凸轮轴断裂的故障原因、修理方法及预防措施

作为6135型柴油发动机“心脏”的B型喷油泵，在装备训练、野营拉动等过程中，凸轮轴经常断裂，严重影响了部队训练和演习任务的顺利完成。结合装备教学和修理实践，对6135型柴油发动机B型喷油泵凸轮轴断裂的故障原因，修理方法和预防措施作一介绍。 
1 故障原因 
6135型柴油发动机采用的B型泵为整体柱塞式喷油泵，它通过四根螺栓固定在柴油机机体一侧的支架上，由柴油机曲轴经正时齿轮驱动，喷油泵 凸轮轴与油泵驱动轴采用联轴器连接。喷油泵凸轮的升程为10mm，分泵中心距为40mm，油泵的最大转速达1000转/分钟。由于喷油泵高转速的工作状况和”四点支撑”的安装形式以及使用保养不当等原因，造成喷油泵与支架结合处泵体外圆弧面磨损(支架内圆弧面磨损相对较少)，泵体下移，使凸轮轴与油泵驱动轴轴线偏移。喷油泵凸轮轴受到扭曲、弯曲和摆动等作用力而产生附加交变应力，最终导致凸轮轴疲劳断裂。 
2 修理方法 
6135型柴油发动机B型喷油泵凸轮轴轴颈表面光洁度不低于8，硬度不低于HRC45，圆柱度公差为0.10mm，全长直线度公差为0.05mm ，属于精密零件。对于凸轮轴断裂的修复，一般采用“换件修理法”，即更换凸轮轴。但换件修复后若不排除造成凸轮轴断裂的根本原因，必然导致凸轮轴再次断裂。为避免凸轮轴重复断裂，通常是更换B型喷油泵泵体或B型喷油泵总成。这种做法既不经济，保障难度也大(采用更换B型喷油泵泵体的方 法需用喷油泵试验台校泵)，尤其是在野战条件下保障难度更大。经多年实践，以下三种应急方法， 比较适合野战条件下对6135型柴油发动机B型喷油泵凸轮轴断裂的修复。 
2.1原件修复法 
造成凸轮轴断裂的根本原因是喷油泵泵体的磨损。基于此，我们可以对泵体用电焊、铜焊采取 “堆补”的方法进行焊接，堆补的厚度和区域略比磨损量大。焊接后采用挫削和研磨的方法将焊接部位抛 光打平，恢复泵体原有几何形状，清洗各零件，装机调试后即可使用。原件修复法还可以用金属胶胶补的方法，对喷油泵泵体进行修补。即用调制好的金属胶涂在磨损区域，金属胶涂层的厚度和区域略大于磨损量，待金属胶凝固20~30分钟后，对涂有金属胶的区域进行打磨抛光，清洗各零件，装机调试后即可使用。 
2.2零件拆拼法 
6135型柴油发动机B型喷油泵泵体的材质一般为铸铁或铝合金，尽管材质不同，其安装尺寸和 内部结构完全一致。因此，可在已报废的6135型柴油发动机B型喷油泵中，根据需要拆卸可以利用的 泵体、凸轮轴等零件，拼装成一个完整的B型喷油泵，经调试合格后装机使用。 
2.3附加零件法 
在野战条件下，无法利用“原件修复法”和“零件拆拼法”时，可以采用“附加零件法”。具体方 法是：①用挫刀和研磨砂布将泵体磨损部位研磨打光（磨损部位为与支架的配合面，且靠油泵驱动轴 一端较为严重）；②用深度卡尺测量经研磨后泵体磨损部位的深度，磨损深度一般在0.5~1mm之间； ③用铜片或铁片制作成附加零件的垫片。附加零件的厚度根据测量所得磨损部位深度的大小确定，附加零件的宽度约等于支架的厚度，附加零件的长度约等于泵体磨损部位的弧长 ；④将制作好的垫片附加在支架与泵体的磨损部位之间。附加垫片的数量根据测量所得磨损部位的深度大小确定，一般不宜超过三片；⑤安装调整后起动试车，交付使用。 
3 预防措施 
6135型柴油机发动机B型喷油泵泵体的磨损主要是因为泵体与支架的相对松动造成的。因此， 可从以下三个方面加以预防。 
3.1安装要正确 
6135型柴油发动机B型喷油泵经常因各缸供油量不均、供油间隔角不准等原因进行整体拆下修复、校泵后整体安装。安装时要注意以下几点：①固定螺栓应对角紧定。如果先紧定外侧或靠机体一侧的两个螺栓，一方面可能造成调整好的供油提前角被破坏。先紧定靠机体一侧的两个固定螺栓，供油提前角提前；先紧定外侧的两个固定螺栓，供油提前推迟提前。另一方面可能造成喷油泵凸轮轴轴线与油泵驱动轴轴线，在安装时就已经偏移，发动机启动后，凸轮轴直接受到附加交变应力而疲劳断裂。②固定螺栓应分2~3次紧定。③固定螺栓的紧定力矩应在1.5~2.5公斤力之间(固定螺栓为M8×1或M10×1的细牙螺纹，紧定力矩过大易损坏螺纹) ；④固定螺栓均应紧定到位。实践中，经常出现靠近机体一侧的两个固定螺栓，因安装位置限制而紧定不到位，而外侧的两个固定螺栓反而紧定过度。 
3.2维护要适当 
6135型柴油发动机B型喷油泵是柴油发动机燃油供给系统的重要部件。在使用维护过程中要注意以下三点：①油泵内机油的数量、质量要符合要求。如润滑不良，轻则使泵内的传动部件早期磨损，重则使轴承卡死，造成凸轮轴被扭断。②凸轮轴轴向间隙要适当。凸轮轴轴向间隙一般为0.03~0.15mm左右，间隙过大，凸轮轴磨损加快，发动机运转不平稳，造成泵体的早期磨损。油泵的供油提前角和各缸供油间隔角要符合要求。供油提前角和各缸供油间隔角若不符合要求，不仅会使发动机动力性、经济性变差，而且会造成发动机启动困难，运转不平稳，导致泵体磨损加快。 
3.3检查要及时 6135型柴油机发动机B型喷油泵泵体与支架的松动情况，一般在周保养时进行检查。若发现发动机有异常情况或泵体松动现象，应及时检查紧定。检查紧定的方法按前述安装要求进行。 
以上是对6135型柴油发动机B型喷油泵凸轮轴断裂的故障原因、修理方法及预防措施介绍。实践证明，上述应急方法、预防措施是科学的、合理的、可行的、也是实用的，有较高的军事、经济效益。供同仁借鉴。