曲轴铸造技术

曲轴熔炼

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。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。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。

曲轴造型

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。国内已有一些曲轴生产厂家从德国、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。

曲轴电渣熔铸

电渣重熔技术应用于曲轴的生产，使铸造曲轴性能可能和锻造性能媲美。并具有研发周期快，金属利用率高，设备简单，产品性能优越等特点。

发动机中最重要的部件。它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。因此要求曲轴有足够的强度和刚度，轴颈表面需耐磨、工作均匀、平衡性好。

为减小曲轴质量及运动时所产生的离心力，曲轴轴颈往往作成中空的。在每个轴颈表面上都开有油孔，以便将机油引入或引出，用以润滑轴颈表面。为减少应力集中，主轴颈、曲柄销与曲柄臂的连接处都采用过渡圆弧连接。

曲轴平衡重（也称配重）的作用是为了平衡旋转离心力及其力矩，有时也可平衡往复惯性力及其力矩。当这些力和力矩自身达到平衡时，平衡重还可用来减轻主轴承的负荷。平衡重的数目、尺寸和安置位置要根据发动机的气缸数、气缸排列形式及曲轴形状等因素来考虑。平衡重一般与曲轴铸造或锻造成一体，大功率柴油机平衡重与曲轴分开制造，然后用螺栓连接在一起。

以热模锻压力机、电液锤为主机的自动线是锻造曲轴生产的发展方向，这些生产线将普遍采用精密剪切下料、辊锻（楔横轧）制坯、中频感应加热、精整液压机精压等先进工艺，同时配有机械手、输送带、带回转台的换模装置等辅机，形成柔性制造系统（FMS）。通过FMS可自动更换工件和模具以及自动进行参数调节，在工作过程中不断测量。显示和记录锻件厚度和最大压力等数据并与定值比较，选择最佳变形量以获得优质产品。由中央控制室监控整个系统，实现无人化操作。此锻造方法锻造的曲轴，具有内部金属流线的全纤维性，可以提高20%以上的疲劳强度。

曲轴粗加工将广泛采用数控车床、数控内铣床、数控车拉床等先进设备对主轴颈、连杆轴颈进行数控车削、内铣削、车-拉削加工，以有效减少曲轴加工的变形量。曲轴精加工将广泛采用CNC控制的曲轴磨床对其轴颈进行精磨加工。此种磨床将配备砂轮自动动平衡装置、中心架自动跟踪装置、自动测量、自动补偿装置、砂轮自动修整、恒线速度等功能要求，以保证磨削质量的稳定。高精设备依赖进口的现状，估计短期内不会改变。

曲轴曲轴中频感应淬火

曲轴中频感应淬火将采用微机监控闭环中频感应加热装置，具有效率高、质量稳定、运行可控等特点。

曲轴曲轴软氮化

对于大批量生产的曲轴来说，为了提高产品质量，今后将采用微机控制的氮基气氛气体软氮化生产线。氮基气氛气体软氮化生产线由前清洗机（清洗干燥）、预热炉、软氮化炉、冷却油槽、后清洗机（清洗干燥）、控制系统及制气配气等系统组成。

曲轴曲轴表面强化技术

球墨铸铁曲轴圆角滚压强化将广泛应用于曲轴加工中，另外，圆角滚压强化加轴颈表面淬火等复合强化工艺也将大量应用于曲轴加工中，锻钢曲轴强化方式将会更多地采用轴颈加圆角淬火处理。

装在曲轴前端的齿轮或键齿轮，通常用来代动凸轮轴齿轮，链条或齿状皮带。

曲轴齿轮一共有58个齿轮，因为本来是60个齿轮的，有两个齿轮合并成一个用于标注一缸上支点，用于信号传递。

国内汽车需求旺盛、全球汽车市场中心向发展中国家转移、汽车零部件采购日益全球化等等因素促进了中国整体汽车市场愈发作为中国工业发展支柱产业的地位。从2007-2010年，中国曲轴总产量分别为477万、642万、2633万和3100万支，其中剔除摩托车等单缸发动机曲轴，仍然达到450万、575万、1032万和1400万支。

中国高速增长的汽车工业为车用曲轴提供了广阔的市场空间。2010年，中国汽车产销分别为1826.47万辆和1806.19万辆，同比增长32.44%和32.37%。其中:乘用车产销1389.71万辆和1375.78万辆，同比增长33.83%和33.17%;商用车产销436.76万辆和430.41万辆，同比增长28.19%和29.90%。

2010年全年，累计完成发动机产销1690.95万台和1702.59万台，比上年分别增长27.44%和29.73%。其中，柴油发动机累计完成产销393.55万台和399.27万台，比上年分别增长25.03%和30.36%，汽油发动机累计完成1296.59万台和1302.52万台，比上年分别累计增长28.19%和29.55%。预计2011年我国发动机市场销量将达到约1934万辆，同比增长约13.63%。而作为发动机的核心部件，曲轴的销售量与发动机产销量密切相关。发动机产销量的变化反映了曲轴市场需求量的变动情况。

曲轴是柴油发电机组主要机件之一，它的作用是将柴油机各缸所做的功汇集后以回转运动的方式输出。对于多缸重庆康明斯柴油发电机，它要连续承受做功冲程从活塞经连杆传来的力，将其转变为转矩传给传动机构，同时，还要通过连杆推动各缸活塞进行吸气、压缩和排气，并驱动配气机构及其他辅助装置。曲轴-飞轮组件的结构，通常非为主轴颈、连杆轴颈、曲柄、前端轴（即曲轴自由端）、后端（曲轴输出端）凸缘及平衡块（或称平衡重）等部分组成。

多缸东风康明斯柴油发电机的曲轴是一根高速旋转的长轴。它承受不断变化的气体压力和惯性力及旋转时产生的离心力的作用，因此，要求它具有足够的强度和刚度，而且要耐磨，润滑良好，安装固定可靠并加以轴向定位或限制轴向位移，此外，曲拐布置应合理，以满足柴油机的发火次序和运行平稳的要求。

曲轴的结构有如下几类。

整体式：整根曲轴由整体锻造或铸造而成，广泛用于中、小型柴油机。

套合式：有半套合式和全套合式。用于大型低速柴油机。

组合式：有分段式和圆盘式。采用滚动轴承的高速机。

NT系列重庆康明斯、东风康明斯、柴油机曲轴飞轮结合组由曲轴、曲轴齿轮、轴瓦、启动齿圈、飞轮和皮带轮等组成。NT系列柴油机曲轴为整体式，用钢材整体锻造。这种曲轴的特点是主轴颈、曲臂和连杆轴颈制成一个整体。其前轴端部装有带两个皮带槽的三角皮带盘，以直接或间接拖动风扇、水泵及充电机的皮带轮。曲轴后端通过法兰盘用六个螺钉连接并紧固飞轮，并用两个圆柱销定位。在飞轮端面上具有12铬均匀缝补的螺孔，供安装联轴器等动力输出装置，启动齿圈紧套在飞轮配合面上。

由于主轴颈结构不同，第1、3、5挡轴瓦相同，第2、4、6挡相同，第7挡轴瓦特异，各挡瓦均有油孔，止堆片安在第7挡轴承盖上，主轴瓦采用铝合金薄壁轴瓦，上瓦与下瓦之间用主轴承螺栓拧紧，在上瓦中还有出油孔和油槽，并能与主轴颈中的油孔相通，润滑油从孔内流通，以强制润滑主轴承摩擦表面和连杆轴颈摩擦表面。曲轴飞轮组件装配完毕后，在飞轮端用手转动曲轴，应灵活自如。