予以调整或更换飞轮。检查飞轮齿圈的齿面磨损、轮齿断裂情况。当轮齿损坏，或齿圈轮齿严重磨损，应更新齿圈。新齿圈采用热装配法，即先将齿圈加热至623K-673K，再进行热压装配；齿圈与飞轮配合过盈为0.30-0.60mm。更换齿圈后，对飞轮进行静平衡试验，不平衡量不超过10gcm。,项目2检验与修复飞轮与齿圈,记录与分析检验与修复发动机飞轮及齿圈，并填写表4-5。,曲轴的冷压校正,1.曲轴的校正,曲轴弯曲的校正，通常采用冷压校正法，步骤如下：曲轴弯曲变形较大时，应分几次校正至合格，以防一次压弯量过大而造成曲轴折断。用放在压床台面上的两个V形架支承起曲轴两端的主轴颈（与轴颈接触处垫以铜皮）。转动曲轴，使弯曲凸面朝上，并将压头对准中间主轴颈（双数主轴颈应选中间两道）。在V形压具与主轴颈接触处垫支铜皮,1.曲轴的校正,使百分表的触头垂直地抵在两道被压主轴颈的正下方，转动表盘使表针指“0”。用压床的压头向下缓慢增压，压弯量为曲轴弯曲量的1015倍（球墨铸铁曲轴，此值不大于10倍），并保持压力1.52min，然后检查校正后的弯曲度，直至校正合格。将曲轴加热到573773K，保温0.51h，进行时效处理，以消除冷压校正时产生的内应力，防止弯曲变形返弹。,裂纹边缘磁极形成图,纵向磁化原理示意图,2.曲轴裂纹的检验（磁力探伤法）,磁力探伤仪能准确地检测出曲轴、汽缸体（铝质汽缸体除外）等的表面伤痕。磁力探伤的原理使磁力线通过被检零件，在裂纹部位磁力线将偏散形成磁极。零件表面铁粉被磁化并吸附在裂纹处，从而显示出裂纹部位和形状。利用磁力探伤时，必须使磁力线垂直通过裂纹，否则裂纹不易被发现。即横向裂纹要对零件纵向化（亦称环形磁化）。,2.曲轴裂纹的检验（磁力探伤法）,磁力探伤的步骤探伤前表面处理。清除零件表面油污、锈斑和腐蚀物质等，用2040清水清洗后烘干。根据被检验零件的形状选择探头。马蹄形探头适用于检测异性表面。如：销孔四周的表面、锻造面及铸钢件表面的裂纹。环形探头用于检测半轴、转向节、横拉杆等轴类零件的纵向裂纹。探伤仪使用前的准备。首先接好电源线和探头线，开启“电源开关”，根据被检验零件尺寸的大小，将“磁场控制”开关置于“强、中、