发动机曲轴材料

根据它的发展历史以及对各种材料的化学成分、组织、性能、加工工艺、成本价格的比较分析,说明其发展趋势是以球铁曲轴替代锻钢曲轴,以铸态珠光体球铁曲轴替代热处理曲轴。球铁代钢的关键是提高韧性,自行研制的QT740—3铸态珠光体球铁曲轴表明,铸态球铁性能达到了一个新高度。

另外对几种曲轴新材料进行了分析。曲轴在工作中受到不断变化的燃气压力、惯性力及力矩作用,从而在各部分产生弯曲、扭转、剪切、拉压等交变应力。曲轴的重要性及其工作状况的复杂性,要求曲轴有较高的抗拉强度、疲劳强度、表面强度、耐磨性,同时心部要有一定的韧性。另外,应当顺应当今世界汽车材料的发展趋势,即采用轻量化材料以减轻汽车自重,减少汽车的燃油消耗,节约石油资源,降低环境污染;选用和开发 替代材料简化零件生产工艺,降低生产成本。

(相关资料图)

目前,国内普遍使用的曲轴材料主要有锻钢和球墨铸铁2类。锻钢材料一般为中碳钢和中碳低合金钢,如45钢、53钢、35CrMo、40Cr等。球铁曲轴牌号有QT600 - 3、QT700 - 2、QT800 - 2、QT900-2、QT900-5。工业强国的球铁生产比重较大。尽管我国的铸铁产量居世界第二位,但其中球铁产量所占比重(17.8%)远低于法国(48.3%)、日本(40.0%)、美国(39.4%)、英国(36.7%)、德国(35.1%)、意大利(21.6%),也低于世界平均水平(28.2%)。因此,我国有待于加强球铁生产技术的研究,进一步拓宽球铁的应用领域。特别是在国有汽车工业的开发中,显得尤为重要。

总的说来,曲轴用材料的发展趋势是,以球铁曲轴替代锻钢曲轴,以铸态珠光体球铁曲轴替代热处理曲轴。

曲轴的功用

(一)功用

1.将作用在活塞顶上的燃气压力转变为曲轴转矩输出给汽车传动系 2.驱动配气机构及其它附属装臵。

(二)曲轴的工作条件和要求

承受周期性变化的气体压力、往复惯性力、离心力以 及由此产生的扭矩、弯矩的共同作用

1、工作条件：

2、要求：

(1)足够的刚度、疲劳强度和冲击韧性;

(2)各工作表面润滑良好、耐磨;

(3)旋转惯性力系达到良好的平衡(离心力合力及 其合力矩为零时称为完全平衡，亦称动平衡)。...

(三)材料及工艺：

(1)多采用优质中碳钢或中碳合金钢如铬镍钢(18CrNi5)、铬铝钢(34CrAl16)模锻 而成，其主轴颈和曲柄销工作表面均需高频淬火或氮化，再经过精磨;其轴颈圆角过渡 处不经淬火，采用滚压强化工艺，以提高疲劳强度。优点是机械疲劳强度高，轴颈直径 可以较细，发动机结构紧凑，但表面加工质量要求高，否则，容易引起应力集中。...

(2)过去，国产的许多发动机采用高强度的稀土球墨铸铁铸造曲轴，优点是制 造成本低，铸铁比钢的耐磨性、抗扭振性好，但发动机体积庞大。

曲轴的安装步骤

曲轴的具体按安装步骤如下：

(1)将有油槽的上轴瓦装入缸体，使轴承上油槽与缸体上轴承座 上的油道口对正。注意上、下轴承不能装反，然后将各道轴承涂 上少许润滑油。注意推力轴承。

(2)将曲轴平稳的放入缸体轴承孔。

(3)插入半圆推力环，注意上、下环不能装错，有开口用于气缸 体且开口必须朝轴承。

(4)按轴承盖上打印的1、2、3、4标记，由前向后顺序安装。

(5)曲轴轴承盖螺栓应由中间向两边交叉、对称、分三次拧紧， 后紧固力矩按厂家固定(桑塔纳为65Nm)。轴承盖紧固后，曲 轴转动应平滑自如，其有推力轴承轴向间隙和径向间隙应符合厂 家规定(桑塔纳为0.07~0.17mm，径向间隙为0.030~0.080mm)

(6)安装带轮端曲轴油封和飞轮端曲轴油封。

(7)安装飞轮，按厂家要求的力矩紧固。