曲軸

以熱模鍛壓力機(jī)、電液錘為主機(jī)的自動(dòng)線是鍛造曲軸生產(chǎn)的發(fā)展方向，這些生產(chǎn)線將普遍采用精密剪切下料、輥鍛（楔橫軋）制坯、中頻感應(yīng)加熱、精整液壓機(jī)精壓等先進(jìn)工藝，同時(shí)配有機(jī)械手、輸送帶、帶回轉(zhuǎn)臺(tái)的換模裝置等輔機(jī)，形成柔性制造系統(tǒng)（FMS）。通過FMS可自動(dòng)更換工件和模具以及自動(dòng)進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)，在工作過程中不斷測(cè)量。顯示和記錄鍛件厚度和最大壓力等數(shù)據(jù)并與定值比較，選擇最佳變形量以獲得優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。由中央控制室監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無人化操作。此鍛造方法鍛造的曲軸，具有內(nèi)部金屬流線的全纖維性，可以提高20%以上的疲勞強(qiáng)度。

曲軸粗加工將廣泛采用數(shù)控車床、數(shù)控內(nèi)銑床、數(shù)控車?yán)驳认冗M(jìn)設(shè)備對(duì)主軸頸、連桿軸頸進(jìn)行數(shù)控車削、內(nèi)銑削、車-拉削加工，以有效減少曲軸加工的變形量。曲軸精加工將廣泛采用CNC控制的曲軸磨床對(duì)其軸頸進(jìn)行精磨加工。此種磨床將配備砂輪自動(dòng)動(dòng)平衡裝置、中心架自動(dòng)跟蹤裝置、自動(dòng)測(cè)量、自動(dòng)補(bǔ)償裝置、砂輪自動(dòng)修整、恒線速度等功能要求，以保證磨削質(zhì)量的穩(wěn)定。高精設(shè)備依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀，估計(jì)短期內(nèi)不會(huì)改變。

發(fā)動(dòng)機(jī)中最重要的部件。它承受連桿傳來的力，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩通過曲軸輸出并驅(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，軸頸表面需耐磨、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(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)，平衡重還可用來減輕主軸承的負(fù)荷。平衡重的數(shù)目、尺寸和安置位置要根據(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考慮。平衡重一般與曲軸鑄造或鍛造成一體，大功率柴油機(jī)平衡重與曲軸分開制造，然后用螺栓連接在一起。

曲軸熔煉

高溫低硫純凈鐵水的獲得是生產(chǎn)高質(zhì)量球墨鑄鐵的關(guān)鍵。國內(nèi)主要是以沖天爐為主的生產(chǎn)設(shè)備，鐵水未進(jìn)行預(yù)脫硫處理；其次是高純生鐵少、焦炭質(zhì)量差。采用沖天爐熔化鐵水，經(jīng)爐外脫硫，然后在感應(yīng)電爐中升溫并調(diào)整成分。在國內(nèi)鐵水成分的檢測(cè)已普遍采用真空直讀光譜儀來進(jìn)行。

曲軸造型

氣流沖擊造型工藝明顯優(yōu)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(diǎn)，這對(duì)于多拐曲軸尤為重要。國內(nèi)已有一些曲軸生產(chǎn)廠家從德國、意大利、西班牙等國引進(jìn)氣流沖擊造型工藝，不過，引進(jìn)整條生產(chǎn)線的只有極少數(shù)廠家。

曲軸電渣熔鑄

電渣重熔技術(shù)應(yīng)用于曲軸的生產(chǎn)，使鑄造曲軸性能可能和鍛造性能媲美。并具有研發(fā)周期快，金屬利用率高，設(shè)備簡(jiǎn)單，產(chǎn)品性能優(yōu)越等特點(diǎn)。

曲軸曲軸中頻感應(yīng)淬火

曲軸中頻感應(yīng)淬火將采用微機(jī)監(jiān)控閉環(huán)中頻感應(yīng)加熱裝置，具有效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、運(yùn)行可控等特點(diǎn)。

曲軸曲軸軟氮化

對(duì)于大批量生產(chǎn)的曲軸來說，為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，今后將采用微機(jī)控制的氮基氣氛氣體軟氮化生產(chǎn)線。氮基氣氛氣體軟氮化生產(chǎn)線由前清洗機(jī)（清洗干燥）、預(yù)熱爐、軟氮化爐、冷卻油槽、后清洗機(jī)（清洗干燥）、控制系統(tǒng)及制氣配氣等系統(tǒng)組成。

曲軸曲軸表面強(qiáng)化技術(shù)

球墨鑄鐵曲軸圓角滾壓強(qiáng)化將廣泛應(yīng)用于曲軸加工中，另外，圓角滾壓強(qiáng)化加軸頸表面淬火等復(fù)合強(qiáng)化工藝也將大量應(yīng)用于曲軸加工中，鍛鋼曲軸強(qiáng)化方式將會(huì)更多地采用軸頸加圓角淬火處理。

裝在曲軸前端的齒輪或鍵齒輪，通常用來代動(dòng)凸輪軸齒輪，鏈條或齒狀皮帶。

曲軸齒輪一共有58個(gè)齒輪，因?yàn)楸緛硎?0個(gè)齒輪的，有兩個(gè)齒輪合并成一個(gè)用于標(biāo)注一缸上支點(diǎn)，用于信號(hào)傳遞。

