發(fā)動機工作時，曲軸受到旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的離心力、周期性變化的氣體壓力和往復慣性力的共同作用，使曲軸承受著彎曲力和扭轉(zhuǎn)載荷。為了保證發(fā)動機能連續(xù)而可靠地工作，要求曲軸具有足夠的剛度和強度，各工作表面潤滑良好，且能承受沖擊交變負荷和具備較好的耐磨損性能。基于曲柄連桿機構的這個工作特點，曲軸機件一般采用強度高，沖擊韌度和耐磨性能好的中碳鋼、中碳合金鋼模鍛或球墨鑄鐵材料制成（45#鋼或40Cr合金鋼）。為了提高其耐磨性，主軸頸和曲柄銷表面均做淬火和滲氮處理，再進行精磨，以達到較高的精度和較低的表面粗糙度值。這么精密的曲軸件，在選購與鑒別方面給維修服務人員帶來很高的難度。本文從主要技術指標、拆裝注意要點、常見故障及原因分析、簡便識別方法等方面作簡要介紹，供大家參考

一、主要技術指標

（一） 組合式曲軸

1. 連桿

連桿應采用按GB3077《合金結構鋼技術條件》中規(guī)定的20CrMnTi、20CrMo或40Cr合金鋼制造：

技術要求

（1）連桿的非加工表面應光潔，不允許有裂紋、折疊、折痕、結疤、氧化皮及因金屬未充滿鍛模而產(chǎn)生的缺陷。分模面的飛邊高度應不大于0.5mm

允許有總數(shù)不多于2個，直徑不大于2.5mm，深度不大于0.3mm的凹坑或修整痕跡，其位置不得在同一截面上，經(jīng)修整的痕跡應圓滑過渡。連桿不允許焊補。

（2）連桿經(jīng)精加工后，應清除各部分的金屬屑及其污物。連桿毛坯應進行強化噴丸處理。加工后的連桿應經(jīng)過磁力探傷，探傷后，應作退磁處理

（3）平行度要求

①在兩軸線所決定的平面方向上的平行度公差值，應不大于100：0.03。

②在垂直于上述平面方向上的平行度公差值，應不大于100：0.06。

2.  曲柄軸鍛件

（1）技術要求

① 曲柄軸鍛件應做高頻淬火、軟氮化處理和噴丸處理。

② 曲柄軸鍛件需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)處理硬度為207 HBS～302HBS，同一根曲軸硬度差應不大于50 HBS單位，調(diào)質(zhì)后基體的顯微組織為索氏體，按GB/T13320評定，1級～4級合格。

③ 曲柄軸鍛件不允許有折疊、起鱗、裂紋、氧化皮等缺陷。不允許用壓整和焊補的方法消除曲軸的缺陷。曲柄軸鍛件不允許有過燒現(xiàn)象，表面脫碳層深度不允許超過0.70mm。

④ 主軸頸與曲柄連接的過渡圓角處，應該圓滑過渡；圓角處表面粗糙度Ra≤1.6μm；連接處不應有明顯接痕。主軸頸表面粗糙度應Ra不低于0.4μm

⑤ 曲柄軸錐面配合。曲柄軸錐面配合時（指與飛輪內(nèi)錐面孔）錐度按產(chǎn)品圖樣規(guī)定，用專用量規(guī)涂色檢查，著色面積不少于75%，并且沿周向均勻分布。

