Question

汽车发动机的曲轴是什么材料

Answer 1

发动机曲轴是发动机非常重要的部件，它可以将活塞的直线运动转化为旋转运动，将活塞和连杆的气体压力转化为扭矩输出，同时驱动汽车的 传动系统 、发动机的 配气机构 等辅助装置。

曲轴上的应力极其复杂，它在周期性变化的气压、往复惯性力及其扭矩的共同作用下工作，承受着弯曲和扭转的巨大交变载荷。同时也是细长的高速旋转部件，所以需要严格的动平衡，弯扭不允许超过一定值。

因此，曲轴需要由非常优质的材料制成，并经过严格的表面处理。模锻一般采用45、40Cr、35Mn2中碳钢和中碳合金钢。近年来，使用了更多的球墨铸铁。或者在锻造成型后，为了提高曲轴的疲劳强度，消除应力集中，需要对轴颈表面进行喷丸处理，并对圆角进行滚压。为了提高轴颈的表面硬度，需要对轴颈表面进行高频淬火或渗氮处理，最后进行精加工。处理后的曲轴具有足够的抗弯抗扭疲劳强度和刚度，轴颈具有足够的承载面和耐磨性。

曲轴上有穿过主轴颈、曲轴和连杆轴颈的油道，来自 润滑系统 主油道的压力油进入主轴颈和连杆轴颈，润滑主轴颈和主轴瓦、连杆轴颈和连杆轴瓦的两个摩擦副。但是由于这两部分受力巨大，在使用中必然会有一定程度的磨损；如果润滑不良或发动机负载过大，将会出现其他类型的损坏。

曲轴常见的损伤形式包括轴颈磨损、裂纹、烧蚀、弯曲、扭曲和断裂等。一般来说，烧蚀严重、裂纹或断裂的曲轴无法修复，只能报废。对于弯曲或扭转变形过大的曲轴，可以采用压力修正的方法进行修复。对于过度磨损的曲轴，我们可以将其研磨到规定的修复尺寸，然后选择相应的超大轴瓦来恢复配合间隙。如果磨损严重，也可以采用振动堆焊或电喷的方式对缺陷部位进行填充，然后加工到规定的修复尺寸。但是这里有一点需要特别注意:曲轴在磨削后必须重新氮化，否则曲轴会有断裂的危险。

但是在实际的发动机修理过程中，曲轴很少被修理，如果有缺陷就直接更换。一方面，曲轴修复难度大，工艺复杂，要求精度高，成本昂贵，在经济和技术上都不经济。另一方面，目前绝大多数车型都没有提供加大修轴瓦，曲轴打磨后找不到配合。另一个很重要的一点是，有能力修复曲轴的企业越来越少。在很多省份，只有省会城市才有这样的加工企业，一个曲轴真的不值得来回走几次。所以只有一些极其特殊的发动机，它的零部件很难买到，或者购买周期很长，这样曲轴就可以不惜代价修理，更多的会直接报废。