曲轴常见损伤产生的原因有哪些 曲轴常见损伤及原因

曲轴颈表面磨损

曲轴颈是曲轴主要工作表面，其磨损是不可避免的，一般连杆轴颈磨损大部位是靠曲轴中心线一侧，而主轴颈磨损大部位是靠近连杆轴颈一侧。主要和曲轴工作过程中受力有关。如果连杆弯曲、缸套偏斜等，会加重曲轴颈的偏磨。如果机油中的机械杂质过多，由于主轴颈与连杆轴颈油道的倾斜，在曲轴旋转离心力的作用下，磨料偏积于油道的远离旋转中心的一侧，并集中于连杆轴颈的一侧，从而导致该侧连杆轴颈磨损较大。此外，零件安装位置的偏差和变形，也会使两侧受力不均，其中受力较大的一侧磨损较大。

曲轴颈表面磨损不严重的，可利用轴颈磨削来恢复。曲轴磨削后，各轴颈的圆柱度误差、表面粗糙度、轴颈两端圆角半径应符合规定;各连杆轴颈轴线对主轴颈轴线的平行度误差、曲柄半径应符合原厂规定，各连杆轴颈轴线对曲轴正时齿轮键槽中心平面的分配角度偏差应符合厂家规定。当磨损轴颈的尺寸超出修理尺寸，必须更换曲轴。

曲轴颈烧伤和擦伤

轴颈表面出现烧伤、擦伤等缺陷。其原因是润滑不良、冷却不足，或曲轴机械负荷过大，造成轴颈与轴瓦表面过高的热负荷。加之剧烈摩擦使表面温度进一步升高，严重时导致轴瓦减磨合金烧熔，发生烧瓦故障。过高的温度同时导致轴颈表面氧化，烧成蓝色。轴颈表面轻微擦伤时，可用砂布修磨后，再用毛毡或帆布并涂上机油和少许氧化铬膏进行抛光。后清洗曲轴，吹通油道。

裂纹

曲轴裂纹产生的主要原因是应力集中造成的，一是轴颈与曲柄间圆角加工尺寸(圆角半径)过小，容易产生应力集中。二是曲柄与轴颈之间的连接处，由于过渡部位形状的“急剧”变化而产生的应力集中。三是轴颈表面高频淬火时，由于工艺上的原因，轴颈圆角部分疲劳强度降低。另外，曲轴工作中发生振动和扭动时，曲轴裂纹均增大，其中径向裂纹发展严重时，可能导致曲轴折断。

曲轴轴颈表面不允许有横向裂纹。对轴向裂纹，其深度如在曲轴轴颈修理尺寸以内，可通过磨削磨掉，否则应予以报废。

曲轴的弯曲、扭曲和断裂

曲轴产生弯曲和扭曲变形，往往是由于曲轴受到过大的冲击负荷所造成的。如使用中出现的燃烧故障导致的柴油机爆燃，会使曲轴受到很大的冲击载荷而发生变形;起步过猛、轰油门超越障碍物等，都会使曲轴在短时间内受到大的冲击。轴瓦装配间隙过大，在活塞连杆做上下往复运动时，燃气爆发力不断冲击曲轴，使曲轴发生周期性的振动引起曲轴的变形。发动机飞轮装配后，没有做动平衡实验，飞轮运行中平衡性差，造成曲轴振抖，也会引起曲轴的变形。曲轴发生抖动容易造成柴油机振动和曲轴折断，发生重大毁机事故。

曲轴还有一些其它损伤形式，如起动机螺纹孔损坏，曲轴前后油封轴颈磨损，曲轴后凸缘固定飞轮的螺栓孔磨损，凸缘盘中间轴承孔磨损等。

1、霍尔式曲轴位置传感器的结构。

霍尔信号发生器由长久磁铁、导磁板和霍尔集成电路等组成。内外信号轮侧面各设置一个霍尔信号发生器。信号轮转动时，每当叶片进入长久磁铁与霍尔元件之间的空气隙时，霍尔集成电路中的磁场即被触发叶片所旁路(或称隔磁)，这时不产生霍尔电压;当触发叶片离开空气隙时，长久磁铁2的磁通便通过导磁板3穿过霍尔元件这时产生霍尔电压。

