發動機曲軸油封接觸面磨損的處理

黃愛順

(江西銅業集團公司德興銅礦，江西德興 334224)

發動機曲軸油封接觸面磨損的處理

黃愛順

(江西銅業集團公司德興銅礦，江西德興 334224)

本文詳細地介紹了在發動機修理過程中，遇到曲軸的油封接觸表面出現過度磨損情況，導致發動機運行時存在不同程度的潤滑油泄漏故障，通過分析不同的曲軸油封結構及磨損程度，采取了直接修磨、油封錯位安裝、安裝耐磨套等方法，經過跟蹤發動機修理運行使用情況，效果良好。

發動機;曲軸;油封;磨損;處理

1 前言

發動機曲軸是發動機中最重要和最貴重的機件之一，發動機曲軸所有材料多用合金鋼如:35CrCo、50Mn、40Cr等，也有用中碳鋼和球墨鑄鐵［1］。一般中碳鋼、合金鋼制的曲軸軸頸都經高頻淬火或氮化處理，提高其耐磨性［2］，目前柴油機曲軸多采用合金鋼模鍛造或鑄鋼。

2 曲軸的工作原理

曲軸是將發動機各缸所作的功匯集以后以回轉運動的形式輸出。曲軸在工作時受力情況比較復雜，它將在周期變化的氣體壓力、慣性力以及力矩共同作用下，產生交變應力，并發生扭轉和彎曲等振動，引起附加振動應力。同時，曲軸形狀復雜，其橫斷面沿軸線方向急劇變化，存在著嚴重的應力集中現象。而且，軸頸部分在相當大的比壓下高速摩擦，還要受到磨損［3］。上述情況，曲軸必須有足夠強度和剛度，各軸頸應具備具有足夠的承受面積和較高的耐磨損性。發動機的全部功率都通過它來輸出，曲軸的各軸頸表面在承受高的比壓下，以相當高的相對速度與軸承間發生滑動摩擦。這些相對滑動面間有時得不到潔凈且充分潤滑，從而使軸頸遭到嚴重的磨損。

3 發動機工作過程中出現的問題

在發動機的修理過程中，有些是因為發動機前后端曲軸油封漏油而導致修理，發動機在底盤上的空間比較小，要更換前后油封難度極大，即使能把油封拆卸下來，在小空間內難以把曲軸油封正確的安裝好。有些是由于曲軸(如圖1)的油封接觸表面磨損較大導致曲軸油封不能產生密封效果，因有些曲軸的軸頸部采用的是鏡面加工工序［4］，難以修復。單靠更換新曲軸油封不能徹底解決漏油問題，而通過更換新曲軸來解決，不但成本過高，同時也造成不必要的浪費。

圖1 曲軸示意圖

4 原因分析及處理方法

在實際修理過程中，針對不同的故障類型，根據發動機的不同油封的安裝結構，以及不同曲軸油封的安裝位置及裝配要求，采取不同種類的解決方法。

油封的自身造成的問題有以下幾種

(1)油封裝歪，唇口劃破或唇口翻邊。

(2)油封自緊彈簧過長或過短。彈簧過長，會因唇口與曲軸凸緣外緣面壓力不足而漏油;彈簧過短使唇口壓力增大，造成曲軸油封的過快磨損。

(3)自緊彈簧脫落。

(4)油封座孔形狀或位置不正確。

在日常修理過程中，油封自身問題之外問題，根據不同的磨損程度及磨損部位采取相應的處理方法，歸納起來有以下幾種。

(1)曲軸修磨法。對于曲軸的油封接觸表面磨損，采用補焊的方法對其進行修磨，在曲軸的油封接觸表面磨損的位置進行補焊，對磨損處進行填充，再對曲軸進行修磨，使曲軸的油封接觸表面的外徑尺寸及光潔度達到標準要求;另外，也可用涂敷、加工方法，在磨損處車成細小螺紋狀，切削深度大于1.6mm，用高效清洗劑清洗表面油污，選擇一種耐磨金屬修補劑涂敷在磨損處，用力按壓，確保金屬修補劑填滿螺紋間隙，并留有加工余量1－2mm，完全固化后，將曲軸加工至要求尺寸及精度。

