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曲軸
引擎的主要旋轉機件，裝上連桿后，可承接連桿的上下(往復)運動變成循環(huán)(旋轉)運動。
頸和兩個止推面。在這種情況下，即使是使用成形砂輪磨削，只要使用強力冷卻、合理的磨削余量和選擇好砂輪參數(shù)，一般情況下可以避免磨削燒傷缺陷的出現(xiàn)。在使用窄砂輪磨削止推軸頸時，可采用的方案是：調整程序和砂輪的角度磨削，使砂輪從軸頸的右側以斜切方式進入，磨削至要求尺寸，再快速沿原角度方向斜退出；使砂輪從軸頸的左側以斜切方式進入，磨削至要求尺寸，再快速沿原角度方向斜退出；使砂輪從軸頸的中間快速切入磨削至要求尺寸，再快速退出。在上述磨削時，要應用強力冷卻。至此，止推軸頸及兩側面磨削完畢。
使是使用窄砂輪磨削，使用強力冷卻，也很難避免磨削燒傷缺陷的出現(xiàn)。下面分兩種磨削方式來分述解決方案：
?。?）成形磨削。在成形磨削中，其產生燒傷的主要原因是磨削熱的大量積累和冷卻液無法進入而造成的退火燒傷，退火燒傷造成曲軸止推面硬度下降，表層產生退火組織，止推面的耐磨性變差，嚴重影響發(fā)動機的運行穩(wěn)定性。根據其造成燒傷的主要因素，我們分別從3個方面入手：選擇合適的砂輪、選擇合理的磨削余量和改善冷卻條件。
?、龠x擇合適的砂輪。淬火鋼曲軸止推面硬度高、面積大，砂粒易磨鈍。為了避免砂粒磨鈍而產生大量磨削熱，砂輪硬度宜選軟些，以便磨鈍的砂粒及時脫落，保持砂輪的自銳性。組織較軟的砂輪氣孔多，其中可以容納切屑，避免砂輪堵塞，又可將冷卻液或空氣帶入磨削區(qū)域，從而使磨削區(qū)域溫度降低。
在保證曲軸止推面粗糙度要求的前提下，宜選擇較粗粒度的砂輪，以達到較高的去除比率；另外，砂輪必須精細地平衡，以便砂輪工作時處于良好的平衡狀態(tài)；砂輪必須及時修整以保持其鋒利；影響砂輪修整頻次的因素很多，包括被磨材料的純度和類型、冷卻液的凈度等；修整砂輪的金剛石支座必須牢固，若金剛石表面上有0.5～0.6mm的磨損量，標志金剛石已磨鈍了，應及時更換；嚴格控制砂輪傳動系統(tǒng)及砂輪心軸的間隙；砂輪傳動帶松緊調整合適。
②選擇合理的磨削余量和磨削參數(shù)。在生產實踐中，常以提高工件速度，減少徑向進給量來減少工件表面燒傷和裂紋。有一種經驗為0.1mm磨削法，即在最后加工的0.1mm余量中，逐漸減少進給量，可以去掉前兩次磨削行程中產生的表面損傷層，以減少磨削燒傷。
根據以上理論，我們在生產實踐中采用曲軸止推軸頸多工序磨削，分為粗磨、半精磨和靜磨等工序。經過多工序磨削后，曲軸止推軸頸直徑余量為0.15～0.25mm，止推面單邊余量為0.04～0.07mm，成形磨削再配以強力冷卻等措施，可有效避免燒傷缺陷的產生。值得一提的是，選擇合理的磨削余量，還可以防止止推面出現(xiàn)喇叭口形狀（因防止燒傷，一般選擇較軟的砂輪，余量太大，磨粒脫落較塊，容易出現(xiàn)錐面）。
?、鄹纳评鋮s條件，實施強力冷卻。冷卻液必須有效充分，冷卻液必須噴到磨削區(qū)域；流量一般為40～45L/min，以實現(xiàn)充分冷卻；壓力一般為0.8～1.2N/mm2，以沖去粘在砂輪上的切屑；保持冷卻液的純凈，妥善地過濾，以清除冷卻液的切屑、磨粒等臟物；冷卻液的容器要足夠大，以免摻入過多的氣體或泡沫；防止冷卻液的溫度急劇升高或降低，一般控制冷卻系統(tǒng)的容積和工作間的室溫，就足以控制冷卻液的溫度，然而在特殊儲況下應當使用散熱器。
