配气机构凸轮轴的检修

配气机构的功能是按照柴油机工作循环的要求,定时开、闭进排气门,使新鲜空气适时进入气缸,废气及时排出缸外,同时在压缩和作功行程中,使进、排气门压紧在相应的座圈上,密封进、排气道而不漏气,保证气缸内燃油和空气高效地混合、燃烧。[www.ttkaiche.com]

配气机构由三部分组成,气门组、气门驱动组和气门传动组。凸轮轴就属于气门驱动组的一个部件。

    一、凸轮轴的功用

柴油机进气工作时,曲轴正时齿轮通过中间齿轮(调速齿轮)驱动凸轮轴齿轮和轴转动,当曲轴转角到上止点前一定角度时,进气凸轮从正圆转入圆弧形轮廓,将挺柱顶起,通过推杆推动摇臂,使摇臂绕摇臂轴摆动,压缩气门弹簧,使气门打开,吸气过程便开始。凸轮轴继续转过一个角度,当凸轮凸起部分离开挺柱时,作用在气门尾端的压力消失,气门就在气门弹簧力的作用下自行关闭。排气过程除了开启与关闭定时与进气过程不同外,其工作程序与进气过程大致相同。四冲程柴油机每完成一次工作循环,曲轴旋转两周,相应的凸轮轴转一周,完成进、排气门各开启、关闭一次。

进、排气凸轮控制进、排气门的升程、速度、加速度、惯性力和工作次序。可见凸轮轴对柴油机的工作过程有较大的影响,是柴油机中较为精制的零件之一。

虽然凸轮轴的工作转速仅为曲轴的一半,但是凸轮与挺柱之间的工作条件较差,油膜形成困难,容易引起早期磨损、表面擦伤,甚至出现麻点和剥落,进而影响功能的正常发挥。

    二、凸轮轴的检查

在工作过程中,由于凸轮轴的受力不大,凸轮轴的磨损比较缓慢。一般发动机经过2~3次大修后才需要修理凸轮轴。

凸轮轴的主要缺陷是凸轮高度与凸轮表面的磨损、凸轮轴的弯曲和凸轮轴轴颈磨损等。凸轮外形磨损后,使气门升起高度减小,和气门开放重迭时间缩短,因而使气缸充气量不足,废气排不争,致使发动机功率下降,燃油消耗率增加。而凸轮轴弯曲后,影响配气定时和气门升起高度,并使轴颈和轴套发生偏磨。

1.凸轮轴的拆却

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。

2.凸轮轴弯曲的检查

凸轮轴修理前,首先要检查和校正不直度。检查的方法,测量中间轴颈对两端轴颈的径向跳动量,与检查曲轴弯曲的方法相似。以两端轴颈为支承点,放在v型铁架台上,或者把凸轮轴放在车床的两个顶针间,然后用千分表的测头抵住轴颈,再慢情地转动凸轮轴,观察表读数。要求径向跳动量不大于0.05 mm,允许值为0. 10 mm,极限值为0. 30 mm。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。

3.凸轮轴轴颈磨损的检查

先把凸轮轴清洗干净,然后直接用外径千分尺进行测量,若磨损程度超出允许范围,则应更换凸轮轴。凸轮轴轴颈为33.934~33.950 mm。

4.凸轮轴轴颈与座孔配合间隙的检查

用凸轮轴轴颈量表测量轴颈座孔的内径,再用外径千分尺测量相应的凸轮轴颈的大小,二者的差即为配合间隙。凸轮轴轴颈座孔的配合间隙为0.039~0. 080 mm。

5.凸轮升程的检查

凸轮轴的定位同上,把千分表的指针抵住凸轮轴的凸面上直接进行测量,当测量值大于允许值时应更换。这里需要注意的是,在凸轮轴颈上和凸轮上均不得有拉伤、划痕等,否则,应更换凸轮轴。

6.凸轮高度的检查

可用游标卡尺直接测量凸轮高度。经检查,凸轮轴上的凸轮高度磨损量还在允许数值范围内时,可用凸轮轴磨床磨修,使其恢复到标准凸轮的尺寸形状。

    三、凸轮轴的修理

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。

凸轮轴支承轴颈磨损后,可在外圆磨床上光磨,以恢复其正确的几何形状,再根据轴颈的实际尺寸,选配轴套。轴颈经多次修磨后,如果直径尺寸小于允许值时,可采用镀铬、金属喷镀和堆焊等方法进行修复。

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