(2)油封錯位法。由于油封骨架過盈配合在前齒輪室蓋內，油封的安裝有較大的余量，油封位置的細小變化不影響油封的固定及密封。以小松SA6D170發動機的修理為例，在前油封安裝孔的最底部添加一鐵環(如圖2)，鐵環厚度在3－4mm左右，鐵環外徑和油封骨架外徑相同，使曲軸油封安裝落位在鐵環上，曲軸油封的密封唇沒有落在曲軸油封接觸表面的磨損處;對于后油封。

圖2 油封、安裝環示意圖

由于曲軸油封為橡膠骨架油封［5］，曲軸油封靠6個螺栓固定在飛輪殼上(如圖3)，加工一個環形墊圈，厚度在3－4mm之間，使曲軸油封密封唇密封位置錯開于磨損位置，既能保持好曲軸油封的密封性，同時又不影響飛輪的正常安裝。

圖3 油封示意圖

(3)安裝耐磨套法。在修理D355推土機發動機時，發動機曲軸的前后曲軸油封密封位置都安裝了曲軸油封耐磨套，如果曲軸油封耐磨套有磨損，只需把曲軸油封及耐磨套整套進行更換新件即可有效解決;對于康明斯K19發動機，在前齒輪室蓋上無曲軸油封安裝定位凸緣，曲軸油封裝入前齒輪室蓋沉孔時，曲軸油封整體陷入前齒輪室蓋(如圖4)孔2－3mm即可，因沒有曲軸油封定位凸緣，固定鐵環安裝會直接吊入前齒輪室蓋內，也就不能用油封錯位法。當曲軸的油封接觸處磨損而導致漏油時，不能用曲軸油封錯位法來處理、解決，針對這類的曲軸磨損，采用康明斯公司所提供的專用的曲軸油封耐磨套，先對曲軸的油封接觸處磨損槽用金屬修補劑進行填充，再在曲軸的油封接觸處涂一薄層密封膠，安裝油封耐磨套，通過此種方法也有效的解決了曲軸的油封接觸處磨損漏油問題。

圖4 前齒輪室蓋示意圖

5 結束語

通過以上解決方法，在發動機的實際使用過程中情況良好。通過多年來的修理，該方法應用于多種型號的發動機修理結果表明，它能較好地為故障處理提供新的途徑［6］。在對于某一部件或總成件的結構原理不同，所產生的故障方式和故障現象均不同，在分析判斷、檢查、排除故障時，應充分聯系并考慮本機的結構和作用原理，耐心查找，多方面、多層次的分析，確定行之有效的解決辦法。而粗心大意、簡單處理，欲速則不達，甚至可能損壞本來完好的零部件，擴大故障范圍，貽誤發動機的正常工作乃至直接至影響生產。

［1］船舶柴油機［M］.武漢水運工程學院內燃機教研室.人民交通出版社，1990.26.

［2］蔣耘農，魏建秋.新型柴油機汽車維修800問［M］.金盾出版社，2005.59－61.

［3］陳家瑞.汽車結構［M］.機械工業出版社，2005.103.

［4］石塚隆，田中隆臣，牧羲明.NISSAN TIIDA車用HR150DE汽油機的開發［J］.國外內燃機(1000－3797)，2007，39(4):14－15.

［5］朱俊.橡膠油封失效的預防［J］.工程機械與維修(1006－2114)，2009，01:142－143.

［6］賈繼得.應用高階時頻分析方法診斷汽油機故障［J］.內燃機工程(1000－0925)，2009，01:80－83.

Treatment of Contact Surface Wear of Engine Crankshaft Oil Seal

HUANG Ai－shun

(JCC Dexing Copper Mine，Dexing，Jiangxi，China 334224)

In this paper，it＇s introduced that excessive wear of crankshaft oil seal contact surface is checked during repair process in engine，which causes lubricating oil leakage to different degree when the engine is in operation.By analyzing the different structure and degree of wear of crankshaft oil seal，some measures such as grinding，misplacing oil seal and installing wear－resistant sleeve etc have been taken.Tracing operation of engine，it＇s in good condition after repair.

engine;crankshaft;oil seal;wear;treatment

TD854+.2

B

1009－3842(2011)04－0072－02

2011－04－26

黃愛順(1975－)，男，漢族，江西豐城人，機械工程師，主要從事進口發動機修理工作，E－mail:fchhas@sina.com