?。?）窄砂輪磨削（砂輪寬度低于止推軸頸檔寬尺寸）。在使用窄砂輪磨削中，成形磨削采用的防燒傷措施均可應用于此種方法的磨削，只不過窄砂輪磨削在砂輪進給方式上可有更多的選擇。一種是徑向切入法磨削，此種磨削如調整不當可造成前文所述的喇叭口形狀；另一種是斜切方式磨削，第一步，使砂輪從軸頸的右側以斜切方式進入，磨削至要求尺寸，再快速沿原角度方向斜退出；第二步，使砂輪從軸頸的左側以斜切方式進入，磨削至要求尺寸，再快速沿原角度方向斜退出；第三步，使砂輪從軸頸的中間快速切入磨削至要求尺寸，再快速推出。其工序磨削余量和冷卻方式與成形磨削采用一致的參數(shù)。
曲軸磨損的特點及原因
曲軸軸頸表面的磨損是不均勻的，主軸頸與連桿軸頸的徑向磨損主要呈橢圓形，且其最大磨損部位相互對應，即各主軸頸的最大磨損處靠近連桿軸頸一側；而連桿軸頸的最大磨損處也是靠近主軸頸一側。曲軸軸頸沿軸向還有錐形磨損。
軸頸的橢圓形磨損是由于作用于軸頸上的力沿圓周方向分布不均勻引起的。發(fā)動機工作時，連桿軸頸所受的綜合作用力始終作用在連桿軸頸的內側，方向沿曲軸半徑向外，造成連桿軸頸內側磨損最大，形成橢圓形。連桿軸頸產生錐形磨損的原因是由于通向連桿軸頸的油道是傾斜的，當曲軸回轉時，在離心力的作用下，潤滑油中的機械雜質偏積在連桿軸頸的一側，加速了該側軸頸的磨損，使連桿軸頸的磨損呈錐形。此外，連桿彎曲、氣缸中心線與曲軸中心線不垂直等原因，都會使軸頸沿軸向受力不均，而使磨損偏斜。
主軸頸的磨損呈橢圓形，主要是由于受到連桿、連桿軸頸及曲柄臂離心力的影響，使靠近連桿軸頸的一側與軸承產生的相對磨損較大。
此外，軸頸表面還可能出現(xiàn)擦傷與燒傷。擦傷主要是由于機油不清潔，其中較大的堅硬機械雜質在軸頸表面刻劃引起的。軸頸表面的燒傷是由于燒瓦引起的，燒瓦主要是由于潤滑不足、機油過稀、油路阻塞等原因造成的。
曲軸磨損后的修復
一般來說，軸頸直徑在80mm以下，圓度及圓柱度誤差超過0.025mm；或軸頸直徑在80mm以上。圓度及圓柱度誤差超過0.0400的曲軸，均應按規(guī)定尺寸進行修磨，或進行振動堆焊、鍍鉻、鍍鐵后再磨削至規(guī)定購尺才或修理尺寸。
1曲軸的磨削
曲軸軸頸的磨削是在曲軸校正的基礎上進行的。曲軸的磨削除了軸頸表面尺寸精度和表面粗糙度符合技術要求外，還必須達到形位公差的要求：磨削曲軸時，必須保證主軸頸和連桿軸頸各軸心線的同軸度及兩軸心線間的平行度，限制曲柄半徑誤差。并保證連桿軸頸相互位置夾角的精度。曲軸的磨削通常是在專用的曲軸磨床上進行的。
2連桿軸頸的磨削
由于連桿軸頸磨損不均勻，由此產生兩種磨削方法：偏心磨削法和同心磨削法。
同心磨削法就是磨削后保持連桿軸頸的軸線位置不變，即曲柄半徑和分配角不變。柴油機曲軸磨削時，常采用同心法，保持曲柄半徑不變，柴油機的壓縮比不變，但每次的磨削量大。當前，在汽車使用期內，大修次數(shù)減少，用同心法可以確保發(fā)動機性能不變。
偏心磨削法是按磨損后的連桿軸頸表面來定位磨削的，這時軸頸的中心線位置和曲柄半徑均發(fā)生了變化。一般磨削后曲柄半徑大于原曲柄半徑，使壓縮比增大，而且各缸變化不均勻，同時使整個曲軸的質量中心不處于曲軸主軸頸中心線上，引起曲軸不平衡，造成運轉時的附加動載荷。因此，在連桿軸頸磨削時，應盡量減少曲柄半徑的增加量，保證同位連桿軸頸軸心線的同軸度誤差不大于±0．10mm，這樣才能保證曲軸運轉中的平衡。
