曲軸結(jié)構(gòu)
國(guó)內(nèi)汽車需求旺盛、全球汽車市場(chǎng)中心向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移、汽車零部件采購(gòu)日益全球化等等因素促進(jìn)了中國(guó)整體汽車市場(chǎng)愈發(fā)作為中國(guó)工業(yè)發(fā)展支柱產(chǎn)業(yè)的地位。從2007-2010年,中國(guó)曲軸總產(chǎn)量分別為477萬(wàn)、642萬(wàn)、2633萬(wàn)和3100萬(wàn)支,其中剔除摩托車等單缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸,仍然達(dá)到450萬(wàn)、575萬(wàn)、1032萬(wàn)和1400萬(wàn)支。
中國(guó)高速增長(zhǎng)的汽車工業(yè)為車用曲軸提供了廣闊的市場(chǎng)空間。2010年,中國(guó)汽車產(chǎn)銷分別為1826.47萬(wàn)輛和1806.19萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)32.44%和32.37%。其中:乘用車產(chǎn)銷1389.71萬(wàn)輛和1375.78萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)33.83%和33.17%;商用車產(chǎn)銷436.76萬(wàn)輛和430.41萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)28.19%和29.90%。
2010年全年,累計(jì)完成發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)銷1690.95萬(wàn)臺(tái)和1702.59萬(wàn)臺(tái),比上年分別增長(zhǎng)27.44%和29.73%。其中,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)累計(jì)完成產(chǎn)銷393.55萬(wàn)臺(tái)和399.27萬(wàn)臺(tái),比上年分別增長(zhǎng)25.03%和30.36%,汽油發(fā)動(dòng)機(jī)累計(jì)完成1296.59萬(wàn)臺(tái)和1302.52萬(wàn)臺(tái),比上年分別累計(jì)增長(zhǎng)28.19%和29.55%。預(yù)計(jì)2011年我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)銷量將達(dá)到約1934萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)約13.63%。而作為發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件,曲軸的銷售量與發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)銷量密切相關(guān)。發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)銷量的變化反映了曲軸市場(chǎng)需求量的變動(dòng)情況。
曲軸是柴油發(fā)電機(jī)組主要機(jī)件之一,它的作用是將柴油機(jī)各缸所做的功匯集后以回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方式輸出。對(duì)于多缸重慶康明斯柴油發(fā)電機(jī),它要連續(xù)承受做功沖程從活塞經(jīng)連桿傳來(lái)的力,將其轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩傳給傳動(dòng)機(jī)構(gòu),同時(shí),還要通過(guò)連桿推動(dòng)各缸活塞進(jìn)行吸氣、壓縮和排氣,并驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)及其他輔助裝置。曲軸-飛輪組件的結(jié)構(gòu),通常非為主軸頸、連桿軸頸、曲柄、前端軸(即曲軸自由端)、后端(曲軸輸出端)凸緣及平衡塊(或稱平衡重)等部分組成。
多缸東風(fēng)康明斯柴油發(fā)電機(jī)的曲軸是一根高速旋轉(zhuǎn)的長(zhǎng)軸。它承受不斷變化的氣體壓力和慣性力及旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力的作用,因此,要求它具有足夠的強(qiáng)度和剛度,而且要耐磨,潤(rùn)滑良好,安裝固定可靠并加以軸向定位或限制軸向位移,此外,曲拐布置應(yīng)合理,以滿足柴油機(jī)的發(fā)火次序和運(yùn)行平穩(wěn)的要求。
曲軸的結(jié)構(gòu)有如下幾類。
整體式:整根曲軸由整體鍛造或鑄造而成,廣泛用于中、小型柴油機(jī)。
套合式:有半套合式和全套合式。用于大型低速柴油機(jī)。
組合式:有分段式和圓盤(pán)式。采用滾動(dòng)軸承的高速機(jī)。
