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1、是发动机最重要的机件之一。曲轴一般用中碳钢或中碳合金钢模锻而成。为提高耐磨性和耐疲劳强度，轴颈表面经高频淬火或氮化处理，并 经精磨加工，以达到 较高的表面硬度和表面粗糙度的要求。它与连杆配合将作用在活塞上的气体压力变为旋转的动力，传给底盘的传动机构。同时，驱动配气机构和其它辅助装置，如风扇、水泵、发电机等。 工作时，曲轴承受气体压力，惯性力及惯性力矩的作用，受力大而且受力复 杂，并且承受交变负荷的冲击作用。同时，曲轴又是高速旋转件，因此，要求曲轴具有足够的刚度和强度，具有良好的承受冲击载荷的能力，耐磨损且润滑良好。 曲轴一般由主轴颈，连杆轴颈、曲柄、平衡块、前端和后端等组成。一个主轴颈、一个连
2、杆轴颈和一个曲柄组成了一个曲拐，曲轴的曲拐数目等于气缸数(直列式发动机)；V 型发动机曲轴的曲拐数等于气缸数的一半。 主轴颈是曲轴的支承部分，通过主轴承支承在曲轴箱的主轴承座中。主轴承的数目不仅与发动机气缸数目有关，还取决于曲轴的支承方式。曲轴的支承方式一般有两种（图 2-34），一种是全支承曲轴，另一种是非全支承曲轴。 全支承曲轴：曲轴的主轴颈数比气缸数目多一个，即每一个连杆轴颈两边都有一个主轴颈。如六缸发动机全支承曲轴有七个主轴颈。四缸发动机全支承曲轴有五个主轴颈。这种支承，曲轴的强度和刚度都比较好，并且减轻了主轴承载荷，减小了磨损。柴油机和大部分汽油机多采用这种形式。 非全支承曲轴：曲轴
3、的主轴颈数比气缸数目少或与气缸数目相等。这种支承方式叫非全支承曲轴，虽然这种支承的主轴承载荷较大，但 缩短了曲轴的总长度，使 发动机的总体长度有所减小。有些汽油机，承受载荷较小可以采用这种曲轴型式。 曲轴的连杆轴颈是曲轴与连杆的连接部分，通过曲柄与主轴颈相连，在连接处用圆弧过渡，以减少应力集中。直列发动机的连杆轴颈数目和气缸数相等。V 型发动机的连杆轴颈数等于气缸数的一半。 曲柄是主轴颈和连杆轴颈的连接部分，断面为椭圆形，为了平衡惯性力，曲柄 处铸有(或紧固有)平衡重 块。平衡重 块用来平衡发动机不平衡的离心力矩，有时还用来平衡一部分往复惯性力，从而使曲轴旋转平稳。 曲轴前端装有正时齿轮，驱动
4、风扇和水泵的皮带轮以及起动爪等。为了防止机油沿曲轴轴颈外漏，在曲轴前端装有一个甩油盘，在 齿轮室盖上装有油封。曲轴的后端用来安装飞轮，在后轴颈与飞轮凸缘之间制成档油凸缘与回油螺纹，以阻止机油向后窜漏。 曲轴的形状和曲拐相对位置(即曲拐的布置)取决于气缸数、气缸排列和发动机的发火顺序。安排多缸发动机的发火顺序应注意使连续作功的两缸相距尽可能远，以减轻主轴承的载荷，同时避免可能发生的进气重叠现象。作功间隔应力求均匀，也就是说发动机在完成一个工作循环的曲轴转角内，每个气缸都应发火作功一次，而且各缸发火的间隔时间以曲轴转角表示，称为发火间隔角。四行程发动机完成一个工作循环曲轴转两圈，其 转角为 720
5、，在曲轴转角 720 内发动机的每个气缸应该点火作功一次。且点火间隔角是均匀的，因此四行程发动机的点火间隔角为 720/i，(i 为气缸数目)，即曲轴每转 720/i，就应有一缸作功，以保证发动机运转平稳。 曲轴连杆机构是往复式内燃机的主要工作机构。在作功冲程，它将燃料燃烧产生的热能舌塞往复运动、曲轴旋转运动而转变为机械能，对外输出动力；在其他冲程，则依靠曲轴和飞轮的转动惯性、通过连杆带动活塞上下运动，为下一次作功创造条件。 曲轴连杆机构由气缸体曲轴箱组、活塞连杆组以及曲轴飞轮组三个部分组成。 在高温、高压、高速以及化学腐蚀条件下工作的曲轴连杆机构受到各种力的作用。例如，在气缸中作往复运动的机
6、件，要受到气体力、惯性力的作用；旋转机件要受到离心力的作用；相对运动机件要受到摩擦力的作用。这些力作用在曲轴连杆机构上，会使各传动机件受到拉伸、压缩和弯扭等不同形式的载荷。因此，在结构和选材上必须采取相应的措施。在作功冲程，它将燃料燃烧产生的热能舌塞往复运动、曲轴旋转运动而转变为机械能，对外输出动力；在其他冲程，则依靠曲轴和飞轮的转动惯性、通过连杆带动活塞上下运动，为下一次作功创造条件。曲轴连杆机构由气缸体曲轴箱组、活塞连杆组以及曲轴飞轮组三个部分组成。在高温、高压、高速以及化学腐蚀条件下工作的曲轴连杆机构受到各种力的作用。在高温、高压、高速以及化学腐蚀条件下工作的曲轴连杆机构受到各种力的作用
