发动机凸轮轴磨损原因分析及修复方案

利用TQC原理解决摩托车发动机凸轮轴磨损摘要：本文针对市场反馈发动机凸轮轴磨损现象，利用TQC原理，从几方面排除与查找产生发动机凸轮轴早期磨损的原因，对分析因素做实际验证，证明了磨损的主要原因为凸轮材质的选用欠佳及配偶件摇臂的精度不良导致。

关键词：TQC；凸轮轴；摇臂；异常磨损；工艺改善；验证前言：凸轮轴是发动机配气机构中的主要零件，它的主要作用是保证进排气阀按照一定的时间开启和关闭。

凸轮在工作过程中除受到一定的弯曲和扭转载荷外，主要是凸轮的型线表面承受交变的挤压应力和配偶的摇臂的相互运动摩擦。

凸轮轴的主要失效型式是凸轮表面因交变挤压应力作用产生的麻点或表面剥落现象。

所以要求凸轮轴具有较好的强度和刚度意外，更主要的是具有良好的耐接触和耐磨损性能。

搭载L YM149MG发动机的T110弯梁摩托车曾经荣获2007年度中国弯梁车年度车型，在摩托车领域享有较高的声誉，随着产量的不断扩大，市场反馈一定数量的发动机出现气缸头异响、凸轮轴和摇臂磨损异常的现象，影响到整车销售和企业的形象。

1.现状把握：对市场反馈做统计，故障发生期都为车辆行驶里程7000km以内，属于早期磨损。

2.原因查找与分析针对凸轮轴早期磨损实施市场调查和要因讨论，按照TQC的原理，从人、机、料、法、环五个方面逐一进行排查分析：人方面主要是检查：用户日常维护不当和使用劣质机油油品，通过市场用户走访，确定不是要因；机方面主要是检查：凸轮、摇臂加工不良、凸轮、摇臂热处理金相组织不良、机油泵工作不良和油道堵塞，通过调查分析、试验再现和用户跟踪，发现凸轮和摇臂表面粗糙度检查，摇臂R面的直线度、平行度调查显示直线度超差会引起接触比压加大，易导致磨损故障发生；料方面主要是检查：材质选用不良、缸头加工精度平行度差和气门弹簧弹力超大，发现凸轮材质有差异，不一样的材质使用的热处理方式导致金相硬度的不同，对耐磨性影响较大；法方面主要是检查：未按照作业要求调整正时、气门间隙和油封装配不良，导致供油压力不足，未发现成因；环方面主要是检查：气候湿度较大、寒冷地区温差大，未发现成因。

