孫繼紅

(清原滿族自治縣農機化技術推廣服務站，遼寧 清原 113300)

0　引言

曲軸是柴油機受力最復雜和最貴重的零件之一，其功用是將活塞和連桿傳來的氣體作用力轉變成扭矩輸出，用以驅動拖拉機等工程機械行駛。此外，柴油機配氣機構和一些附件如水泵、機油泵、噴油泵等也由曲軸驅動。柴油機工作時曲軸承受氣體作用力，往復慣性力和旋轉慣性力以及它們所產生的力矩作用，使曲軸處于交變應力狀態。曲軸形狀復雜，應力集中現象相當嚴重，特別是曲柄與軸頸的圓角過渡區、潤滑油孔附近。主軸頸和連桿軸頸在很高的比壓及相對速度下滑動，柴油機曲軸易發生磨損、變形、裂紋或折斷等損傷，為了保證柴油機的運行質量和運行安全，維修人員需要了解曲軸的結構特點，以及常見損傷的修理方法。

1　柴油機曲軸的結構特點

柴油機曲軸通常由優質碳素結構鋼、優質合金鋼和高強度球墨鑄鐵制造，其中鍛造曲軸多采用45號優質碳素結構鋼制造。強化程度較高的柴油機曲軸通常采用抗拉強度和屈服點較高的優質合金鋼制造，如40Cr、38CrMo等。球墨鑄鐵曲軸的優點是制造方便、成本低，可保證曲軸的形狀合理，耐磨性好，因而被廣泛應用。WD615系列、YC6105QC型柴油機均采用球墨鑄鐵曲軸。

柴油機曲軸的結構有整體式和組合式，大多數柴油機采用整體式，而6135系列和T815系列柴油機則采用組合式。

1.1 整體式曲軸

整體式曲軸由曲軸前端、曲拐、曲軸后端及平衡塊等組成。多缸柴油機曲拐的布置形式與曲軸的平衡性、柴油機著火順序及著火間隔有關。一般四沖程四缸柴油機均采用平面布置曲軸，常用的工作順序為l—3—4—2或1—2—4—3，可以保證兩缸之間均勻著火。由于四個曲拐對稱于曲軸軸線的中心平面，平衡性較好。四沖程六缸直列式柴油機工作順序有1—5—3—6—2—4或1—4—2—6—3—5兩種。無論采用哪一種工作順序，其點火間隔角均為120°，六缸柴油機曲軸能實現自身完全平衡。

柴油機曲軸均采用全支承的結構形式，即相鄰兩個曲拐之間都設有主軸頸。全支承曲軸剛度和強度較高，主軸頸載荷小，工作可靠。為了提高曲軸的整體剛度，鑄造曲軸的主軸頸多為實心結構。連桿軸頸又稱曲柄銷，大多數鑄造曲軸的連桿軸頸做成空心的，既可減少質量，又可減小離心力。有些連桿軸頸的中心線稍向外偏移，可進一步減少連桿軸頸產生的離心力。有時將連桿軸頸中的孔道兩端密封起來形成潤滑油腔。油腔可對雜質起離心過濾作用。應定期對油腔進行清洗，防止雜質沉積過多而堵塞油道。曲柄臂多制成橢圓或圓形，以提高材料的利用率。

柴油機曲軸均布置有一定數量的平衡塊，平衡塊形狀大多為扇形。因為扇形重塊的質心距曲軸旋轉中心較遠，用較小的質量即可產生較大的離心力，有利于減輕曲軸的整體質量。柴油機曲軸與平衡塊多制成一體結構，少數柴油機曲軸與平衡塊分開制造，加工后用螺釘裝在一起。

曲軸后端的密封一般采用回油螺紋配合甩油盤，擋油凸緣配合油封等措施，回油螺紋槽的螺旋方向與曲軸轉向相反。曲軸旋轉時螺紋槽中的潤滑油也隨之旋轉，由于潤滑油有黏度，在曲軸和汽缸體之間的潤滑油因汽缸體表面的附著作用，使潤滑油與曲軸表面產生速度差，螺紋槽中的潤滑油被推向汽缸體內，故有很好的密封效果。曲軸后端伸出汽缸體外，飛輪通過定位銷或凸緣與曲軸后端的飛輪接合盤定位裝配，然后用螺栓緊固。

柴油機曲軸的曲柄臂與汽缸體側壁和主軸承蓋的端面間都有一定的軸向間隙。若間隙過小，曲軸轉動阻力增大，嚴重時會卡死；若間隙過大，曲軸受軸向力時竄動，產生振動和噪聲，影響活塞連桿組的正常工作。為了保證曲柄連桿機構工作的位置，必須對曲軸的軸向竄動加以限制，而在受熱膨脹時又能允許它自由伸長，所以曲軸只能有一處設置定位裝置。曲軸軸向定位可以選擇在前端、后端或中間主軸頸處。

曲軸前端定位通常采用整體式止推環或雙金屬片，雙金屬片的一邊澆有減磨合金。兩雙金屬片分別置于主軸承兩側。雙金屬片與曲柄臂之間的間隙為0.05～0.25 mm，其余主軸承蓋與曲柄臂之間的軸向間隙不小于0.75 mm。

曲軸中間定位或后端定位多采用翻邊軸瓦和半圓止推片，其中半圓止推片應用較廣。YC6105QC型柴油機曲軸的四片半圓形止推片，上、下分別裝于第四道主軸承的兩邊，其軸向間隙為0.09～0.21 mm。這種定位方式的優點是，后端受到較大軸向推力時可避免產生曲軸的較大彎曲變形，同時也可降低對汽缸體和曲軸加工尺寸鏈精度的要求。安裝止推片時，必須把開有油槽的減磨合金層正對曲軸曲拐。

1.2 組合式曲軸

組合式曲軸的特點是，主軸承采用滾動軸承，其過盈配合內圈套在每兩節曲軸相連接的主軸頸上，軸承內圈是需要在油中加熱到規定溫度下再進行裝配的。

T815-3-929型十缸柴油機曲軸由曲軸前端軸、后端軸和5個曲拐組成，兩節曲軸之間分別用四條短螺栓和一條長螺栓(穿過曲軸連桿軸頸中心孔)連接、緊固成一體