发动机曲轴弯扭变形原因分析与矫正方法详解
发动机曲轴弯扭变形原因分析与矫正方法详解
曲轴作为发动机的关键部件，其性能直接影响发动机的运行质量和安全水平。曲轴弯扭变形后若继续使用，将加速曲轴连杆机构的磨损，甚至使曲轴产生裂纹和断裂。本文将对曲轴弯扭变形的原因进行分析，并详细论述曲轴变形度的检验和矫直方法，以帮助读者提高技术水平。
引言
曲轴是发动机的主要部件，其功用是承受连杆传来的力，并由此产生曲轴绕其本身轴线旋转的力矩。它通过飞轮将扭矩传递给拖拉机的传动系统，使拖拉机行走。同时还驱动配气机构和其他辅助装置。发动机曲轴工作中要承受气体作用力，往复惯性力和旋转惯性力以及它们所产生的力矩，曲轴处于交变应力的状态。因此，弯扭变形是曲轴工作中常发生的故障。曲轴弯扭变形后若继续使用，将加速曲轴连杆机构的磨损，甚至使曲轴产生裂纹和断裂。因此，在发动机修理中，必须对此进行检验。发现曲轴有弯扭变形要及时进行维修，不可凑合使用，以免酿成大的事故。
曲轴弯扭变形的原因
曲轴轴瓦装配不当：曲轴两端主轴瓦上紧力不一致，曲轴轴颈或轴承座孔轴线不在同一直线上，使曲轴工作中受力不匀，经常振动而发生弯扭变形。曲轴主轴瓦和连杆轴瓦与轴颈的间隙过大，曲轴工作中会受到径向冲击；曲轴端隙过大，运转时前后移动，使曲轴受到轴向冲击。
活塞、轴瓦故障：活塞在气缸中卡住、发动机发生烧瓦、抱轴，都将使曲轴受力严重不均衡而产生弯曲或扭曲变形。
曲轴动平衡被破坏：活塞或连杆重量不一致，相差过大，超过允许范围；发动机运转不平稳，各轴颈受力不均匀；点火时间不准确，过早或过迟，或经常有一只或两只气缸不工作，使发动机运转不平衡，曲轴受力不均匀；曲轴连杆组以及曲轴与飞轮的平衡遭破坏。
操作错误：汽车起步行驶时，放松离合器踏板动作过于迅速，接合不柔和。或利用冲力启动发动机，使曲轴受到突然的猛击；在发动机动力不足的情况下或高速挡在低速下勉强行驶；发动机经常发生不正常的燃烧，使曲轴受到突然的冲击性负荷而变形；驾驶中紧急制动，使曲轴突然受到很大扭力，促使曲轴弯、扭；发动机突然加速，或超负荷运转，使曲轴过分地受到振动。
曲轴自身不足：曲轴材质的不佳，有缩孔、夹渣、杂质，或由于制造和加工上的缺陷，或曲轴过度磨损和超细（修磨时过分缩小），强度、刚度不足，或由于装配不当，而产生弯曲、扭转。
曲轴变形度检验
（此处省略具体检验方法，如有需要请参考专业维修手册）
曲轴弯曲的矫正
曲轴的直线度超过允许值时，必须进行矫直。常用的矫直方法有以下几种：
冷压矫直：曲轴冷压矫直通常在压床上进行。曲轴两端主轴颈上垫以V形块（与轴颈接触处垫以铜皮），放在压床台面上。转动曲轴，使曲轴向上弯，并将压头对准中间主轴颈。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，调整表盘使表针指零。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，并保持压力1.5～2min。时效热处理，以消除冷压时产生的内应力（加热到300～500℃，保温0.5～1h）。压矫时应进行多次反复，直至符合要求为止。为减小曲轴受压变形时产生的内应力，每次施压时应挪开百分表，用手锤轻击轴颈两侧曲轴臂。冷压矫正的效果不够稳定，曲轴工作时易恢复原来的变形。同时矫正后会在轴颈表层产生塑性变形和残余内应力，造成应力集中。
冷作敲击法矫直：用金属打击曲轴的曲柄臂表面，以此使得曲柄臂产生弯曲变形，从而得到理想的曲轴中心线变位。矫直时，可根据曲轴的弯曲状态。选择适当的曲柄臂表面进行冷作敲击，使曲轴的各种不同变形均可矫直。
热烘顶压法矫直：曲轴在弯曲处曲柄臂之间加一顶压螺栓，按直线度数值的大小，向弯曲的相反方向顶压，具体顶弯多大，应由实际经验而定。然后在顶压螺栓两旁柄臂上，用喷灯均匀加热至30℃左右，待曲轴冷却后，拆除顶压螺栓。检查曲轴直线度。如此反复进行，直到将曲轴矫直为止。上述加热其目的是加速变形稳定矫直效果，减少残余变形，从而减少了弹性回复。
磨削矫直：曲轴对直线度大于0.06mm或小于0.10mm的曲轴，通常在曲轴的修磨过程中进行矫直。