凸轮轴的拆装与检修实施方案凸轮轴是发动机中非常重要的零部件之一，主要作用是带动曲轴旋转。

它不仅关系到发动机运转稳定性和振动情况，还关系到发动机的结构是否合理。

若凸轮轴损坏到一定程度，则将会影响发动机的工作效率，甚至会造成重大事故，因此凸轮轴质量是发动机正常运转中至关重要的一环。

凸轮轴的损坏主要表现在缸体与凸轮轴之间出现磨损、断裂、变形、泄漏、疲劳损伤、冲击损伤等故障。

随着发动机技术发展和对零件精度要求的不断提高，零件装配精度要求越来越高。

因此零件的装配质量和精度会直接影响发动机的正常运转，进而影响发动机工作性能和生产效率。

1、检查项目检查发动机各部位，看有无异常磨损，油路有无漏油，有无漏水现象。

发动机各部位连接处有无泄漏现象。

凸轮轴旋转是否灵活。

曲轴转角是否准确，有无扭转变形现象，有无偏磨的现象。

轴承间隙是否合理均匀。

油封应符合要求，油封应具有良好弹性和强度等性能要求。

2、检修方法对损坏的凸轮轴，应先拆卸缸体，再拆凸轮轴；对损坏的凸轮轴，要先拆缸活塞、活塞环、凸轮轴承，再拆缸体，然后再拆主轴承，最后装曲轴箱盖。

由于凸轮轴在整个制造和装配过程中易发生变形和锈蚀，所以在使用中要注意经常检查和更换磨损零件。

尤其是缸体与凸轮轴之间装配时要经常注意以下几点：①对装配好的凸轮轴要及时进行装配检验（一般按使用寿命要求进行检验）。

②安装好凸轮轴后，要及时对凸轮轴进行润滑和清洗，防止润滑油溅入发动机的每个角落造成润滑不良，从而引起燃烧不良或机后爆燃。

③为了保证发动机在运行的过程中不出现抖动现象（如温度升高或油温下降等）以及磨损情况产生，应定期对缸体与凸轮轴进行检查润滑油质量（对润滑油应进行粘度测试),及时调整机油用量和使用周期（如每1000小时更换机油用量）等；④为了消除缸体与凸轮轴之间由于装配误差所引起的振动、噪音和震动，应定期对凸轮轴进行振动测试、噪声检测及振动检测等；⑤为了保证气门间隙在合理范围内（一般为0.8~1.0 mm)(图1-2),并使气门间隙保持在正常范围内及工作状态下都能保持在规定值；⑥为了确保进气歧管与凸轮轴能够保持良好的油膜状态以及减少汽缸与缸体之间的摩擦声，应定期对活塞、活塞环等零件进行润滑和清洗。

图1燃油凸轮磨损拆下异常磨损的燃油凸轮进行详细检查，发现燃油凸轮磨损集中在喷油器开启阶段，磨损处沿圆周方向长度25mm左右，磨损面宽度与滚轮宽度基本相同。

但在同一工作面的滚轮表面却无任何损伤。

2故障原因分析排查通常导致燃油凸轮异常磨损的原因，有以下原因：①凸轮与滚轮之间无润滑来油，形成干摩擦；②滑油系统清洁度差，异物造成磨损；———————————————————————作者简介:徐武（1971-），男，陕西咸阳人，本科，高级工程师，研究方向为机械设计制造及自动化；胡明翔（通讯作者）（1992-），男，山西朔州人，本科，工程师，研究方向为内燃机设计。

（具体见图2），图中阴影曲线部分为故障件凸轮型线。

所以不排除凸轮型线偏差造成凸轮磨损的可能。

由于凸轮在使用过程中发生磨损，为查明原因，对同一批次的库存燃油凸轮进行测量得到同样不符合图纸要求的型线尺寸，非同批次检查结果表明凸轮型线符合图纸要求，见图3。

2.5对其它影响凸轮与滚轮之间贴合的相关尺寸进行检查根据凸轮专利方图纸进行其它相关尺寸的检查，检测结果如表2。

从检测结果看，全部合格，可以排除影响凸轮与滚轮之间贴合的尺寸超差引起凸轮工作面异常磨损。

凸轮材料、尺寸及表面硬度直接影响柴油机的可靠性，对于设计定型的柴油机，机需要重点针对凸轮材料、过程的监管，特别是加强对原材料采购的质量控制和凸轮型线加工及热处理的过程检验，类故障的发生。

参考文献:[1]柴油机排烟异常的分析与诊断（11）：28.[2]韩自朴.8240ZJ[J].内燃机车，1993：[3]张河.CAT-C9备管理与维修，2019图2故障件凸轮型线图3库存件凸轮型线序号检测项目要求值实测值1 2 3 4 5 6 7 8凸轮工作面与内孔轴线的平行度凸轮基圆表面圆柱度凸轮工作面的表面粗糙度凸轮哈夫面平面度凸轮工作面的直线度起始点和终点的角度误差凸轮基圆内径凸轮基圆外径0.005mm0.050mm0.40μm0.020mm0.005mm±30′Φ125K6+0.04-0.021mmR95±0.5mm0.002mm0.025mm0.25μm0.015mm0.005mm18′X向Φ124.99mmY向Φ124.99mmR95.05mm表2检测结果图4正常凸轮受力图5故障凸轮受力F1F3F2F1。