3曲軸嚴重磨損后的修復
如果發(fā)動機曲軸磨損嚴重，磨削法無法修復或效果較差，可采用等離子噴涂法來修復。
?。?）噴涂前軸頸的表面處理
?、俑鶕S頸的磨損情況，在曲軸磨床上將其磨圓，直徑一般減少0．50—1．00mm。
?、谟勉~皮對所要噴涂軸頸的鄰近軸頸進行遮蔽保護。
③用拉毛機對待涂表面進行拉毛處理。用鎳條作電極，在6～9V、200～300A交流電下使鎳熔化在軸頸表面上。
?。?）噴涂
將曲軸卡在可旋轉的工作臺上，調整好噴槍與工件的距離(100mm左右)。選鎳包鋁(Ni／AL)為打底材料，耐磨合金鑄鐵(NT)與鎳包鋁的混合物為工作層材料；底層厚度一般為0．20mm左右，工作層厚度根據需要而定。噴涂規(guī)范見表1。
噴涂過程中，所噴軸頸的溫度一般要控制在150～170℃。噴涂后的曲軸放入150—180℃的烘箱內保溫2h，并隨箱冷卻，以減少噴涂層與軸頸間的應力。
?。?）噴涂后的處理
噴涂后要檢查噴涂層與軸頸基體是否結合緊密,如不夠緊密，則除掉重噴。如檢查合格，可對曲軸進行磨削加工。由于等離子噴涂層硬度較高，一般選用較軟的碳化錫砂輪進行磨削，磨削時進給量要小一些(0．05—0．10mm)，以免擠裂涂層。另外，磨削后一定要用砂條對油道孔進行研磨，以免毛刺刮傷瓦片。經清洗后，將曲軸浸入80—100℃的潤滑油中煮8～10h，待潤滑油充分滲入涂層后即可裝車使用。
發(fā)動機在大修中必須對曲軸進行檢驗，查明磨損情況，并進行正確的修理，保證曲軸所要求的疲勞強度和耐磨性。
曲軸
引擎的主要旋轉機件，裝上連桿后，可承接連桿的上下(往復)運動變成循環(huán)(旋轉)運動。
頸和兩個止推面。在這種情況下，即使是使用成形砂輪磨削，只要使用強力冷卻、合理的磨削余量和選擇好砂輪參數(shù)，一般情況下可以避免磨削燒傷缺陷的出現(xiàn)。在使用窄砂輪磨削止推軸頸時，可采用的方案是：調整程序和砂輪的角度磨削，使砂輪從軸頸的右側以斜切方式進入，磨削至要求尺寸，再快速沿原角度方向斜退出；使砂輪從軸頸的左側以斜切方式進入，磨削至要求尺寸，再快速沿原角度方向斜退出；使砂輪從軸頸的中間快速切入磨削至要求尺寸，再快速退出。在上述磨削時，要應用強力冷卻。至此，止推軸頸及兩側面磨削完畢。
使是使用窄砂輪磨削，使用強力冷卻，也很難避免磨削燒傷缺陷的出現(xiàn)。下面分兩種磨削方式來分述解決方案：
?。?）成形磨削。在成形磨削中，其產生燒傷的主要原因是磨削熱的大量積累和冷卻液無法進入而造成的退火燒傷，退火燒傷造成曲軸止推面硬度下降，表層產生退火組織，止推面的耐磨性變差，嚴重影響發(fā)動機的運行穩(wěn)定性。根據其造成燒傷的主要因素，我們分別從3個方面入手：選擇合適的砂輪、選擇合理的磨削余量和改善冷卻條件。
?、龠x擇合適的砂輪。淬火鋼曲軸止推面硬度高、面積大，砂粒易磨鈍。為了避免砂粒磨鈍而產生大量磨削熱，砂輪硬度宜選軟些，以便磨鈍的砂粒及時脫落，保持砂輪的自銳性。組織較軟的砂輪氣孔多，其中可以容納切屑，避免砂輪堵塞，又可將冷卻液或空氣帶入磨削區(qū)域，從而使磨削區(qū)域溫度降低。