⑥ 曲柄軸的加工表面應光潔，不允許有碰痕、凹陷和其他肉眼可見的鍛造及加工缺陷。

（2）曲軸-連桿總成要求

① 曲柄銷壓入曲柄時，不允許有刮皮、剝落、崩裂等現(xiàn)象。

② 連桿大頭端面和曲柄之間的端面總間隙為0.10 mm～0.40mm。

③ 曲軸-連桿總成裝配時，連桿大頭孔、曲柄銷及滾針軸承應分組選配，以控制其徑向間隙為0.016 mm～0.024mm。

④ 曲軸-連桿總成裝配后，將主軸頸支撐在專用支架上，連桿在水平方向上由自重下落產(chǎn)生擺動，其運動應平穩(wěn)靈活。

⑤ 主軸頸和錐面相互徑向跳動值，不大于0.03mm。

⑥ 裝配后的曲軸總成，其正時鏈輪的齒中心應正對曲柄銷中心，正時齒角度偏差不大于±20′。

⑦ 平行度要求

（a）兩軸線平面方向平行度公差。在兩軸線所決定的平面方向上的平行度公差值應不大于100：0.08。

（b）垂直于上述平面方向的平行度公差。在垂直于上述平面方向上的平行度公差值應不大于100：0.12。

⑧ 在用戶遵守摩托車發(fā)動機使用說明書中規(guī)定的安裝、保養(yǎng)和使用規(guī)則的情況下，曲軸-連桿總成保用期，應不低于主機的保用期。

（二）整體式曲軸

1. 整體式曲軸應采用按GB3077《合金結構鋼技術條件》中規(guī)定的40Cr合金鋼制造。

2. 曲軸鍛件不允許有折疊、起鱗、裂紋、氧化皮等缺陷；不允許用壓整和焊補的方法消除曲軸毛坯的缺陷；曲軸鍛件不允許有過燒現(xiàn)象，表面脫碳層深度不允許超過0.70mm。

3. 曲軸鍛件需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，調(diào)質(zhì)處理硬度為207 HBS～302HBS，同一根曲軸硬度差應不大于50 HBS單位，調(diào)質(zhì)處理后基體的顯微組織為索氏體，按GB/T13320標準評定，1級～4級合格。曲軸鍛件在熱處理后，應做噴丸或噴砂等處理。

4. 曲軸表面應進行軟氮化處理，其氮化層深度≥0.10mm，表面硬度HV0.1≥420，氮化處理后，其軸頸表面應做拋光。表面熱處理部位、深度和心部硬度應符合產(chǎn)品圖樣規(guī)定。

5. 曲軸主軸頸和連桿軸頸與曲柄連接的過渡圓角處應圓滑過渡，圓角處表面粗糙度Ra≤1.6μm；曲軸主軸頸和連桿軸頸表面粗糙度不得低于Ra0.4μm。

6. 曲軸左端與飛輪錐面配合時，其錐度應按照產(chǎn)品圖樣規(guī)定，用專用量規(guī)涂色檢查，著色面積不得少于75%，并且沿周向均勻分布。

7. 曲軸上正時齒輪的齒中心線與連桿軸頸軸線和主軸頸軸線組成平面的角度偏差不大于±30′。

8. 加工好的曲軸鍛件應按JB/T6729的規(guī)定進行磁力探傷檢驗，采用磁力探傷檢驗后應進行退磁處理。

9. 曲軸軸頸與油道孔口的交接處應進行倒鈍或拋光處理，其粗糙度應不大于1.25μm。同時，應仔細清除曲軸潤滑油道內(nèi)和各部位的金屬屑及雜物，確保潤滑油道清潔和暢通。

10. 在用戶嚴格遵守摩托車使用說明書中規(guī)定的安裝、保養(yǎng)和使用規(guī)則的情況下，曲軸保用期應不低于主機的保用期。

（三）主軸瓦及連桿軸瓦

1.材料

（1）鋼背材料應采用GB699規(guī)定的15號鋼或經(jīng)規(guī)定程序批準的其他材料。

（2） 合金材料應采用CuPb24Sn或經(jīng)過規(guī)定程序批準的其它材料。

（3） 鍍覆層材料應采用PnSn10Cu2或經(jīng)過規(guī)定程序批準的其它材料。

2.硬度

（1） 鋼背材料硬度為HB16～HB20。

（2） 合金硬度為HB12～HB30。

（3）鍍覆層硬度為HV25 13～HV25 15。

3. 表面要求

合金層表面不得有外來夾雜物、氣孔、縮松等缺陷，合金層與鋼背應牢固粘合，不得有脫殼現(xiàn)象。

4. 尺寸公差

軸瓦壁厚公差按圖紙要求：在定位唇周圍5mm范圍內(nèi)，其壁厚允許減薄0.015mm，合金層厚度為0.2mm～0.3mm；鍍覆層厚度為0.01mm～0.05mm；軸瓦對接平面對外圓母線平行度為0.02mm。軸瓦寬度公差按圖紙要求。