奔驰272发动机凸轮轴和曲轴相关故障原
因
在奔驰272发动机中，凸轮轴和曲轴是两个非常重要的零部件，它们的故障可能会导致发动机运行不稳定甚至无法正常工作。

下面将介绍一些与奔驰272发动机凸轮轴和曲轴相关的故障原因。

1. 润滑不良：发动机凸轮轴和曲轴需要良好的润滑才能正常工作。

如果发动机油泵无法提供足够的油压，或者机油中含有杂质导致润滑不良，凸轮轴和曲轴的磨损会加剧，进而导致故障。

2. 零部件老化：随着使用时间的增加，凸轮轴和曲轴也会逐渐老化。

这可能导致它们的尺寸失调，表面粗糙或者产生裂纹，进而引发故障。

3. 过热：高温环境会导致发动机凸轮轴和曲轴因热胀冷缩而受损。

如果发动机冷却系统存在问题，导致温度过高，凸轮轴和曲轴的故障风险也会增加。

4. 其他零部件故障：奔驰272发动机的凸轮轴和曲轴与其他零部件有着紧密的联系。

如果其他零部件存在故障，例如活塞环损坏、气门控制单元故障等，这些问题可能会传导到凸轮轴和曲轴上，导致其出现故障。

奔驰272发动机凸轮轴和曲轴的故障原因可能包括润滑不良、零部件老化、过热以及其他零部件故障。

为了减少这些故障的发生，定期进行发动机保养和维修，保证油品的质量和更换周期，检查冷却系统以及其他零部件的正常工作状态都是非常重要的。

踏板车凸轮轴磨损解决方法1.引言1.1 概述概述踏板车的凸轮轴是发动机中重要的零部件之一，其作用是驱动气门进行开闭。

由于凸轮轴长期运转，常受到高温高压环境的影响，容易出现磨损现象。

凸轮轴的磨损不仅会影响发动机的正常工作，还会影响踏板车的性能和经济性。

为了解决凸轮轴磨损问题，本文将介绍一些有效的解决方法。

本文首先将介绍凸轮轴磨损的原因，包括使用时间长、润滑不良、材质品质差等方面的因素。

然后，将探讨凸轮轴磨损对踏板车的影响，如功率下降、油耗增加、噪音变大等方面的问题。

最后，将提出两种解决凸轮轴磨损问题的具体方法，包括定期维护保养和更换高品质的凸轮轴。

通过本文的介绍，读者将能够全面了解凸轮轴磨损问题，并学会采取适当的解决方法。

希望通过本文的参考，读者能够更好地保护踏板车的凸轮轴，延长其使用寿命，提高踏板车的性能和经济性。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：在本文中，将从两个方面探讨踏板车凸轮轴磨损的解决方法。

首先，将介绍凸轮轴磨损的原因，分析出导致凸轮轴磨损的主要因素。

其次，将分析凸轮轴磨损对踏板车的影响，包括车辆性能下降、燃油消耗增加等问题。

最后，将提出两种解决凸轮轴磨损的方法，并对它们的可行性和效果进行评估。

通过本文的阐述，读者将能够了解踏板车凸轮轴磨损的原因和影响，并能够根据自身情况选择适合的解决方法，延长踏板车的使用寿命。

1.3 目的目的部分的内容可以写成以下这样：目的部分旨在介绍本文的主要目标和宗旨。

本文旨在探讨踏板车凸轮轴磨损的解决方法，并提供一些实用的指导和建议。

主要目的是帮助读者了解凸轮轴磨损的原因和影响，并提供有效的解决方法，让读者能够更好地维护和保养自己的踏板车，延长其使用寿命。

通过本文的阅读，读者将能够了解凸轮轴的重要性以及如何正确处理凸轮轴磨损问题。

同时，读者也可以根据本文的建议，采取一些预防措施，减少凸轮轴的磨损，提高踏板车的性能和稳定性。

总之，本文的目的是为读者提供相关知识和经验，解决凸轮轴磨损问题，确保踏板车的正常运行和使用。

发动机凸轮轴和挺柱磨损问题分析与解决1、问题来源根据售后服务反馈山西某瓦斯发电站的发电机组的凸轮轴、挺柱磨损，影响机组可靠运行，请求协助分析查找原因。

目测问题凸轮轴上有磨擦痕迹，手触稍有手感,B列进气凸轮轴磨损明显，A列进、排气凸轮均有磨损。

挺柱有磨损痕迹，个别缸的挺柱磨损严重，底面有凹凸不平的凹坑，面积约占整个底面面积的35％。

2、初步分析挺柱和凸轮轴是发动机零部件中受冲击载荷较大的摩擦传动副，且运行环境较恶劣。

从挺柱表面出现的失效情况来分析，有两种可能：（1）因挺柱和凸轮轴高速运转，接触部分传递较大负载，或者润滑、冷却条件不足，导致接触部分积热严重，局部油膜被破坏，使凸轮轴和挺柱发生冷焊粘连在一起。

