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发动机曲轴工作原理(发动机曲轴是怎样制造的?坏了还有必要修复吗?)

你知道汽车发动机上最昂贵、最精密的单体零部件是什么吗?很多人可能想象不到,它就是发动机曲轴。

它是发动机上非常重要的零部件,它可以把活塞的直线运动转化为旋转运动,并将活塞、连杆传来的气体压力转变为转矩向外输出,同时驱动汽车的传动系统以及发动机的配气机构和其他辅助装置。

发动机曲轴是怎样制造的?坏了还有必要修复吗?

曲轴是用什么材料制作的?

曲轴的受力是极其复杂的,它在周期性变化的气体压力、往复惯性力及其力矩的共同作用下工作,承受巨大的弯曲和扭转交变载荷。同时它还是一个细长的高速旋转件,因此需要严格的动平衡,弯曲和扭曲都不允许超过一定的数值。

发动机曲轴是怎样制造的?坏了还有必要修复吗?

因此,曲轴需要使用非常优质的材料制作,并经过严格的表面处理工艺。一般使用45、40Cr、35Mn2等中碳钢和中碳合金钢模锻而成,近年来使用球墨铸铁的也比较多。

锻造或铸造成型后,为提高曲轴的疲劳强度,消除应力集中,还需要在轴颈表面进行喷丸处理,圆角处要经滚压处理;为了提高轴颈的表面硬度,还需要在轴颈表面做高频淬火或氮化处理,最后进行精加工。

这样处理后的曲轴,具有足够的抗弯曲、抗扭转的疲劳强度和刚度,同时轴颈有足够大的承压表面和耐磨性。

发动机曲轴是怎样制造的?坏了还有必要修复吗?

在曲轴上有贯穿主轴颈、曲柄和连杆轴颈的油道,来自润滑系统主油道的压力机油由此进入主轴颈和连杆轴颈之中,以润滑主轴颈与主轴瓦、连杆轴颈与连杆轴瓦这两个摩擦副。

但是由于这两个部位受力巨大,所以在使用中必然会有一定程度的磨损;如果润滑不良或者发动机负荷过大,还会出现其它型式的损坏。

发动机曲轴是怎样制造的?坏了还有必要修复吗?

曲轴常见的损伤有哪些?

曲轴常见损伤形式有轴颈磨损、裂纹、烧蚀、弯曲、扭曲、断裂等。一般来说,对于烧蚀严重、有裂纹或者已经断裂的曲轴来说,是无法修复的,只能报废;对于弯曲或扭曲变形量过大的曲轴来说,我们可以用压力校正的方法来修复。

对于磨损过度的曲轴来说,我们可以修磨至规定的修理尺寸,然后选配相应的加大型轴瓦来恢复配合间隙;如果磨损严重的,也可以使用振动堆焊或者电喷涂填补缺陷部位,然后再机加工至规定的修理尺寸。

不过这里有特别需要注意的一点是:曲轴修磨后必须重新做氮化处理,否则曲轴有断裂的危险。

发动机曲轴是怎样制造的?坏了还有必要修复吗?

但是在实际发动机修理过程中,曲轴一般很少修理,有缺陷就直接更换了。一方面是因为曲轴的修复比较困难,工艺比较复杂,要求的精度高,费用也比较昂贵,无论从经济上还是从技术上来看,都是不合算的。

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