發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸是什么

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曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)中重要的部件。它承受連桿傳來(lái)的力，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩通過(guò)曲軸輸出并驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)上其他附件工作。曲軸受到旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的離心力、周期變化的氣體慣性力和往復(fù)慣性力的共同作用，使曲軸承受彎曲扭轉(zhuǎn)載荷的作用。因此要求曲軸有足夠的強(qiáng)度和剛度，軸頸表面必須耐磨、工作均勻、平衡性好。

為減小曲軸質(zhì)量及運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的離心力，曲軸軸頸往往作成中空的。在每個(gè)軸頸表面上都開(kāi)有油孔，以便將機(jī)油引入或引出，用以潤(rùn)滑軸頸表面。為減少應(yīng)力集中，主軸頸、曲柄銷與曲柄臂的連接處都采納過(guò)渡圓弧連接。

曲軸平衡重(也稱配重)的作用是為了平衡旋轉(zhuǎn)離心力及其力矩，有時(shí)也可平衡往復(fù)慣性力及其力矩。當(dāng)這些力和力矩自身達(dá)到平衡時(shí)，平衡重還可用來(lái)減輕主軸承的負(fù)荷。平衡重的數(shù)目、尺寸和安排位置要依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣缸數(shù)、氣缸排列形式及曲軸形狀等因素來(lái)合計(jì)。平衡重一般與曲軸鑄造或鍛造成一體，大功率柴油機(jī)平衡重與曲軸分開(kāi)制造，然后用螺栓連接在一起。

曲軸一般用中碳鋼或中碳合金鋼模鍛而成。為提升耐磨性和耐疲憊強(qiáng)度，軸頸表面經(jīng)高頻淬火或氮化處理，并經(jīng)精磨加工，以達(dá)到較高的表面硬度和表面粗糙度的要求。它與連桿配合將作用在活塞上的氣體壓力變?yōu)樾D(zhuǎn)的動(dòng)力，傳給底盤的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)和其它輔助裝置，如風(fēng)扇、水泵、發(fā)電機(jī)等。

工作時(shí)，曲軸承受氣體壓力，慣性力及慣性力矩的作用，受力大而且受力復(fù)雜，并且承受交變負(fù)荷的沖擊作用。同時(shí)，曲軸又是高速旋轉(zhuǎn)件，因此，要求曲軸具有足夠的剛度和強(qiáng)度，具有優(yōu)良的承受沖擊載荷的能力，耐磨損且潤(rùn)滑優(yōu)良。

2曲軸是由什么組成的

曲軸一般由主軸頸，連桿軸頸、曲柄、平衡塊、前端和后端等組成。一個(gè)主軸頸、一個(gè)連桿軸頸和一個(gè)曲柄組成了一個(gè)曲拐，曲軸的曲拐數(shù)目等于氣缸數(shù)(直列式發(fā)動(dòng)機(jī));V型發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的曲拐數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。

主軸頸是曲軸的支承部分，通過(guò)主軸承支承在曲軸箱的主軸承座中。主軸承的數(shù)目不僅與發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)目有關(guān)，還取決于曲軸的支承方式。曲軸的支承方式一般有兩種，一種是全支承曲軸，另一種是非全支承曲軸。

全支承曲軸：曲軸的主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)目多一個(gè)，即每一個(gè)連桿軸頸兩邊都有一個(gè)主軸頸。如六缸發(fā)動(dòng)機(jī)全支承曲軸有七個(gè)主軸頸。四缸發(fā)動(dòng)機(jī)全支承曲軸有五個(gè)主軸頸。這種支承，曲軸的強(qiáng)度和剛度都比較好，并且減輕了主軸承載荷，減小了磨損。柴油機(jī)和大部分汽油機(jī)多采納這種形式。

非全支承曲軸：曲軸的主軸頸數(shù)比氣缸數(shù)目少或與氣缸數(shù)目相等。這種支承方式叫非全支承曲軸，雖然這種支承的主軸承載荷較大，但縮短了曲軸的總長(zhǎng)度，使發(fā)動(dòng)機(jī)的總體長(zhǎng)度有所減小。有些汽油機(jī)，承受載荷較小可以采納這種曲軸型式。

曲軸的連桿軸頸是曲軸與連桿的連接部分，通過(guò)曲柄與主軸頸相連，在連接處用圓弧過(guò)渡，以減少應(yīng)力集中。直列發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿軸頸數(shù)目和氣缸數(shù)相等。V型發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿軸頸數(shù)等于氣缸數(shù)的一半。

曲柄是主軸頸和連桿軸頸的連接部分，斷面為橢圓形，為了平衡慣性力，曲柄處鑄有(或緊固有)平衡重塊。平衡重塊用來(lái)平衡發(fā)動(dòng)機(jī)不平衡的離心力矩，有時(shí)還用來(lái)平衡一部分往復(fù)慣性力，從而使曲軸旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)。