7、。旋转机件要受到离心力的作用；相对运动机件要受到摩擦力的作用。柴油机上的飞轮看上去就是一块笨重的铸铁圆盘,它到底有什么作用呢?1.使机械运转均匀飞轮高速旋转,由于惯性作用可贮藏能量,也可放出能量,克服运动阻力,使发动机运转平稳。当超速运转时,它能把能量贮藏起来,使其缓慢提速,避免猛然高速运转,造成来不及操纵而失去控制;当低速运转 .发动机飞轮中飞轮是指那一部分、有什么作用、工作原理是什么 在曲轴的动力输出端，也就是连变速箱和连接做功设备的那边。飞轮的主要作用是储存发动机做功冲程外的能量和惯性。四冲程的发动机只有做功一个冲程吸气 压缩 排气的能量来自飞轮存储的能量。平衡纠正一下不对，发动机的平衡
8、主要靠去轴上的平衡块单缸机专门有平衡轴。引擎的主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下(往复 )运动变成循环(旋转) 运动。是发动机上的一个重要的机件，其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的，有两个重要部位：主轴颈，连杆颈，（还有其他）。主轴颈被安装在缸体上，连杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，是一个典型的曲柄滑块机构。曲轴的润滑主要是指与摇臂间轴瓦的润滑和两头固定点的润滑 这个一般都是压力润滑的，曲轴中间会有油道和各个轴瓦相通，发动机运转以后靠机油泵提供压力供油进行润滑、降温。发动机工作过程就是，活塞经过混合压缩气的燃爆，推动活塞做直线运动，并通过连杆将力传给曲轴，由曲轴将直线
9、运动转变为旋转运动。曲轴的旋转是发动机的动力源。也是整个船的源动力。曲轴制造技术/工艺的进展1、球墨铸铁曲轴毛坯铸造技术（1） 熔炼高温低硫纯净铁水的获得是生产高质量球墨铸铁的关键。国内主要是以冲天炉为主的生产设备，铁水未进行预脱硫处理；其次是高纯生铁少、焦炭质量差。目前已采用双联外加预脱硫的熔炼方法，采用冲天炉熔化铁水，经炉外脱硫，然后在感应电炉中升温并调整成分。目前，在国内铁水成分的检测已普遍采用真空直读光谱仪来进行。（2） 造型气流冲击造型工艺明显优于粘土砂型工艺，可获得高精度的曲轴铸件，该工艺制作的砂型具有无反弹变形量等特点，这对于多拐曲轴尤为重要。目前，国内已有一些曲轴生产厂家从德国
10、、意大利、西班牙等国引进气流冲击造型工艺，不过，引进整条生产线的只有极少数厂家，如文登天润曲轴有限公司引进了德国KW 铸造生产线。2、钢曲轴毛坯的锻造技术近几年来，国内已引进了一批先进的锻造设备，但由于数量少，加之模具制造技术和其他一些设施跟不上，使一部分先进设备未发挥应有的作用。从总体上来讲，需改造和更新的陈旧的普通锻造设备多，同时，落后的工艺和设备仍占据主导地位，先进技术有所应用但还不普遍。3、机械加工技术目前国内曲轴生产线多数由普通机床和专用机床组成，生产效率和自动化程度相对较低。粗加工设备多采用多刀车床车削曲轴主轴颈及拐颈，工序的质量稳定性差，容易产生较大的内应力，难以达到合理的加工余
11、量。一般精加工采用 MQ8260 等曲轴磨床粗磨-半精磨-精磨-抛光，通常靠手工操作，加工质量不稳定。随着贸易全球化的到来，各厂家已意识到了形势的严峻性，纷纷进行技术改造，全力提升企业的竞争力，近年来引进了许多先进设备和技术，进展速度很快。就目前状况来讲，这些设备和技术基本依赖进口。下面就哈尔滨东安动力、一汽大柴、文登天润曲轴、滨州海得曲轴等公司的情况作以介绍。哈尔滨东安集团曲轴生产线为全自动柔性流水生产线，粗加工生产线由德国的专机自动线（LINDENMAIER）、数控车-车拉、数控高速随动外铣（BOEHRINGER）、圆角滚压机（HEGENSCHEIDT-MFD）和止推面车滚专机、淬火机（E