5. 軸瓦貼合面要求

軸瓦外圓鋼背的貼合度應不小于鋼背面積的85%。不貼合面應分散分布，其中最大集中面積應不大于鋼背面積的10%。軸瓦在自由狀態(tài)時的彈張量為0.3mm～2.0mm。

6. 表面粗糙度

軸瓦外圓表面粗糙度參數(shù)Ra值為1.25μm；軸瓦內(nèi)圓表面粗糙度參數(shù)Ra值為0.8μm；軸瓦對接平面表面粗糙度參數(shù)Ra值為2.5μm。

7. 內(nèi)圓表面和對接平面要求

軸瓦的內(nèi)圓表面和對接平面應光滑平整，不允許有劃傷、碰傷及壓傷。鋼背面不得有毛刺、銹蝕、裂紋等缺陷。

8. 鍍錫

軸瓦工作表面可鍍錫，錫層厚度為0.002mm～0.003mm，鍍層應均勻，不得有鍍瘤，也可采用其他防蝕措施。

9. 保用期

軸瓦在正常使用條件下（選用型號適宜的潤滑油，油量充足并按行駛里程定期換油）的保用期為2000h。

二、拆裝注意要點

（一）組合式曲軸

由于曲柄連桿機構的組合精度要求高，加工難度較大，曲柄與曲柄銷為過盈配合，而且過盈配合量較大（通常情況下，組合式曲軸過盈配合值在0.06mm～0.09mm之間），拆裝均不容易。因此，在萬不得已的情況下，不要輕易分解曲軸。在維修過程中，除輕微損壞做簡單處理外，通常都是更換曲軸總成，而不是更換其中某一個零部件。這時由于曲柄軸與曲柄銷及連桿的裝配，主要依靠油壓機將曲柄銷壓入曲柄軸銷孔，在壓裝的同時，由專用工具和設備來保證曲軸兩軸頸的同軸度等技術要求。如果不在專用設備及專用工具的輔助下，以上這些工作是無法完成的。如果您所在維修站有專用的設備和輔助工具，分解和組裝曲軸的條件均具備時，可在油壓機上將曲柄銷壓出。若是單缸機型（以南方NF125摩托車發(fā)動機為例），可以自制一個曲軸分解和組合工具（圖4）進行分解。曲軸分解組合工具由工具本體、螺桿等組成。螺桿的螺距為3mm，公稱直徑27mm，螺桿上端裝有扳杠。分解時，先將曲軸組合放到自制的專用工具中，再將分解專用工具夾在臺虎鉗內(nèi)。然后用手扳動扳桿，使螺桿旋轉(zhuǎn)，將曲柄緩慢壓出。

分解雙缸發(fā)動機曲軸組合時，可將曲軸組件在車床上用頂尖頂起，使曲柄處于水平位置。在曲柄的配重端面和曲柄銷端面用劃針刻一中心線標記，以便組合時能夠保持三者在同一中心線上。分解時，使用自制的專用夾具夾住左右曲柄軸，并將曲軸組合安裝在分解架上，放到油壓機上，將曲柄銷壓出。

如果曲軸組合不需要分解，則在拆卸時，要保持曲軸處于比較平穩(wěn)的狀態(tài)。單缸機型曲軸，只要平放在平板上即可。若是雙缸機型曲軸，應注意不要將曲軸傾斜放置，其雙缸連桿應處在一上一下的位置，最好不要有重的物品壓在曲軸組合上面。

為了預防連桿在拆卸時產(chǎn)生彎曲，曲軸連桿組件應輕拿輕放，尤其是拆裝活塞銷時，需在活塞銷孔的另一端用專用工具頂住活塞銷孔，再拆裝活塞銷，更不能使用鐵錘硬敲活塞銷，避免使連桿受力，產(chǎn)生彎曲。

（二）整體式曲軸

整體式曲軸的拆卸作業(yè)主要是紀錄各軸承孔、孔座和軸瓦的代號等工作（以本田V型發(fā)動機為例）。

1. 分組紀錄

需要大修和更換曲軸連桿總成時，可將發(fā)動機汽缸蓋等零部件以及所有合箱螺釘卸去，依次分離曲軸箱下箱體，擰松連桿螺栓，把連桿大頭蓋從連桿組件上取出。再卸下曲軸總成，將活塞連桿組件一起向著缸面的方向從缸體中小心提出后進行分組記錄，曲軸箱主軸承孔內(nèi)徑代號（圖6a）、曲軸主軸頸外徑代號（圖6b），連桿大頭內(nèi)徑代號（圖5a），連桿軸頸（即曲柄銷）代號（圖5b），連桿軸瓦厚度代號（圖5c）。

