（1）凸轮轴常见的缺陷 凸轮轴常见的缺陷有轴颈和凸轮磨损、轴产生弯曲或裂纹、键槽或螺纹部位的磨损等。S195型凸轮轴磨损的部位如图9-20所示。
图9-20 S195型凸轮轴磨损的部位
1—凸轮轴支承轴颈磨损 2—凸轮轴凸轮外形磨损 3—轴颈磨损 4—键槽部位的磨损 5—凸轮高度减少
1）凸轮磨损。由于长期使用，凸轮轴凸轮外形磨损，凸轮高度减少，外形几何形状发生改变。
2）凸轮轴弯曲。气门或挺杆运动受阻，凸轮轴轴承松旷，导致凸轮轴弯曲，使气门间隙失准，柴油机产生异响。
3）凸轮轴支承轴颈磨损。由于轴颈润滑条件差，加速支承轴颈的磨损，使支承轴颈与凸轮轴衬套的配合间隙增大。
4）凸轮轴裂纹。当凸轮轴产生弯曲，轴承或衬套同轴度偏差过大，烧瓦抱轴等，使凸轮轴受到较大的弯矩和转矩而产生裂纹，严重时会发生凸轮轴折断。
5）键槽或螺纹部位的磨损。
图9-21 凸轮轴凸轮的磨损特征
（2）凸轮轴凸轮磨损的特征 凸轮轴凸轮的磨损特征如图9-21所示。由于凸轮顶峰附近磨损较大，所以用凸轮的最大高度来衡量凸轮的磨损程度。当凸轮的高度磨损量超过0.8～1.0mm时，会产生以下故障：
1）气门开启时凸轮与挺柱、推杆的接触点由c点转移到c′点，相当于凸轮转动了一个角度φ，使得气门开启时间延迟，导致柴油机配气相位超差。
2）凸轮高度减小a值后，气门升程h也随之减少相应的数值，造成气门开启时间-断面面积减少（图中的阴影部分），使得气体通过阻力增大。
结果是造成气缸新鲜空气吸进不足，废气不能彻底排除，柴油机产生过热故障，发挥不出最大功率，增加耗油量。
（3）凸轮轴的检查与鉴定
1）弯曲检查：将凸轮轴安装在车床上或V形架上，用百分表测量径向圆跳动量。径向圆跳动量大于0.05～0.1mm时，说明凸轮轴已经弯曲，应予校直。测量多缸柴油机的凸轮轴，可将百分表测头抵在中间轴颈表面上，测量其径向圆跳动量，极限值应不超过0.3mm，如图9-22所示。
2）凸轮检查：用游标卡尺测量凸轮的高度，用专门的样板检查凸轮轮廓的磨损程度。当磨损量超过1～1.5mm时，则不能使用，应予换新或修理。
3）支承轴颈检查：用外径千分尺测量支承轴颈的磨损量，用内径千分尺测量衬套内径，计算两者的配合间隙。当配合间隙、圆度、圆柱度超过极限值时，应予换新或修理。
4）键槽或螺纹部位的检查：键槽的磨损，可用游标卡尺进行测量；多缸柴油机，固定正时齿轮的螺纹损伤，可用标准螺母拧入检查。
（4）凸轮轴的修复
1）当凸轮轴凸轮的高度磨损量超过0.8～1.0mm时，就需要进行修理。
多缸柴油机，凸轮轴如果用优质中碳钢制成，可用堆焊的方法来修复已磨损的凸轮，以恢复凸轮的高度和形状。其堆焊工艺要点如下：(www.xing528.com)
① 焊条的选择。根据凸轮轴的工况条件，选用适用性较广的D207型堆焊条（属于高硬度堆焊材料），焊条直径可选用ϕ3.2mm，对凸轮轴凸轮表面进行堆焊修复。
图9-22 凸轮轴弯曲检查
1—凸轮轴 2—百分表 3—键
② 设备的选择及焊接电流、电压的调节。为了获得稳定的电弧和较好的焊接质量，可采用直流电焊机、手工电弧焊，焊条接负极，焊件接正极；焊接电流为90A，电弧电压为23～25V。
③ 焊前的清洗及处理。为了保证堆焊质量，必须用汽油将凸轮轴凸轮表面的油污清洗干净。必要时，将凸轮表面的淬火层、渗碳层磨去，以提高焊接焊层的结合强度。
④ 焊前预烘。为了防止凸轮表面氧化，清洗后要用氧-液化气和焊枪，调节火焰为中性焰，对凸轮表面及其周围进行均匀烘烤，烘烤的温度控制在135～150℃内，时间为2～3min。焊条使用前也要预烘，可将焊条放入烤箱里进行烤干，除去潮湿水分，烘烤温度可选用300～350℃，时间大约为1h。
⑤ 焊前对工件进行预热。可用氧-液化气和焊枪，调节火焰为中性焰，对凸轮轴凸轮均匀加热，温升速度不宜过快，当加热温度达到200℃时，就应趁热对凸轮轴凸轮进行施焊。
⑥ 施焊方法。为了减少热变形和应力集中，施焊时应采用短焊道、断续、对称分层焊接，即在凸轮的一面焊完短焊道，转移至凸轮的另一面再焊完短焊道。焊15～20mm长焊道应熄弧，且立即锤击，使焊处温度降到200℃时，继续堆焊凸轮的另一面，堆焊一层厚度应控制在1.5～2mm内。如此反复进行，直至把整个凸轮表面填满，堆焊厚度应比原凸轮部分尺寸大2～3mm，以便留出足够的加工余量。焊完后再将堆焊表面全部锤击一遍，用石棉进行包裹，放在空气中慢慢冷却。
⑦ 消除内应力。将凸轮轴均匀加热到350℃，保温20min后，自然冷却。
⑧ 最后，按凸轮部分的标准尺寸进行磨削加工。修磨后的凸轮，其基圆摆差应小于0.03mm，表面粗糙度不高于Ra0.8μm，凸轮最高点对正时齿轮键槽中心线偏差不大于1mm，升程应符合规定。如果无修理条件，只能更换新的凸轮轴。
2）凸轮轴支承轴颈磨损的修复。凸轮轴支承轴颈磨损后，可用以下三种修理方法：
① 可在外圆磨床上磨削，以恢复其几何形状，再根据轴颈的实际尺寸，配制衬套。
② 用电镀或电刷镀加粗轴颈，再磨至标准尺寸，配用原来标准的轴承。
③ 用焊修法来恢复轴颈的原有尺寸，再磨至标准尺寸，同时配用原来尺寸的凸轮轴衬套。
3）键槽与螺纹损伤的修理。
① 键槽磨损后可采用电焊填焊键槽，重铣键槽。或在与原键槽成180°的轴颈上铣出新键槽。装上正时齿轮时，应重新调整正时齿轮轮齿的啮合记号。
② 固定正时齿轮的螺纹如有损伤，可用电弧焊堆焊，重新车制螺纹，配用原来的螺母。否则，更换新件。
常见机型配气机构零件配合间隙和磨损极限见表9-3。
表9-3 配气机构零件配合间隙及磨损极限 （单位：mm）
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