12、MA）等组成；精加工生产线由日本的数控高速CBN 磨床（TOYODA）、动平衡机、抛光机（IMPCO-NACHI）、检测机、清洗机等组成。连杆轴颈加工则采用了数控高速随动加工技术，全线采用高速 CBN 砂轮磨削技术，磨削线速度达到 120m/s。文登天润曲轴通过引进德、美、意等发达国家的先进设备，组建了具有当今国际先进水平的大型曲轴生产基地，由 CBN 磨床、HAAS 立式和卧式加工中心、意大利 SAIMP 磨床、德国 HELLER 曲轴内铣床和SAFINA 抛光机等设备组成的机加工生产线已经开始大批量生产。一汽大柴曲轴生产线粗、精加工工序位于不同的车间，从而保证了精加工车间的清洁。粗加工有曲
13、轴质量定心机、数控内铣床等设备，精加工设备由英国 LANDIS、日本 TOYADA 数控曲轴磨床等进口先进设备组成。滨州海得曲轴经过技术改造，组建了数控曲轴机加工生产线，粗加工设备由数控车床、数控曲轴铣床等设备组成，精加工设备由数控磨床、数控砂带抛光机、滚磨光整机等设备组成，近期准备购进日本 TOYADA工机数控磨床等关键设备，检验设备有美国 ADCOLE 曲轴三坐标测量机（见图 3）、粗糙度仪等组成。值得一提的是，海得曲轴公司在全国专业曲轴生产厂家中率先应用了球墨铸铁曲轴圆角滚压和滚磨光整新技术，取得了良好的经济效益和社会效益。辽宁鸿发曲轴生产线经过技术改造后，主要由三台数控车床（进口 VT
14、36、CAK6163、CAK6150 ）、两台数控内铣（S1-305B）为主的粗加工设备；七台数控曲轴磨床（ 1 台进口 CBN 砂轮 3L1、2 台 H197B、4台 H229B）和荧光磁粉探伤机等精加工设备；去应力采用 8 台井炉，氮化处理采用 7 台离子氮化炉，淬火热处理采用法国进口 EFD 公司生产的 CIHM12 全自动淬火机床和推杆式回火炉。同时由美国进口的曲轴综合测量仪可以对曲轴进行全尺寸检验，产品质量得到了可靠的保障，同时具备了三条生产线同时加工的生产能力。可以看出，发动机曲轴制造技术进展最为迅速的是机械加工装备，比较典型的加工工艺是铣削和磨削。下面简要介绍 GF70M-T 曲
15、轴磨床和 VDF 315 OM-4 高速随动外铣床，其先进程度可见一斑：GF70M-T 曲轴磨床是日本 TOYADA 工机开发生产的专用曲轴磨床，是为了满足多品种、低成本、高精度、大批量生产需要而设计的数控曲轴磨床。该磨床应用工件回转和砂轮进给伺服联动控制技术，可以一次装夹而不改变曲轴回转中心即可完成所有轴颈的磨削，包括随动跟踪磨削连杆轴颈；采用静压主轴、静压导轨、静压进给丝杠（砂轮头架）和线性光栅闭环控制，使用 TOYADA 工机生产的 GC50 CNC 控制系统，磨削轴颈圆度精度可达到 0.002mm；采用 CBN 砂轮，磨削线速度高达 120m/s，配双砂轮头架，磨削效率极高。VDF 3
16、15 OM-4 高速随动外铣床是德国 BOEHRINGER 公司专为汽车发动机曲轴设计制造的柔性数控铣床，该设备应用工件回转和铣刀进给伺服连动控制技术，可以一次装夹不改变曲轴回转中心随动跟踪铣削曲轴的连杆轴颈。VDF 315 OM-4 高速随动外铣采用一体化复合材料结构床身，工件两端电子同步旋转驱动，具有干式切削、加工精度高、切削效率高等特点；使用 SIEMENS 840D CNC 控制系统，设备操作说明书在人机界面上，通过输入零件的基本参数即可自动生成加工程序，可以加工长度 450700mm、回转直径在 380mm 以内的各种曲轴，连杆轴颈直径误差为0.02mm。4、热处理和表面强化处理技术曲轴的热处理关键技术是表面强化处理。球墨铸铁曲轴一般均采用正火处理，为表面处理做好组织准备，表面强化处理一般采用感应淬火或氮化工艺。锻钢曲轴则采用轴颈与圆角淬火工艺。引进的设备有 AEG 全自动曲轴淬火机床、EMA 淬火机床等。据国外资料介绍，球墨铸铁曲轴采用圆角滚压工艺与离子氮化结合使用进行复合强化，可使整条曲轴的抗疲劳强度提高 130