（1） 曲軸箱主軸承座孔部位內(nèi)徑標記：在上曲軸箱左側(cè)的字母A、B、C表示主軸承座孔的內(nèi)徑代號，左邊的字母表示發(fā)動機后汽缸的主軸承孔內(nèi)徑；右邊的字母表示發(fā)動機前缸的主軸承孔內(nèi)徑。

（2） 曲軸主軸頸外徑標記：在曲軸平衡塊上的數(shù)字1或2表示主軸頸外徑代號。

（3） 連桿內(nèi)徑標記：在連桿剖分側(cè)面的數(shù)字1或2表示連桿大頭孔內(nèi)徑代號。

（4）曲軸連桿軸頸（即曲柄銷）外徑標記：在曲軸平衡塊側(cè)面的字母A或B表示連桿軸頸外徑的代號（圖6）。

（5） 顏色標記。軸瓦側(cè)邊的顏色標記，表示軸瓦的厚度。有一處顏色標記的是前汽缸連桿瓦；有兩處顏色標記的是后缸連桿瓦。

2. 配合間隙的檢查

可持內(nèi)徑百分表和外徑千分尺分別測量曲軸主軸承孔和連桿大頭孔，以及曲軸主軸頸和曲柄銷（即連桿軸頸）外徑，根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)計算其主軸瓦壁厚和連桿軸瓦壁厚。

3. 裝配

裝配與拆卸順序相反。值得注意的是，必須將主軸承、主軸瓦、連桿軸頸及連桿軸瓦清潔干凈，按照各軸頸、孔尺寸分組或按原機記號進行裝配。在軸瓦內(nèi)壁涂覆二硫化鉬溶液，以加強軸瓦的初始潤滑。按照規(guī)定的扭矩緊固各螺栓螺母。

除此之外，裝配時，連桿、連桿軸承蓋內(nèi)側(cè)應徹底除油，連桿軸瓦的定位唇、連桿及蓋槽應對齊，有油孔的軸瓦與連桿的油孔對準。對于多缸發(fā)動機，如需要更換連桿以及對重量進行測定時，應選擇平衡塊與原連桿相同的連桿。標印在連桿上的字母代號是平衡塊的重量代號，如果沒有重量標記，可用電子秤對連桿進行稱重（要求同一臺發(fā)動機上的各缸連桿重量不超過±10克）。若連桿重量超過規(guī)定值，會影響曲柄連桿機構的運行平衡，裝配時應確保各缸連桿的重量一致。此外，還應注意，連桿上有潤滑油噴濺口的車型，連桿裝配時，應確保噴濺口位于曲軸旋轉(zhuǎn)方向的后側(cè)。

三、常見故障及原因分析

由機械原理可知，往復慣性力是由活塞組和連桿小頭產(chǎn)生，旋轉(zhuǎn)慣性力是由連桿大頭段和曲柄（俗稱曲拐）產(chǎn)生。其中，連桿在承受沖擊負荷時做比較復雜的運動，其小頭既隨活塞做上下的往復運動，同時又做旋轉(zhuǎn)運動。再加上活塞在進氣、壓縮、膨脹、排氣四個工作行程中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)力和慣性力是極不均勻的，因此，只要曲柄連桿機構的自振頻率與車速、負荷的頻率接近或重疊時，便會產(chǎn)生共振現(xiàn)象，從而引發(fā)發(fā)動機的某個區(qū)域轉(zhuǎn)速的顫振和振動。這種顫振和振動隨著摩托車行駛里程的增加而逐漸加大。如果摩托車駕駛者不注意避開此共振區(qū)域（即在一定車速下產(chǎn)生的共振，因車型不同，產(chǎn)生共振車速的區(qū)域不同），曲軸連桿及活塞等運動摩擦副零件就會隨著共振現(xiàn)象的持續(xù)，而逐漸損壞。同時還有零件制造誤差對曲軸連桿機構運轉(zhuǎn)帶來的影響。