在保證曲軸止推面粗糙度要求的前提下，宜選擇較粗粒度的砂輪，以達到較高的去除比率；另外，砂輪必須精細地平衡，以便砂輪工作時處于良好的平衡狀態(tài)；砂輪必須及時修整以保持其鋒利；影響砂輪修整頻次的因素很多，包括被磨材料的純度和類型、冷卻液的凈度等；修整砂輪的金剛石支座必須牢固，若金剛石表面上有0.5～0.6mm的磨損量，標志金剛石已磨鈍了，應及時更換；嚴格控制砂輪傳動系統(tǒng)及砂輪心軸的間隙；砂輪傳動帶松緊調整合適。
?、谶x擇合理的磨削余量和磨削參數(shù)。在生產實踐中，常以提高工件速度，減少徑向進給量來減少工件表面燒傷和裂紋。有一種經驗為0.1mm磨削法，即在最后加工的0.1mm余量中，逐漸減少進給量，可以去掉前兩次磨削行程中產生的表面損傷層，以減少磨削燒傷。
根據以上理論，我們在生產實踐中采用曲軸止推軸頸多工序磨削，分為粗磨、半精磨和靜磨等工序。經過多工序磨削后，曲軸止推軸頸直徑余量為0.15～0.25mm，止推面單邊余量為0.04～0.07mm，成形磨削再配以強力冷卻等措施，可有效避免燒傷缺陷的產生。值得一提的是，選擇合理的磨削余量，還可以防止止推面出現(xiàn)喇叭口形狀（因防止燒傷，一般選擇較軟的砂輪，余量太大，磨粒脫落較塊，容易出現(xiàn)錐面）。
③改善冷卻條件，實施強力冷卻。冷卻液必須有效充分，冷卻液必須噴到磨削區(qū)域；流量一般為40～45L/min，以實現(xiàn)充分冷卻；壓力一般為0.8～1.2N/mm2，以沖去粘在砂輪上的切屑；保持冷卻液的純凈，妥善地過濾，以清除冷卻液的切屑、磨粒等臟物；冷卻液的容器要足夠大，以免摻入過多的氣體或泡沫；防止冷卻液的溫度急劇升高或降低，一般控制冷卻系統(tǒng)的容積和工作間的室溫，就足以控制冷卻液的溫度，然而在特殊儲況下應當使用散熱器。
（2）窄砂輪磨削（砂輪寬度低于止推軸頸檔寬尺寸）。在使用窄砂輪磨削中，成形磨削采用的防燒傷措施均可應用于此種方法的磨削，只不過窄砂輪磨削在砂輪進給方式上可有更多的選擇。一種是徑向切入法磨削，此種磨削如調整不當可造成前文所述的喇叭口形狀；另一種是斜切方式磨削，第一步，使砂輪從軸頸的右側以斜切方式進入，磨削至要求尺寸，再快速沿原角度方向斜退出；第二步，使砂輪從軸頸的左側以斜切方式進入，磨削至要求尺寸，再快速沿原角度方向斜退出；第三步，使砂輪從軸頸的中間快速切入磨削至要求尺寸，再快速推出。其工序磨削余量和冷卻方式與成形磨削采用一致的參數(shù)。
曲軸磨損的特點及原因
曲軸軸頸表面的磨損是不均勻的，主軸頸與連桿軸頸的徑向磨損主要呈橢圓形，且其最大磨損部位相互對應，即各主軸頸的最大磨損處靠近連桿軸頸一側；而連桿軸頸的最大磨損處也是靠近主軸頸一側。曲軸軸頸沿軸向還有錐形磨損。
軸頸的橢圓形磨損是由于作用于軸頸上的力沿圓周方向分布不均勻引起的。發(fā)動機工作時，連桿軸頸所受的綜合作用力始終作用在連桿軸頸的內側，方向沿曲軸半徑向外，造成連桿軸頸內側磨損最大，形成橢圓形。連桿軸頸產生錐形磨損的原因是由于通向連桿軸頸的油道是傾斜的，當曲軸回轉時，在離心力的作用下，潤滑油中的機械雜質偏積在連桿軸頸的一側，加速了該側軸頸的磨損，使連桿軸頸的磨損呈錐形。此外，連桿彎曲、氣缸中心線與曲軸中心線不垂直等原因，都會使軸頸沿軸向受力不均，而使磨損偏斜。
主軸頸的磨損呈橢圓形，主要是由于受到連桿、連桿軸頸及曲柄臂離心力的影響，使靠近連桿軸頸的一側與軸承產生的相對磨損較大。