國內(nèi)汽車需求旺盛、全球汽車市場(chǎng)中心向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移、汽車零部件采購日益全球化等等因素促進(jìn)了中國整體汽車市場(chǎng)愈發(fā)作為中國工業(yè)發(fā)展支柱產(chǎn)業(yè)的地位。從2007-2010年，中國曲軸總產(chǎn)量分別為477萬、642萬、2633萬和3100萬支，其中剔除摩托車等單缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸，仍然達(dá)到450萬、575萬、1032萬和1400萬支。

中國高速增長(zhǎng)的汽車工業(yè)為車用曲軸提供了廣闊的市場(chǎng)空間。2010年，中國汽車產(chǎn)銷分別為1826.47萬輛和1806.19萬輛，同比增長(zhǎng)32.44%和32.37%。其中:乘用車產(chǎn)銷1389.71萬輛和1375.78萬輛，同比增長(zhǎng)33.83%和33.17%;商用車產(chǎn)銷436.76萬輛和430.41萬輛，同比增長(zhǎng)28.19%和29.90%。

2010年全年，累計(jì)完成發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)銷1690.95萬臺(tái)和1702.59萬臺(tái)，比上年分別增長(zhǎng)27.44%和29.73%。其中，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)累計(jì)完成產(chǎn)銷393.55萬臺(tái)和399.27萬臺(tái)，比上年分別增長(zhǎng)25.03%和30.36%，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)累計(jì)完成1296.59萬臺(tái)和1302.52萬臺(tái)，比上年分別累計(jì)增長(zhǎng)28.19%和29.55%。預(yù)計(jì)2011年我國發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)銷量將達(dá)到約1934萬輛，同比增長(zhǎng)約13.63%。而作為發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件，曲軸的銷售量與發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)銷量密切相關(guān)。發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)銷量的變化反映了曲軸市場(chǎng)需求量的變動(dòng)情況。

曲軸是柴油發(fā)電機(jī)組主要機(jī)件之一，它的作用是將柴油機(jī)各缸所做的功匯集后以回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方式輸出。對(duì)于多缸重慶康明斯柴油發(fā)電機(jī)，它要連續(xù)承受做功沖程從活塞經(jīng)連桿傳來的力，將其轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)矩傳給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，同時(shí)，還要通過連桿推動(dòng)各缸活塞進(jìn)行吸氣、壓縮和排氣，并驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)及其他輔助裝置。曲軸-飛輪組件的結(jié)構(gòu)，通常非為主軸頸、連桿軸頸、曲柄、前端軸（即曲軸自由端）、后端（曲軸輸出端）凸緣及平衡塊（或稱平衡重）等部分組成。

多缸東風(fēng)康明斯柴油發(fā)電機(jī)的曲軸是一根高速旋轉(zhuǎn)的長(zhǎng)軸。它承受不斷變化的氣體壓力和慣性力及旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力的作用，因此，要求它具有足夠的強(qiáng)度和剛度，而且要耐磨，潤(rùn)滑良好，安裝固定可靠并加以軸向定位或限制軸向位移，此外，曲拐布置應(yīng)合理，以滿足柴油機(jī)的發(fā)火次序和運(yùn)行平穩(wěn)的要求。

曲軸的結(jié)構(gòu)有如下幾類。

整體式：整根曲軸由整體鍛造或鑄造而成，廣泛用于中、小型柴油機(jī)。

套合式：有半套合式和全套合式。用于大型低速柴油機(jī)。

組合式：有分段式和圓盤式。采用滾動(dòng)軸承的高速機(jī)。

NT系列重慶康明斯、東風(fēng)康明斯、柴油機(jī)曲軸飛輪結(jié)合組由曲軸、曲軸齒輪、軸瓦、啟動(dòng)齒圈、飛輪和皮帶輪等組成。NT系列柴油機(jī)曲軸為整體式，用鋼材整體鍛造。這種曲軸的特點(diǎn)是主軸頸、曲臂和連桿軸頸制成一個(gè)整體。其前軸端部裝有帶兩個(gè)皮帶槽的三角皮帶盤，以直接或間接拖動(dòng)風(fēng)扇、水泵及充電機(jī)的皮帶輪。曲軸后端通過法蘭盤用六個(gè)螺釘連接并緊固飛輪，并用兩個(gè)圓柱銷定位。在飛輪端面上具有12鉻均勻縫補(bǔ)的螺孔，供安裝聯(lián)軸器等動(dòng)力輸出裝置，啟動(dòng)齒圈緊套在飛輪配合面上。

由于主軸頸結(jié)構(gòu)不同，第1、3、5擋軸瓦相同，第2、4、6擋相同，第7擋軸瓦特異，各擋瓦均有油孔，止堆片安在第7擋軸承蓋上，主軸瓦采用鋁合金薄壁軸瓦，上瓦與下瓦之間用主軸承螺栓擰緊，在上瓦中還有出油孔和油槽，并能與主軸頸中的油孔相通，潤(rùn)滑油從孔內(nèi)流通，以強(qiáng)制潤(rùn)滑主軸承摩擦表面和連桿軸頸摩擦表面。曲軸飛輪組件裝配完畢后，在飛輪端用手轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，應(yīng)靈活自如。