由于发动机持续运转，又使粘联在一起的金属发生撕裂剥离。

（2）因挺柱和凸轮轴长期受冲击性大负载，挺柱和凸轮轴表面容易出现金属疲劳，从而在硬度相对软的零件上出现脱落，形成麻点、凹坑。

分析实物的情况，初步认为，是由于冷却、润滑不足导致的。

3、具体分析润滑、冷却挺柱和凸轮轴的机油来源有两种途径：（1）顶部落油冷却：挺柱下部有3个φ6出油孔，机油从气缸盖上推杆孔流出，落到挺柱中间孔内，然后从3个小孔溢出，落到凸轮轴表面；（2）冷却喷嘴强制冷却：冷却喷嘴上有2组φ1.1油孔，油从小孔中喷出，打在机体壁上,形成油雾或者飞溅到挺柱和凸轮轴上。

3.1顶部落油冷却3.1.1复核问题挺柱用游标卡尺量得挺柱出口孔下部到底面的距离约为13（见图1），从机体图纸上量的：用于挺柱导向的下端面距离凸轮轴41.26（见图2）。

凸轮轴基圆直径φ43.5，凸轮轴最大升程8.12。

43.5/2+8.12+13＝42.87＞41.26图1所以，在最大升程时，挺柱的出油孔是被机体堵住的，且由于3个出油孔是沿径向均布的，所以，3个出油孔都是被堵住的。

图2查看凸轮轴的升程表，发现角度51°时，升程为6.63231；105°时，升程为6.63231，所以凸轮轴在转动360°中有54°，是没有或者很少的机油，从顶部落下冷却、润滑凸轮轴接触部位。

一、柴油机凸轮轴定义与应用船舶柴油机中的凸轮轴是仅次于曲轴轴系的重要基础轴类传动部件，凸轮轴的组成主要由进排气凸轮、偏心轮、支承轴颈、以及凸轮轴驱动齿轮等组成；凸轮轴主要作用是控制柴油机进气阀、排气阀的开合动作，喷油器起喷正时，以及空气分配器的驱动，附加带动调速器等其他附件的传动轮做同步运动，为燃烧室正常工作提供先决条件[1]。

二、引起船用柴油机凸轮轴系统故障的主要原因凸轮轴故障现象主要有凸轮轴工作面点蚀、磨损、塑性变形，凸轮轴表面裂纹和凸轮轴整体弯曲变形等，而引起凸轮轴故障有多种原因，现总结归纳船用凸轮轴故障原因主要从三个重要环节进行原因分析：第一方面是从加工制造环节和凸轮轴结构形式的选用进行分析。

图1 凸轮轴剖视图众所周知，凸轮，见图1，应该保证具有很高的轮廓精准度，相位角度、良好的耐磨性、工作表面较小的表面粗糙度以及足够的刚度和抗冲击能力。

第二方面是从安装环节进行分析，为保证凸轮轴在整个柴油机系统中能够可靠工作，安装工艺同样不可忽视，凸轮轴各配合部件要严格按照柴油机技术规格书中凸轮轴规定的装配尺寸公差来进行安装，比如：止推片调整轴向间隙；力矩扳手按标准值紧定螺栓；确保齿轮和凸轮轴锥面清洁和干燥；凸轮轴转速正时轮附件齿后的第一个齿的中心线应准确对准主转速正时传感器的中心线；安装凸轮轴时曲轴和凸轮轴正时定位销的找正方法。

第三方面是从凸轮轴日常管理进行分析，柴油机管理人员落实检查制度不到位，仅仅存在于检查燃油、滑油、冷却水、更换滤芯滤器、各油路水路阀门位置、主机系统供电等日常启机环节，对凸轮轴道门盖内部情况长时间疏于观察。

所以一旦出现柴油机动力衰减伴随油耗增加因凸轮轴导致此现象时，往往更换意义大于修复。

原因还有以下方面：（1）故障原因判断失误或者仅调整气阀间隙和喷油正时后继续使用，凸轮表面长时间工作加剧磨损。

（2）在润滑系统原因的情况下，因为凸轮轴部位基本处于在整体润滑系统中较为劣势的位置，即使是进行设计的液体动压润滑机构，在启动、停车或载荷剧烈变动时，也会短时间处于局部边界摩擦状态[2]。

凸轮轴异常磨损诊断与检修文/微　波一辆国产CL125—5虎型摩托车如图1所示行驶26 000多km，因用户误用劣质机油，造成气缸盖燃烧室及气门积炭严重，去维修站清除积炭，复装后起动发动机，试车基本正常。