（一）組合式曲軸

在曲軸機構中為減輕自身的振動而設置了平衡裝置（有的發(fā)動機可能還裝配平衡軸），在發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，能夠平衡一部分慣性力。但零件的機械制造是有積累誤差的（尤其是組合式曲軸）。就拿單缸發(fā)動機來說，曲軸組件由兩個曲柄軸和一個曲柄銷、一個連桿組成，曲柄軸上的曲柄銷孔中心距尺寸是最關鍵的技術參數(shù)。一般情況下，比較正規(guī)的生產(chǎn)廠家，在制造曲柄軸和配對壓合裝配時，都是以偏心距公差0.003mm為一組，這樣組裝起來的曲軸，基本能夠保證其曲軸組件的主軸頸徑向圓跳動值在0mm～0.03mm之間。即使存在制造誤差，也能夠通過組裝后的合理校正，來確保曲軸主軸頸的徑向圓跳動值，在規(guī)定值范圍以內(nèi)。

眾所周知，部分不正規(guī)的企業(yè)，其生產(chǎn)批量小，制造的曲柄軸銷孔中心距散差大（如是偽劣配件情況就更嚴重），未按照規(guī)定的0.003mm的組別進行分組裝配，因而使曲軸在壓合組裝后，其主軸頸徑向圓跳動值嚴重超標，即使采用校正的方法也無法將超差的曲軸主軸頸的徑向圓跳動值控制在規(guī)定范圍內(nèi)，造成曲軸組件在發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中，不但振動較大，使活塞在上下運行時產(chǎn)生偏磨，而且兩軸端徑向圓跳動值過大，使支撐的軸承內(nèi)外圈嚴重磨損，游隙超標，引起運轉(zhuǎn)異常聲響，造成曲軸故障（圖7～圖9）。還有一部分因素是在維修過程中拆卸或更換曲軸連桿組件的不規(guī)范操作造成的。

再有，若連桿大小頭平行度超過規(guī)定的100：0.08，使裝在連桿小頭孔內(nèi)的活塞歪斜在汽缸內(nèi)，導致活塞及環(huán)偏磨，故障嚴重時，將產(chǎn)生竄機油拉缸故障。

（二）整體式曲軸

大排量多缸發(fā)動機采用整體式曲軸結構形式，安裝在曲軸箱上的主軸承和連桿大頭中的連桿軸承一般剖分成兩半的軸瓦。軸瓦分二片：一片裝在曲軸箱軸承座孔或連桿大頭上，另一片軸瓦裝在軸承蓋或連桿蓋上。發(fā)動機工作時，由機油泵泵出的潤滑油經(jīng)過機油粗濾器和精濾器二道過濾后，以一定的油壓在曲軸主軸頸、連桿軸頸部與軸瓦之間形成油膜，同時還通過直通油路泵壓潤滑油潤滑發(fā)動機各運動摩擦副零件，由于油膜的作用，軸頸和軸瓦不直接接觸，便能夠進行平滑的旋轉(zhuǎn)，實際上潤滑油膜在軸瓦與軸頸之間起到了浮動軸承的作用。但若在緊固連桿大頭螺栓時扭緊力矩過大，會造成此處油膜消失，金屬之間就會產(chǎn)生直接接觸，軸瓦在較短的時間內(nèi)就會燒損。此外，軸瓦表面的傷痕、毛刺、渣滓等以及確保油膜形成的配合間隙過大或過小，都會破壞油膜或使油膜消失，直至軸瓦燒損。因此，大排量摩托車使用說明書上通常推薦選用品質(zhì)更為超群的全合成機油（API-SJ、SK……以上）。該油品的基礎油底擁有上佳的流通特性，適宜在極端變化的氣溫條件下或要求更高的環(huán)境下使用。部分用戶為了節(jié)約用油費用，擅自使用普通的四沖程潤滑油，導致經(jīng)常發(fā)生軸瓦燒損，軸頸拉傷故障。再加上不按時清潔保養(yǎng)或更換機油濾芯，使機油臟污，嚴重影響曲軸軸頸與軸瓦之間的正常潤滑。