曲軸主軸頸和連桿軸頸的磨損在徑向和軸向都是不均勻的,徑向磨損會(huì)形成橢圓,軸向磨損會(huì)形成錐形。
(1)連桿軸頸的磨損規(guī)律
連桿軸頸徑向磨損的最大部位是軸頸的內(nèi)側(cè)面,即靠曲軸中心線的一側(cè)。原因:發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí),氣體壓力與慣性力的合力沿連桿方向的分力和連桿大頭離心力的合力作用在軸頸的內(nèi)側(cè)面上,使其與軸承接觸的時(shí)間最長(zhǎng),故其磨損最為嚴(yán)重。
連桿軸頸沿軸線方向磨損的最大部位,一般在機(jī)械雜質(zhì)偏聚的一側(cè)和各個(gè)受力的部位。磨損后產(chǎn)生錐形,除連桿彎曲以及氣缸中心線與曲軸中心線不垂直等重要原因外,還與曲軸油道的布置有關(guān)。通常通向連桿軸頸的油道是傾斜的(見附圖),當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí),潤(rùn)滑油中的機(jī)械雜質(zhì)在離心力作用下,將分散在油道的末端并沿油道進(jìn)入軸承配合副聚集在有油孔的一側(cè),加速其磨損,使其磨成錐形。目前,發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油濾清器只能過(guò)濾直徑在0.05mm以上的雜質(zhì),比這更小的雜質(zhì)會(huì)進(jìn)入軸頸與軸承之間并加速磨損,所以要加強(qiáng)機(jī)油濾清器的保養(yǎng)。此外,連桿大端結(jié)構(gòu)對(duì)軸頸磨成錐形也有影響,若連桿大端是偏置的,使作用在連桿上的力分布不均勻,因而連桿軸頸軸向磨損也不均勻,承受作用力最大的部位磨損最重,故形成錐形。
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(2)主軸頸的磨損
主軸頸徑向磨損后呈橢圓形,其最大磨損部位在靠近連桿軸頸的一側(cè)。原因是,由于主軸頸受到連桿、連桿軸頸與曲柄的離心力作用,使其靠近連桿軸頸一側(cè)的磨損較大。4缸發(fā)動(dòng)機(jī)的4個(gè)曲柄一般是布置在同一平面內(nèi),即I、IV缸曲柄與II、III缸曲柄成180°夾角。而6缸發(fā)動(dòng)機(jī)主軸頸最大磨損部位取決于曲柄的方位I、IV、Ⅶ道主軸頸的磨損最大部位與4缸發(fā)動(dòng)機(jī)主軸頸的相同,其他幾道主軸頸,由于受離心力作用在兩曲柄120°夾角間的表面磨損最大。主軸頸沿軸向磨損是不均勻的,一般沒有規(guī)律性。
使用經(jīng)驗(yàn)證明,一般直列式發(fā)動(dòng)機(jī),連桿軸頸的磨損比主軸頸的大,原因是其負(fù)荷比主軸頸的大,潤(rùn)滑條件差。但各主軸頸不同方向的磨損會(huì)導(dǎo)致其不同心度增大,增加曲軸的彎曲變形,這往往是曲軸斷裂的原因之一。此外,對(duì)機(jī)油壓力的影響也很大。
(3)止推面的磨損
為了使發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作,曲軸必須有合適的軸向間隙。間隙過(guò)小,會(huì)使機(jī)件受熱膨脹而卡死;間隙過(guò)大,會(huì)給活塞連桿組帶來(lái)不正常磨損。在使用中,止推墊表面的軸承合金會(huì)逐漸磨損。同時(shí),曲軸止推面也會(huì)逐漸磨損,使間隙增大。
2、減磨措施
(1)修理時(shí),保證裝配質(zhì)量
組裝柴油機(jī)時(shí),每一個(gè)步驟都要精細(xì)到位。安裝曲軸前,要做好曲軸清洗工作,曲軸油道要用高壓空氣吹凈。有些曲軸的曲柄開有側(cè)孔,并用螺釘堵死,由于離心力的作用從機(jī)油中分離出來(lái)的雜質(zhì)會(huì)堆積于此,要卸下螺釘仔細(xì)清洗。
在裝配曲軸時(shí),要選用優(yōu)質(zhì)軸承,且與曲軸為同一級(jí)別,以保證其與軸頸接觸面積在75%以上,接觸點(diǎn)必須星羅棋布,輕重一致(通過(guò)察看軸承便知)。松緊度須合適,按規(guī)定轉(zhuǎn)矩?cái)Q緊螺栓后要轉(zhuǎn)動(dòng)自如,過(guò)緊會(huì)使曲軸與軸承磨損加劇,過(guò)松會(huì)造成機(jī)油流失,同樣會(huì)使其磨損加劇。
曲軸的軸向間隙是靠止推墊調(diào)整的。修理時(shí),軸向間隙過(guò)大,應(yīng)更換止推墊,保證間隙在一定范圍內(nèi)。否則車輛上下坡時(shí),曲軸會(huì)前后竄動(dòng)造成連桿軸承與曲軸不正常磨損。
(2)確保潤(rùn)滑油的質(zhì)量和清潔
選用適當(dāng)質(zhì)量等級(jí)的潤(rùn)滑油。要根據(jù)柴油機(jī)負(fù)荷情況選用合適的柴油機(jī)油。任何質(zhì)量等級(jí)的潤(rùn)滑油在使用過(guò)程中油質(zhì)都會(huì)發(fā)生變化,到一定里程后,性能會(huì)惡化,給柴油機(jī)帶來(lái)各種問(wèn)題。柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)中燃燒室內(nèi)的高壓未燃燒氣體、水分,酸、硫和氮的氧化物會(huì)經(jīng)過(guò)活塞環(huán)與缸壁的間隙進(jìn)入曲軸箱中,與零件磨損出的金屬粉末混在一起,形成油泥。量少時(shí)在油中懸浮,量大時(shí)從油中析出,會(huì)堵塞濾清器和油孔。若濾清器堵塞機(jī)油不能通過(guò)濾芯時(shí),會(huì)脹破濾芯或打開安全閥,從旁通閥通過(guò),將臟物帶回潤(rùn)滑部位,增加機(jī)油污染,加劇曲軸磨損。因此應(yīng)定期更換機(jī)油和清洗曲軸箱,保持柴油機(jī)內(nèi)部清潔,曲軸才能更好地工作。
(3)嚴(yán)格控制柴油機(jī)工作溫度
溫度與潤(rùn)滑密切關(guān)聯(lián),溫度升高機(jī)油黏度變低,油膜不易形成。溫度過(guò)高的原因是,冷卻系統(tǒng)散熱不良,水散熱器生銹、結(jié)垢是最常見的問(wèn)題。銹跡和水垢會(huì)限制冷卻液在冷卻系統(tǒng)中流動(dòng),水垢過(guò)多會(huì)使水的循環(huán)流量減小,降低散熱效果,導(dǎo)致柴油機(jī)過(guò)熱;同時(shí)水道截面減少會(huì)使水壓上升,造成漏水或從加水口溢水,冷卻水不足,容易開鍋;還有冷卻液氧化還會(huì)形成酸性物質(zhì),腐蝕水散熱器金屬部件,使其破損。因此應(yīng)定期清洗水散熱器,除去其中的銹跡和水垢,保證曲軸正常工作。柴油機(jī)溫度過(guò)高還與噴油時(shí)間有關(guān),一定要正確調(diào)整噴油時(shí)間。
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