但不到10天，用户来到维修站反映，左缸气门间隙声响偏大，调整后使用不久，异响故障依旧，其原因不明。

针对气门异响故障，维修工拆下左、右缸摇臂座详细检查发现，左缸凸轮轴磨损严重，而右缸凸轮轴磨损正常。

更换凸轮轴组件，调整好气门间隙，高速试车数十km后，左缸气门异响再现。

停车，检查凸轮轴的磨损情况，仍是左缸凸轮磨损严重如图2所示，且呈偏红色，说明该故障可能是缺少机油润滑所致。

装上新凸轮轴和正时链轮（暂不装左、右缸摇臂座组件），按电起动按扭，使发动机空转，观察凸轮轴左、右两端油孔的来油状况发现，右端出油孔出油正常，而左端出油孔无油冒出。

据此，可以初步判断曲轴箱左侧油路发生堵塞，要排除故障，只有分解发动机，拆下气缸盖、气缸体，检查曲轴箱上平面左右端的油孔及纸垫片，没有看到任何堵塞现象。

21056继续分解曲轴箱，仔细观察中发现，右曲轴箱上平面用于安装M6×135螺栓的M6螺纹已拉毛（该螺栓在气缸盖进气侧左面，用与气缸体预紧之用），不能起紧固作用，故该螺栓未装。

由于该M6螺纹孔与曲轴箱油道相贯通，不装M6×135螺栓，会使通往凸轮轴左侧的机油在油道贯通处失压。

分解曲轴箱发现，合箱垫片两侧面平面密封胶很多，且有多余密封胶堵塞在左曲轴箱铸件凹槽内φ1.5 mm的油孔如图3、4所示，造成无机油上到凸轮轴的左端，使左缸凸轮轴无机油润滑而严重磨损。

设法将该螺纹孔扩孔，设法镶上M6螺纹套并沾上505瞬间粘结剂，使螺纹套与曲轴箱体粘合24小时固化后，补装M6×135螺栓。

用小细针疏通左曲轴箱铸件凹槽φ1.5 mm 的油孔，更换曲轴箱垫片，在其垫片两侧面均匀涂上平面密封胶，复装所拆零件。

同时更换新凸轮轴及衬套，对好配气正时，调整进、排气门间隙。

凸轮轴磨损引起的故障分析与检修两例摘要凸轮轴是配气机构中重要零件之一，利用它来控制气门适时开启和关闭。

本文通过对两个案例的分析较为详实的说明了由于凸轮轴磨损对发动机造成的故障分析与检修方法。

关键词凸轮轴；磨损；故障分析；检修配气机构是按照发动机的做功顺序，定时地开启和关闭进排气门，使混合气或空气进入气缸，使废气排出气缸，凸轮轴就是完成该项工作的主要传动部件，其常见故障有磨损、弯曲变形等，本文参考两个实车检修案例对凸轮轴磨损引起故障进行了详细的分析。

案例一：凸轮轴磨损引起的发动机回火故障分析与检测。

1 故障现象一辆北京切诺基越野车，该车配备直列四缸多点燃油喷射发动机，发动机转速在2500r/min以下及怠速时工作正常；急加速工况下反应迟钝，高挡位发动机动力不足，最高车速只能保持在100km/h，在2500r/min以上时不论加速还是匀速都存在发动机回火的现象。

2 故障分析据了解车主已多次针对该故障进行过检修，先后更换了电子控制单元、进气管绝对压力传感器、节气门位置传感器、汽油滤清器、高压线、火花塞等部件；对该车点火正时重新进行过调校，更换过液压挺柱等，但是故障一直没有排除。

通过对故障现象的分析，明显的现象就是进气管回火，那么引起回火的原因主要有三种，即：混合气过稀、点火正时不准、配气相位不对。

造成混合器过稀的原因主要是由于进气管路存在漏气，致使计量空气的传感器检测量不足，检查进气管路，没有发现存在漏气的地方。

利用金德K81发动机检测仪对电控系统进行分析，没用故障码。

读取节气门位置传感器（TPS）信号正常，进气管绝对压力传感器信号（MAP）在怠速到中负荷（2500r/min）范围之间信号正常，但是高转速（2500r/min）以上时，无法正常显示其信号电压，因为此时出现了回火现象，导致进气管气压波动，影响了进气管绝对压力传感器的信号，由于ECU没有记录下故障码，初步断定引起该故障的不在电控系统，可能在机械传动上。