曲軸前端裝有正時(shí)齒輪，驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇和水泵的皮帶輪以及起動(dòng)爪等。為了防止機(jī)油沿曲軸軸頸外漏，在曲軸前端裝有一個(gè)甩油盤，在齒輪室蓋上裝有油封。曲軸的后端用來(lái)安裝飛輪，在后軸頸與飛輪凸緣之間制成檔油凸緣與回油螺紋，以阻止機(jī)油向后竄漏。

3汽車曲軸的材料

曲軸主要有兩種材料類型：

一種是鋼制曲軸，一種是球墨鑄鐵曲軸，另一種是新型鋁合金復(fù)合材料。

鋼制曲軸主要是鋼的材料決定了曲軸的主要質(zhì)量，另外就是加工工藝和加工精度，鋼制曲軸一般都使用圓角滾壓工藝。曲軸行業(yè)精度是肉眼看不出來(lái)的。

球墨鑄鐵曲軸除使用圓角滾壓工藝外，還要進(jìn)行氮化處理，氮化處理過(guò)的曲軸顏色發(fā)烏。一般人員買曲軸建議買發(fā)動(dòng)機(jī)廠家原裝的，基本可以保證質(zhì)量。挑選時(shí)只要注意在曲徑部分不要有沙眼、拉痕等就可以了，一般都不會(huì)出問(wèn)題。

新型鋁合金復(fù)合材料，90年代以來(lái)國(guó)外廣泛采納高強(qiáng)度鋁合金來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)材料,以實(shí)現(xiàn)輕量化。據(jù)報(bào)道,Honda、Nissan、BMW和奧迪等公司都生產(chǎn)了全鋁發(fā)動(dòng)機(jī),其曲軸采納了壓力鑄造纖維和顆粒加強(qiáng)鋁合金復(fù)合材料。纖維加強(qiáng)和顆粒加強(qiáng)復(fù)合材料技術(shù)在工業(yè)化大生產(chǎn)中的應(yīng)用未見(jiàn)報(bào)道,主要是復(fù)合材料生產(chǎn)工藝復(fù)雜,目前僅停留在實(shí)驗(yàn)室單件小批量生產(chǎn)

曲軸變形的形式有曲軸主軸線的彎曲和扭曲變形。檢測(cè)方法是測(cè)量中間軸頸對(duì)兩端軸頸的頸向圓跳動(dòng)。將曲軸的兩端的軸頸用v形鐵塊支撐在平臺(tái)上，把百分表的觸針垂低在中間的軸頸上。轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，記下百分表的小讀數(shù)，再旋轉(zhuǎn)曲軸度，記下百分表的讀數(shù)，百分表大讀數(shù)與小讀數(shù)之差即為徑向圓跳動(dòng)。曲軸的徑向圓跳動(dòng)不得大于0.15mm。當(dāng)側(cè)得徑向圓的跳動(dòng)誤差小于0.15mm時(shí)，可結(jié)合光磨加以修正，大于0.15mm，則應(yīng)在曲軸修磨前進(jìn)行矯正。

材料選擇的原則首先是要能滿足使用性能,然后再合計(jì)成本、輕量化、環(huán)保等一系列要求。在以上所羅列的材料中,鋼的力學(xué)性能優(yōu),球鐵的其次,鋁合金復(fù)合材料在后。但是并非所有的狀況下都選擇性能優(yōu)的鋼,而應(yīng)該從各方面綜合合計(jì),我們平常所講的性能價(jià)格比就是從這個(gè)意義上提出來(lái)的。關(guān)于功率要求較高的曲軸,一般的球鐵不能滿足要求,多項(xiàng)選擇用性能合格的鍛鋼。奧氏體等溫淬火工藝的出現(xiàn)極大地提升了球鐵的力學(xué)性能,使其接近于鍛鋼,再加上其低成本和合格的工藝特性,在滿足力學(xué)性能的前提下,一部分鍛鋼曲軸逐漸被ADI替代。但是,ADI必須要嚴(yán)格控制等溫淬火熱處理工藝參數(shù),對(duì)生產(chǎn)廠家提出了較高的技術(shù)和管理等方面的要求,導(dǎo)致其生產(chǎn)還不普及。另外,在鍛鋼中又以微合金非調(diào)質(zhì)鋼取代調(diào)質(zhì)碳鋼和調(diào)質(zhì)合金鋼來(lái)降低成本。關(guān)于中低功率的曲軸,由于球鐵合格的性能、低成本和工藝的日臻完善,已幾乎完全取代了鍛鋼。而在球鐵中,又趨向于以鑄態(tài)球鐵取代熱處理球鐵。同時(shí),高強(qiáng)度鋁合金復(fù)合材料的出現(xiàn),已可部分替代球鐵曲軸。但是目前工藝尚不成熟,還不能滿足大