曲軸:發動機中最重要的部件-中文百科頻道

簡介

發動機中最重要的部件。它承受連杆傳來的力，并将其轉變為轉矩通過曲軸輸出并驅動發動機上其他附件工作。曲軸受到旋轉質量的離心力、周期變化的氣體慣性力和往複慣性力的共同作用，使曲軸承受彎曲扭轉載荷的作用。因此要求曲軸有足夠的強度和剛度，軸頸表面需耐磨、工作均勻、平衡性好。

為減小曲軸質量及運動時所産生的離心力，曲軸軸頸往往作成中空的。在每個軸頸表面上都開有油孔，以便将機油引入或引出，用以潤滑軸頸表面。為減少應力集中，主軸頸、曲柄銷與曲柄臂的連接處都采用過渡圓弧連接。

曲軸平衡重（也稱配重）的作用是為了平衡旋轉離心力及其力矩，有時也可平衡往複慣性力及其力矩。當這些力和力矩自身達到平衡時，平衡重還可用來減輕主軸承的負荷。平衡重的數目、尺寸和安置位置要根據發動機的氣缸數、氣缸排列形式及曲軸形狀等因素來考慮。平衡重一般與曲軸鑄造或鍛造成一體，大功率柴油機平衡重與曲軸分開制造，然後用螺栓連接在一起。

鑄造技術

熔煉

高溫低硫純淨鐵水的獲得是生産高質量球墨鑄鐵的關鍵。國内主要是以沖天爐為主的生産設備，鐵水未進行預脫硫處理；其次是高純生鐵少、焦炭質量差。采用沖天爐熔化鐵水，經爐外脫硫，然後在感應電爐中升溫并調整成分。在國内鐵水成分的檢測已普遍采用真空直讀光譜儀來進行。

造型

氣流沖擊造型工藝明顯優于粘土砂型工藝，可獲得高精度的曲軸鑄件，該工藝制作的砂型具有無反彈變形量等特點，這對于多拐曲軸尤為重要。國内已有一些曲軸生産廠家從德國、意大利、西班牙等國引進氣流沖擊造型工藝，不過，引進整條生産線的隻有極少數廠家。

電渣熔鑄

電渣重熔技術應用于曲軸的生産，使鑄造曲軸性能可能和鍛造性能媲美。并具有研發周期快，金屬利用率高，設備簡單，産品性能優越等特點。

鍛造技術

以熱模鍛壓力機、電液錘為主機的自動線是鍛造曲軸生産的發展方向，這些生産線将普遍采用精密剪切下料、輥鍛（楔橫軋）制坯、中頻感應加熱、精整液壓機精壓等先進工藝，同時配有機械手、輸送帶、帶回轉台的換模裝置等輔機，形成柔性制造系統（FMS）。通過FMS可自動更換工件和模具以及自動進行參數調節，在工作過程中不斷測量。顯示和記錄鍛件厚度和最大壓力等數據并與定值比較，選擇最佳變形量以獲得優質産品。由中央控制室監控整個系統，實現無人化操作。此鍛造方法鍛造的曲軸，具有内部金屬流線的全纖維性，可以提高20%以上的疲勞強度。

加工技術

曲軸粗加工将廣泛采用數控車床、數控内銑床、數控車拉床等先進設備對主軸頸、連杆軸頸進行數控車削、内銑削、車-拉削加工，以有效減少曲軸加工的變形量。曲軸精加工将廣泛采用CNC控制的曲軸磨床對其軸頸進行精磨加工。此種磨床将配備砂輪自動動平衡裝置、中心架自動跟蹤裝置、自動測量、自動補償裝置、砂輪自動修整、恒線速度等功能要求，以保證磨削質量的穩定。高精設備依賴進口的現狀，估計短期内不會改變。