发动机曲轴油封接触面磨损的处理

黄爱顺

(江西铜业集团公司德兴铜矿，江西德兴 334224)

发动机曲轴油封接触面磨损的处理

黄爱顺

(江西铜业集团公司德兴铜矿，江西德兴 334224)

本文详细地介绍了在发动机修理过程中，遇到曲轴的油封接触表面出现过度磨损情况，导致发动机运行时存在不同程度的润滑油泄漏故障，通过分析不同的曲轴油封结构及磨损程度，采取了直接修磨、油封错位安装、安装耐磨套等方法，经过跟踪发动机修理运行使用情况，效果良好。

发动机;曲轴;油封;磨损;处理

1 前言

发动机曲轴是发动机中最重要和最贵重的机件之一，发动机曲轴所有材料多用合金钢如:35CrCo、50Mn、40Cr等，也有用中碳钢和球墨铸铁［1］。一般中碳钢、合金钢制的曲轴轴颈都经高频淬火或氮化处理，提高其耐磨性［2］，目前柴油机曲轴多采用合金钢模锻造或铸钢。

2 曲轴的工作原理

曲轴是将发动机各缸所作的功汇集以后以回转运动的形式输出。曲轴在工作时受力情况比较复杂，它将在周期变化的气体压力、惯性力以及力矩共同作用下，产生交变应力，并发生扭转和弯曲等振动，引起附加振动应力。同时，曲轴形状复杂，其横断面沿轴线方向急剧变化，存在着严重的应力集中现象。而且，轴颈部分在相当大的比压下高速摩擦，还要受到磨损［3］。上述情况，曲轴必须有足够强度和刚度，各轴颈应具备具有足够的承受面积和较高的耐磨损性。发动机的全部功率都通过它来输出，曲轴的各轴颈表面在承受高的比压下，以相当高的相对速度与轴承间发生滑动摩擦。这些相对滑动面间有时得不到洁净且充分润滑，从而使轴颈遭到严重的磨损。

3 发动机工作过程中出现的问题

在发动机的修理过程中，有些是因为发动机前后端曲轴油封漏油而导致修理，发动机在底盘上的空间比较小，要更换前后油封难度极大，即使能把油封拆卸下来，在小空间内难以把曲轴油封正确的安装好。有些是由于曲轴(如图1)的油封接触表面磨损较大导致曲轴油封不能产生密封效果，因有些曲轴的轴颈部采用的是镜面加工工序［4］，难以修复。单靠更换新曲轴油封不能彻底解决漏油问题，而通过更换新曲轴来解决，不但成本过高，同时也造成不必要的浪费。

图1 曲轴示意图

4 原因分析及处理方法

在实际修理过程中，针对不同的故障类型，根据发动机的不同油封的安装结构，以及不同曲轴油封的安装位置及装配要求，采取不同种类的解决方法。

油封的自身造成的问题有以下几种

(1)油封装歪，唇口划破或唇口翻边。

(2)油封自紧弹簧过长或过短。弹簧过长，会因唇口与曲轴凸缘外缘面压力不足而漏油;弹簧过短使唇口压力增大，造成曲轴油封的过快磨损。

(3)自紧弹簧脱落。

(4)油封座孔形状或位置不正确。

在日常修理过程中，油封自身问题之外问题，根据不同的磨损程度及磨损部位采取相应的处理方法，归纳起来有以下几种。

(1)曲轴修磨法。对于曲轴的油封接触表面磨损，采用补焊的方法对其进行修磨，在曲轴的油封接触表面磨损的位置进行补焊，对磨损处进行填充，再对曲轴进行修磨，使曲轴的油封接触表面的外径尺寸及光洁度达到标准要求;另外，也可用涂敷、加工方法，在磨损处车成细小螺纹状，切削深度大于1.6mm，用高效清洗剂清洗表面油污，选择一种耐磨金属修补剂涂敷在磨损处，用力按压，确保金属修补剂填满螺纹间隙，并留有加工余量1－2mm，完全固化后，将曲轴加工至要求尺寸及精度。

(2)油封错位法。由于油封骨架过盈配合在前齿轮室盖内，油封的安装有较大的余量，油封位置的细小变化不影响油封的固定及密封。以小松SA6D170发动机的修理为例，在前油封安装孔的最底部添加一铁环(如图2)，铁环厚度在3－4mm左右，铁环外径和油封骨架外径相同，使曲轴油封安装落位在铁环上，曲轴油封的密封唇没有落在曲轴油封接触表面的磨损处;对于后油封。

图2 油封、安装环示意图

由于曲轴油封为橡胶骨架油封［5］，曲轴油封靠6个螺栓固定在飞轮壳上(如图3)，加工一个环形垫圈，厚度在3－4mm之间，使曲轴油封密封唇密封位置错开于磨损位置，既能保持好曲轴油封的密封性，同时又不影响飞轮的正常安装。

图3 油封示意图

(3)安装耐磨套法。在修理D355推土机发动机时，发动机曲轴的前后曲轴油封密封位置都安装了曲轴油封耐磨套，如果曲轴油封耐磨套有磨损，只需把曲轴油封及耐磨套整套进行更换新件即可有效解决;对于康明斯K19发动机，在前齿轮室盖上无曲轴油封安装定位凸缘，曲轴油封装入前齿轮室盖沉孔时，曲轴油封整体陷入前齿轮室盖(如图4)孔2－3mm即可，因没有曲轴油封定位凸缘，固定铁环安装会直接吊入前齿轮室盖内，也就不能用油封错位法。当曲轴的油封接触处磨损而导致漏油时，不能用曲轴油封错位法来处理、解决，针对这类的曲轴磨损，采用康明斯公司所提供的专用的曲轴油封耐磨套，先对曲轴的油封接触处磨损槽用金属修补剂进行填充，再在曲轴的油封接触处涂一薄层密封胶，安装油封耐磨套，通过此种方法也有效的解决了曲轴的油封接触处磨损漏油问题。

图4 前齿轮室盖示意图

5 结束语

通过以上解决方法，在发动机的实际使用过程中情况良好。通过多年来的修理，该方法应用于多种型号的发动机修理结果表明，它能较好地为故障处理提供新的途径［6］。在对于某一部件或总成件的结构原理不同，所产生的故障方式和故障现象均不同，在分析判断、检查、排除故障时，应充分联系并考虑本机的结构和作用原理，耐心查找，多方面、多层次的分析，确定行之有效的解决办法。而粗心大意、简单处理，欲速则不达，甚至可能损坏本来完好的零部件，扩大故障范围，贻误发动机的正常工作乃至直接至影响生产。

［1］船舶柴油机［M］.武汉水运工程学院内燃机教研室.人民交通出版社，1990.26.

［2］蒋耘农，魏建秋.新型柴油机汽车维修800问［M］.金盾出版社，2005.59－61.

［3］陈家瑞.汽车结构［M］.机械工业出版社，2005.103.

［4］石塚隆，田中隆臣，牧羲明.NISSAN TIIDA车用HR150DE汽油机的开发［J］.国外内燃机(1000－3797)，2007，39(4):14－15.

［5］朱俊.橡胶油封失效的预防［J］.工程机械与维修(1006－2114)，2009，01:142－143.

［6］贾继得.应用高阶时频分析方法诊断汽油机故障［J］.内燃机工程(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

黄爱顺(1975－)，男，汉族，江西丰城人，机械工程师，主要从事进口发动机修理工作，E－mail:fchhas@sina.com