发动机凸轮轴检修
臧胜刚
发动机上的凸轮轴是配气机构气门驱动组零件之一。凸轮轴上配置有各缸的进、排气凸轮,其功用是控制气门的运动,并使其按照一定的次序和时间开关。长期工作后,由于周期性不均衡负荷的作用,会使凸轮轴及推杆产生弯曲变形,其他机件均产生不同程度的磨损,从而破坏了准确的配气正时,导致气缸内充气量不均或不足,影响发动机的工作性能。下面就谈一谈凸轮轴的检修。
一、凸轮轴的拆卸
采用顶置式凸轮轴的发动机,摇臂轴直接支承在缸盖上。在拆卸凸轮轴时,必须先从车上拆卸缸盖。在拆卸缸盖前燃油系统必须先卸压,因为燃油喷射系统保持有压力,即使是在发动机熄火之后。在断开任何燃油管路之前,必须将燃油系统卸压,否则可能会引起着火或人身伤害。
拆卸凸轮轴时先将固定每个凸轮轴轴承盖的螺栓松几扣,再用软锤振动凸轮轴的后部,使轴承盖松动。卸下固定螺栓和盖。拆卸时,应小心谨慎,不能让凸轮轴翘起,以免损坏凸轮或轴承的止推面。修后一定要保证所有气门的正时标志已对准。
二、凸轮轴的检查
1.凸轮轴的弯曲度检查。在平台上用两块V形铁支撑起凸轮轴,用磁力表座与百分表配合测量凸轮轴中间轴颈位置,转动凸轮轴,读取百分表的读数。如果弯曲度超过最大值,更换凸轮轴。
2.凸轮的高度检查。使用外径千分尺测量凸轮的高度。如果凸轮轴凸轮高度低于最小允许值,更换凸轮轴。
3.凸轮轴轴颈的磨损检查。使用外径千分尺测量凸轮轴轴颈的直径。如果凸轮轴轴颈的磨损低于最小值,更换凸轮轴。
4.凸轮轴的径向间隙检查。检查凸轮轴轴承盖和轴颈,应无剥落和拉伤现象。如果轴承损坏,则成套更换轴承和气缸盖。将凸轮轴放在气缸盖上,在每个凸轮轴轴颈上放上塑料间隙规。用13 N·m转矩拧紧轴承盖螺栓。注意不要转动凸轮轴。拆下轴承盖,在最宽处测量间隙值。标准间隙为0.035~0.072 mm,极限值为0.10 mm。
5.凸轮轴轴向间隙的检查。为了防止配气传动斜齿轮工作时轴向分力引起凸轮轴的轴向窜动,保证配气正时,凸轮轴一般都采用轴向定位措施。在凸轮轴齿轮与凸轮轴轴肩之间装有止推板,控制凸轮轴的轴向间隙。凸轮轴的轴向间隙为0.05~0.22 mm,磨损极限间隙为0.60 mm。使用磁力表座配合百分表,对凸轮轴轴向间隙进行测量。前后移动凸轮轴读取百分表上读数。如果轴向间隙超过最大值,更换凸轮轴。
6.凸轮轴由两个直径相等、宽度不同的衬套(又称凸轮轴补套)支承。衬套压装在机体凸轮轴座孔内。在安装时,应保证凸轮轴轴颈与衬套孔的配合间隙。一般新机装配间隙为0.05~0.14 mm,磨损极限间隙为0.18 mm。检验的方法是用千分尺测出轴颈直径和衬套内径,得出配合间隙与标准值比较。如果磨损后圆柱度和圆度超过要求值时,或超过磨损极限间隙时,应进行修磨和修配。
三、修理
1.凸轮轴弯曲的修复。对于弯曲量超限的凸轮轴,一般可用冷压法校直,其方法与校直弯曲的曲轴相同。