NT系列重慶康明斯、東風(fēng)康明斯、柴油機(jī)曲軸飛輪結(jié)合組由曲軸、曲軸齒輪、軸瓦、啟動(dòng)齒圈、飛輪和皮帶輪等組成。NT系列柴油機(jī)曲軸為整體式,用鋼材整體鍛造。這種曲軸的特點(diǎn)是主軸頸、曲臂和連桿軸頸制成一個(gè)整體。其前軸端部裝有帶兩個(gè)皮帶槽的三角皮帶盤(pán),以直接或間接拖動(dòng)風(fēng)扇、水泵及充電機(jī)的皮帶輪。曲軸后端通過(guò)法蘭盤(pán)用六個(gè)螺釘連接并緊固飛輪,并用兩個(gè)圓柱銷定位。在飛輪端面上具有12鉻均勻縫補(bǔ)的螺孔,供安裝聯(lián)軸器等動(dòng)力輸出裝置,啟動(dòng)齒圈緊套在飛輪配合面上。
由于主軸頸結(jié)構(gòu)不同,第1、3、5擋軸瓦相同,第2、4、6擋相同,第7擋軸瓦特異,各擋瓦均有油孔,止堆片安在第7擋軸承蓋上,主軸瓦采用鋁合金薄壁軸瓦,上瓦與下瓦之間用主軸承螺栓擰緊,在上瓦中還有出油孔和油槽,并能與主軸頸中的油孔相通,潤(rùn)滑油從孔內(nèi)流通,以強(qiáng)制潤(rùn)滑主軸承摩擦表面和連桿軸頸摩擦表面。曲軸飛輪組件裝配完畢后,在飛輪端用手轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸,應(yīng)靈活自如。
曲軸故障及方法
發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí),在起動(dòng)系統(tǒng)完好的情況下,若變速器置于空檔位置,按起動(dòng)開(kāi)關(guān),起動(dòng)機(jī)有響聲而曲軸不能轉(zhuǎn)動(dòng),則屬于機(jī)械故障。引起發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸不能轉(zhuǎn)動(dòng)的原因及診斷與修復(fù)方法如下所述。
⑴ 原因
① 起動(dòng)機(jī)與飛輪齒嚙合不良。齒圈與起動(dòng)機(jī)齒輪在起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)會(huì)發(fā)生撞擊,造成牙齒損壞或牙齒單面磨損。若牙齒連續(xù)三個(gè)以上損壞或磨損嚴(yán)重,起動(dòng)機(jī)齒輪與齒圈牙齒便難以嚙合。
② 粘缸。發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高時(shí)停車熄火,熱量難以散出,高溫下的活塞環(huán)與氣缸粘連,冷卻后無(wú)法起動(dòng)。
③ 曲軸抱死。由于潤(rùn)滑系故障或缺機(jī)油造成滑動(dòng)軸承干摩擦,以致最終抱死曲軸而無(wú)法起動(dòng)。
④ 噴油泵柱塞卡死。
⑵ 診斷與修復(fù)方法
① 若飛輪有連續(xù)三個(gè)以上牙齒損壞,且與起動(dòng)機(jī)齒正好相對(duì),就會(huì)導(dǎo)致兩者齒輪不能嚙合。在這種狀態(tài)下,只需用撬棒將飛輪撬轉(zhuǎn)一個(gè)角度,再按起動(dòng)按鈕便可順利起動(dòng)。對(duì)于損壞的飛輪牙齒,一般可采用焊接修復(fù)。
② 齒圈松動(dòng)時(shí)可從飛輪殼起動(dòng)機(jī)安裝口處確認(rèn)。若齒圈松動(dòng),則須更換新件。在安裝時(shí),應(yīng)先將齒圈放在加熱箱中加熱,而后趁熱壓在飛輪上,冷卻后即可緊固于飛輪上。
③ 齒圈牙齒單邊磨損嚴(yán)重時(shí),可將齒圈壓下,前后端面翻轉(zhuǎn)后,再裝在飛輪上使用。
曲軸齒輪
④ 經(jīng)檢查齒輪嚙合正常,起動(dòng)時(shí)飛輪不轉(zhuǎn)動(dòng),則應(yīng)視為發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部故障,如曲軸抱死,活塞粘缸,離合器卡滯等,對(duì)此應(yīng)進(jìn)一步觀察??上炔殡x合器有無(wú)破損卡滯,再檢查噴油泵柱塞是否卡滯和發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部有無(wú)異物等故障。平衡軸斷裂原因
單缸柴油機(jī)維修時(shí)要注意消除平衡軸斷裂的原因?,F(xiàn)將導(dǎo)致平衡軸斷裂的有關(guān)原因總結(jié)如下:
(一)軸承松曠。所謂平衡軸軸承松曠,引起座孔不正常磨損的常見(jiàn)原因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)平衡不好,流動(dòng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)不靈活,平衡軸兩端座孔同軸度超差,平衡軸軸向游隙過(guò)大等。座孔磨損增大后,運(yùn)轉(zhuǎn)平衡軸承受過(guò)大的沖擊負(fù)荷,導(dǎo)致平衡軸斷裂。
(二)裝配錯(cuò)誤。在柴油機(jī)拆裝、維修過(guò)程中,有時(shí)會(huì)將平衡軸裝錯(cuò),例如裝正時(shí)齒輪時(shí)把正時(shí)記號(hào)裝錯(cuò)了。這時(shí)平衡機(jī)警不僅不能起平衡作用,反而會(huì)引起更大的振動(dòng),從而造成平衡軸的斷裂。
(三)齒輪嚙合不良。平衡軸齒輪和與之嚙合的齒輪中軸線平等度超差,相嚙合的齒輪在傳動(dòng)過(guò)程中發(fā)生卡滯,使平衡軸受到周期性的彎曲應(yīng)力,從而導(dǎo)致平衡軸疲勞斷裂。
曲軸齒輪