2、霍尔式曲轴位置传感器的结构。

霍尔式曲轴位置传感器是利用霍尔效应的原理，产生与曲轴转角相对应的电压脉冲信号的。它是利用触发叶片或轮齿改变通过霍尔元件的磁场强度，从而使霍尔元件产生脉冲的霍尔电压信号，经放大整形后即为曲轴位置传感器的输出信号。霍尔式曲轴位置传感器安装在曲轴前端，采用触发叶片的结构型式。在发动机的曲轴皮带轮前端固装着内外两个带触发叶片的信号轮，与曲轴一起旋转。外信号轮外缘上均匀分布着18个触发叶片和18个窗口，每个触发叶片和窗口的宽度为10°弧长;内信号轮外缘上设有3个触发叶片和3个窗口，3个触发叶片的宽度不同，分别为100°、90°和110°弧长，3个窗口的宽度亦不相同，分别为20°、30°和10°弧长。由于内信号轮的安装位置关系，宽度为100°弧长的触发叶片前沿位于第1缸和第4缸上止点(TDC)前75°，90°弧长的触发叶片前沿在第6缸和第3缸上止点前75°，110°弧长的触发叶片前沿在第5缸和第2缸上止点前75°。

霍尔元件间歇产生的霍尔电压信号经霍尔集成电路放大整形后，即向ECU输送电压脉冲信号,外信号轮每旋转1周产生18个脉冲信号(称为18X信号)，1个脉冲周期相当于曲轴旋转20°转角的时间，ECU再将1个脉冲周期均分为20等份，即可求得曲轴旋转1°所对应的时间，并根据这一信号，控制点火时刻。该信号的功用相当于光电式曲轴位置传感器产生1°信号的功能。内信号轮每旋转1周产生3个不同宽度的电压脉冲信号(称为3X信号)，脉冲周期均为120°曲轴转角的时间，脉冲上升沿分别产生于第1、4缸、第3、6缸和第2、5缸上止点前75°作为ECU判别气缸和计算点火时刻的基准信号，此信号相当于前述光电式曲轴位置传感器产生的120°信号。

磁脉冲式曲轴位置传感器的结构和工作原理如下：

磁脉冲式曲轴位置传感器安装在曲轴前端的皮带轮之后。在皮带轮后端设置一个带有细齿的薄圆齿盘(用以产生信号，称为信号盘)，它和曲轴皮带轮一起装在曲轴上，随曲轴一起旋转。在信号盘的外缘，沿着圆周每隔4°有个齿。共有90个齿，并且每隔120°布置1个凸缘，共3个。安装在信号盘边沿的传感器盒是产生电信号信号发生器。信号发生器内有3个在长久磁铁上绕有感应线圈的磁头，其中磁头②产生120°信号，磁头①和磁头③共同产生曲轴1°转角信号。磁头②对着信号盘的120°凸缘，磁头①和磁头③对着信号盘的齿圈，彼此相隔了曲轴转角安装。信号发生器内有信号放大和整形电路，外部有四孔连接器，孔“1”为120°信号输出线，孔“2”为信号放大与整形电路的电源线，孔“3”为1°信号输出线，孔“4”为接地线。通过该连接器将曲轴位置传感器中产生的信号输送到ECU。

发动机转动时，信号盘的齿和凸缘引起通过感应线圈的磁场发生变化，从而在感应线圈里产生交变的电动势，经滤波整形后，即变成脉冲信号。发动机旋转一圈，磁头②上产生3个120°脉冲信号，磁头①和③各产生90个脉冲信号(交替产生)。由于磁头①和磁头③相隔3°曲轴转角安装，而它们又都是每隔4°产生一个脉冲信号，所以磁头①和磁头③所产生的脉冲信号相位差正好为90°。将这两个脉冲信号送入信号放大与整形电路中合成后，即产生曲轴1°转角的信号。

产生120°信号的磁头②安装在上止点前70°的位置，故其信号亦可称为上止点前70°信号，即发动机在运转过程中，磁头②在各缸上止点前70°位置均产生一个脉冲信号。