2.凸轮工作表面磨损的修复。为了保证修后凸轮工作表面有足够的耐磨性,经磨削后的凸轮表面,应保留一定的淬火层或渗碳层厚度(分别为0.2~0.5 mm和1~2 mm),因此这就限制了凸轮磨修的最大尺寸。一般要求凸轮磨修后,其渗碳层厚度不应小于0.6~0.8 mm,方能保证正常的工作。因此,在磨修凸轮时,应在保证恢复凸轮几何形状的前提下,尽量减小磨削量,以延长凸轮轴的使用寿命。如果凸轮轴磨损到已经不能保证有足够的渗碳层厚度时,可采用堆焊的方法修复。为防止凸轮轴变形或支承轴颈退火,在堆焊时,可把凸轮轴放在水槽中,仅露出被堆焊的部位,以防止温升过高。堆焊后进行机械加工,最后磨削到标准尺寸。
3.凸轮轴颈磨损的修复。轴颈磨损严重或产生大的阶梯、圆度和圆柱度超差时,应按修理尺寸光磨轴颈并更换衬套;或电镀至标准尺寸并配用标准衬套。注意在同时存在有较大弯曲变形时,应先将凸轮轴校直,再进行光磨轴颈。
4.当衬套因磨损或烧蚀与轴颈的配合间隙超过0.18 mm时,或轴颈经过磨削后,均应更换衬套。衬套的修理尺寸与轴颈相同。衬套的修配可采用刮削、镗削和铰削的办法进行。下面介绍刮削的方法和步骤。①根据凸轮轴轴颈的尺寸,选择同级修理尺寸和标准尺寸的衬套。②修刮衬套时,通常不是先将衬套装在机体座孔中。衬套的刮削尺寸按下列公式计算:刮削后的衬套内径尺寸=轴颈尺寸+衬套与轴颈的配合间隙+衬套与座孔的过盈量。
因凸轮轴衬套一般都很薄,压入机体座孔后会因衬套与座孔的过盈配合使内径缩小,其缩小量等于衬套与座孔的过盈量。所以在计算衬套的刮削尺寸时应加上过盈量,衬套与座孔的过盈量各机型说明书上有。
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发动机上的凸轮轴是配气机构气门驱动组零件之一。凸轮轴上配置有各缸的进、排气凸轮,其功用是控制气门的运动,并使其按照一定的次序和时间开关。长期工作后,由于周期性不均衡负荷的作用,会使凸轮轴及推杆产生弯曲变形,其他机件均产生不同程度的磨损,从而破坏了准确的配气正时,导致气缸内充气量不均或不足,影响发动机的工作性能。下面就谈一谈凸轮轴的检修。
一、凸轮轴的拆卸
采用顶置式凸轮轴的发动机,摇臂轴直接支承在缸盖上。在拆卸凸轮轴时,必须先从车上拆卸缸盖。在拆卸缸盖前燃油系统必须先卸压,因为燃油喷射系统保持有压力,即使是在发动机熄火之后。在断开任何燃油管路之前,必须将燃油系统卸压,否则可能会引起着火或人身伤害。
拆卸凸轮轴时先将固定每个凸轮轴轴承盖的螺栓松几扣,再用软锤振动凸轮轴的后部,使轴承盖松动。卸下固定螺栓和盖。拆卸时,应小心谨慎,不能让凸轮轴翘起,以免损坏凸轮或轴承的止推面。修后一定要保证所有气门的正时标志已对准。
二、凸轮轴的检查
1.凸轮轴的弯曲度检查。在平台上用两块V形铁支撑起凸轮轴,用磁力表座与百分表配合测量凸轮轴中间轴颈位置,转动凸轮轴,读取百分表的读数。如果弯曲度超过最大值,更换凸轮轴。
2.凸轮的高度检查。使用外径千分尺测量凸轮的高度。如果凸轮轴凸轮高度低于最小允许值,更换凸轮轴。
3.凸轮轴轴颈的磨损检查。使用外径千分尺测量凸轮轴轴颈的直径。如果凸轮轴轴颈的磨损低于最小值,更换凸轮轴。