此外，軸頸表面還可能出現(xiàn)擦傷與燒傷。擦傷主要是由于機油不清潔，其中較大的堅硬機械雜質在軸頸表面刻劃引起的。軸頸表面的燒傷是由于燒瓦引起的，燒瓦主要是由于潤滑不足、機油過稀、油路阻塞等原因造成的。
曲軸磨損后的修復
一般來說，軸頸直徑在80mm以下，圓度及圓柱度誤差超過0.025mm；或軸頸直徑在80mm以上。圓度及圓柱度誤差超過0.0400的曲軸，均應按規(guī)定尺寸進行修磨，或進行振動堆焊、鍍鉻、鍍鐵后再磨削至規(guī)定購尺才或修理尺寸。
1曲軸的磨削
曲軸軸頸的磨削是在曲軸校正的基礎上進行的。曲軸的磨削除了軸頸表面尺寸精度和表面粗糙度符合技術要求外，還必須達到形位公差的要求：磨削曲軸時，必須保證主軸頸和連桿軸頸各軸心線的同軸度及兩軸心線間的平行度，限制曲柄半徑誤差。并保證連桿軸頸相互位置夾角的精度。曲軸的磨削通常是在專用的曲軸磨床上進行的。
2連桿軸頸的磨削
由于連桿軸頸磨損不均勻，由此產生兩種磨削方法：偏心磨削法和同心磨削法。
同心磨削法就是磨削后保持連桿軸頸的軸線位置不變，即曲柄半徑和分配角不變。柴油機曲軸磨削時，常采用同心法，保持曲柄半徑不變，柴油機的壓縮比不變，但每次的磨削量大。當前，在汽車使用期內，大修次數(shù)減少，用同心法可以確保發(fā)動機性能不變。
偏心磨削法是按磨損后的連桿軸頸表面來定位磨削的，這時軸頸的中心線位置和曲柄半徑均發(fā)生了變化。一般磨削后曲柄半徑大于原曲柄半徑，使壓縮比增大，而且各缸變化不均勻，同時使整個曲軸的質量中心不處于曲軸主軸頸中心線上，引起曲軸不平衡，造成運轉時的附加動載荷。因此，在連桿軸頸磨削時，應盡量減少曲柄半徑的增加量，保證同位連桿軸頸軸心線的同軸度誤差不大于±0．10mm，這樣才能保證曲軸運轉中的平衡。
3曲軸嚴重磨損后的修復
如果發(fā)動機曲軸磨損嚴重，磨削法無法修復或效果較差，可采用等離子噴涂法來修復。
?。?）噴涂前軸頸的表面處理
①根據軸頸的磨損情況，在曲軸磨床上將其磨圓，直徑一般減少0．50—1．00mm。
?、谟勉~皮對所要噴涂軸頸的鄰近軸頸進行遮蔽保護。
③用拉毛機對待涂表面進行拉毛處理。用鎳條作電極，在6～9V、200～300A交流電下使鎳熔化在軸頸表面上。
?。?）噴涂
將曲軸卡在可旋轉的工作臺上，調整好噴槍與工件的距離(100mm左右)。選鎳包鋁(Ni／AL)為打底材料，耐磨合金鑄鐵(NT)與鎳包鋁的混合物為工作層材料；底層厚度一般為0．20mm左右，工作層厚度根據需要而定。噴涂規(guī)范見表1。
噴涂過程中，所噴軸頸的溫度一般要控制在150～170℃。噴涂后的曲軸放入150—180℃的烘箱內保溫2h，并隨箱冷卻，以減少噴涂層與軸頸間的應力。
?。?）噴涂后的處理
噴涂后要檢查噴涂層與軸頸基體是否結合緊密,如不夠緊密，則除掉重噴。如檢查合格，可對曲軸進行磨削加工。由于等離子噴涂層硬度較高，一般選用較軟的碳化錫砂輪進行磨削，磨削時進給量要小一些(0．05—0．10mm)，以免擠裂涂層。另外，磨削后一定要用砂條對油道孔進行研磨，以免毛刺刮傷瓦片。經清洗后，將曲軸浸入80—100℃的潤滑油中煮8～10h，待潤滑油充分滲入涂層后即可裝車使用。
發(fā)動機在大修中必須對曲軸進行檢驗，查明磨損情況，并進行正確的修理，保證曲軸所要求的疲勞強度和耐磨性。