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汽車發動機的曲軸是什麽材料

發動機曲軸是發動機非常重要的部件,它可以將活塞的直線運動轉化為旋轉運動,將活塞和連桿的氣體壓力轉化為扭矩輸出,同時驅動汽車的 傳動系統 、發動機的 配氣機構 等輔助裝置。

曲軸上的應力極其復雜,它在周期性變化的氣壓、往復慣性力及其扭矩的***同作用下工作,承受著彎曲和扭轉的巨大交變載荷。同時也是細長的高速旋轉部件,所以需要嚴格的動平衡,彎扭不允許超過壹定值。

因此,曲軸需要由非常優質的材料制成,並經過嚴格的表面處理。模鍛壹般采用45、40Cr、35Mn2中碳鋼和中碳合金鋼。近年來,使用了更多的球墨鑄鐵。或者在鍛造成型後,為了提高曲軸的疲勞強度,消除應力集中,需要對軸頸表面進行噴丸處理,並對圓角進行滾壓。為了提高軸頸的表面硬度,需要對軸頸表面進行高頻淬火或滲氮處理,最後進行精加工。處理後的曲軸具有足夠的抗彎抗扭疲勞強度和剛度,軸頸具有足夠的承載面和耐磨性。

曲軸上有穿過主軸頸、曲軸和連桿軸頸的油道,來自 潤滑系統 主油道的壓力油進入主軸頸和連桿軸頸,潤滑主軸頸和主軸瓦、連桿軸頸和連桿軸瓦的兩個摩擦副。但是由於這兩部分受力巨大,在使用中必然會有壹定程度的磨損;如果潤滑不良或發動機負載過大,將會出現其他類型的損壞。

曲軸常見的損傷形式包括軸頸磨損、裂紋、燒蝕、彎曲、扭曲和斷裂等。壹般來說,燒蝕嚴重、裂紋或斷裂的曲軸無法修復,只能報廢。對於彎曲或扭轉變形過大的曲軸,可以采用壓力修正的方法進行修復。對於過度磨損的曲軸,我們可以將其研磨到規定的修復尺寸,然後選擇相應的超大軸瓦來恢復配合間隙。如果磨損嚴重,也可以采用振動堆焊或電噴的方式對缺陷部位進行填充,然後加工到規定的修復尺寸。但是這裏有壹點需要特別註意:曲軸在磨削後必須重新氮化,否則曲軸會有斷裂的危險。

但是在實際的發動機修理過程中,曲軸很少被修理,如果有缺陷就直接更換。壹方面,曲軸修復難度大,工藝復雜,要求精度高,成本昂貴,在經濟和技術上都不經濟。另壹方面,目前絕大多數車型都沒有提供加大修軸瓦,曲軸打磨後找不到配合。另壹個很重要的壹點是,有能力修復曲軸的企業越來越少。在很多省份,只有省會城市才有這樣的加工企業,壹個曲軸真的不值得來回走幾次。所以只有壹些極其特殊的發動機,它的零部件很難買到,或者購買周期很長,這樣曲軸就可以不惜代價修理,更多的會直接報廢。