4.凸轮轴的径向间隙检查。检查凸轮轴轴承盖和轴颈,应无剥落和拉伤现象。如果轴承损坏,则成套更换轴承和气缸盖。将凸轮轴放在气缸盖上,在每个凸轮轴轴颈上放上塑料间隙规。用13 N·m转矩拧紧轴承盖螺栓。注意不要转动凸轮轴。拆下轴承盖,在最宽处测量间隙值。标准间隙为0.035~0.072 mm,极限值为0.10 mm。
5.凸轮轴轴向间隙的检查。为了防止配气传动斜齿轮工作时轴向分力引起凸轮轴的轴向窜动,保证配气正时,凸轮轴一般都采用轴向定位措施。在凸轮轴齿轮与凸轮轴轴肩之间装有止推板,控制凸轮轴的轴向间隙。凸轮轴的轴向间隙为0.05~0.22 mm,磨损极限间隙为0.60 mm。使用磁力表座配合百分表,对凸轮轴轴向间隙进行测量。前后移动凸轮轴读取百分表上读数。如果轴向间隙超过最大值,更换凸轮轴。
6.凸轮轴由两个直径相等、宽度不同的衬套(又称凸轮轴补套)支承。衬套压装在机体凸轮轴座孔内。在安装时,应保证凸轮轴轴颈与衬套孔的配合间隙。一般新机装配间隙为0.05~0.14 mm,磨损极限间隙为0.18 mm。检验的方法是用千分尺测出轴颈直径和衬套内径,得出配合间隙与标准值比较。如果磨损后圆柱度和圆度超过要求值时,或超过磨损极限间隙时,应进行修磨和修配。
三、修理
1.凸轮轴弯曲的修复。对于弯曲量超限的凸轮轴,一般可用冷压法校直,其方法与校直弯曲的曲轴相同。
2.凸轮工作表面磨损的修复。为了保证修后凸轮工作表面有足够的耐磨性,经磨削后的凸轮表面,应保留一定的淬火层或渗碳层厚度(分别为0.2~0.5 mm和1~2 mm),因此这就限制了凸轮磨修的最大尺寸。一般要求凸轮磨修后,其渗碳层厚度不应小于0.6~0.8 mm,方能保证正常的工作。因此,在磨修凸轮时,应在保证恢复凸轮几何形状的前提下,尽量减小磨削量,以延长凸轮轴的使用寿命。如果凸轮轴磨损到已经不能保证有足够的渗碳层厚度时,可采用堆焊的方法修复。为防止凸轮轴变形或支承轴颈退火,在堆焊时,可把凸轮轴放在水槽中,仅露出被堆焊的部位,以防止温升过高。堆焊后进行机械加工,最后磨削到标准尺寸。
3.凸轮轴颈磨损的修复。轴颈磨损严重或产生大的阶梯、圆度和圆柱度超差时,应按修理尺寸光磨轴颈并更换衬套;或电镀至标准尺寸并配用标准衬套。注意在同时存在有较大弯曲变形时,应先将凸轮轴校直,再进行光磨轴颈。
4.当衬套因磨损或烧蚀与轴颈的配合间隙超过0.18 mm时,或轴颈经过磨削后,均应更换衬套。衬套的修理尺寸与轴颈相同。衬套的修配可采用刮削、镗削和铰削的办法进行。下面介绍刮削的方法和步骤。①根据凸轮轴轴颈的尺寸,选择同级修理尺寸和标准尺寸的衬套。②修刮衬套时,通常不是先将衬套装在机体座孔中。衬套的刮削尺寸按下列公式计算:刮削后的衬套内径尺寸=轴颈尺寸+衬套与轴颈的配合间隙+衬套与座孔的过盈量。
因凸轮轴衬套一般都很薄,压入机体座孔后会因衬套与座孔的过盈配合使内径缩小,其缩小量等于衬套与座孔的过盈量。所以在计算衬套的刮削尺寸时应加上过盈量,衬套与座孔的过盈量各机型说明书上有。
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