引擎的主要旋轉機件，裝上連桿后，可承接連桿的上下(往復)運動變成循環(huán)(旋轉)運動。是發(fā)動機上的一個重要的機件，其材料是由碳素結構鋼或球墨鑄鐵制成的，有兩個重要部位：主軸頸，連桿頸，(還有其他)。主軸頸被安裝在缸體上，連桿頸與連桿大頭孔連接，連桿小頭孔與汽缸活塞連接，是一個典型的曲柄滑塊機構。曲軸的潤滑主要是指與連桿大頭軸瓦與曲軸連桿頸的潤滑和兩頭固定點的潤滑。曲軸的旋轉是發(fā)動機的動力源。也是整個機械系統(tǒng)的源動力。

中文名

曲軸

外文名

Crankshaft

類別

引擎旋轉機件

用途

旋轉形成動力源

組件

主軸頸、連桿頸

簡介

發(fā)動機中最重要的部件。它承受連桿傳來的力，并將其轉變?yōu)檗D矩通過曲軸輸出并驅動發(fā)動機上其他附件工作。曲軸受到旋轉質量的離心力、周期變化的氣體慣性力和往復慣性力的共同作用，使曲軸承受彎曲扭轉載荷的作用。因此要求曲軸有足夠的強度和剛度，軸頸表面需耐磨、工作均勻、平衡性好。[1]

為減小曲軸質量及運動時所產生的離心力，曲軸軸頸往往作成中空的。在每個軸頸表面上都開有油孔，以便將機油引入或引出，用以潤滑軸頸表面。為減少應力集中，主軸頸、曲柄銷與曲柄臂的連接處都采用過渡圓弧連接。

曲軸平衡重（也稱配重）的作用是為了平衡旋轉離心力及其力矩，有時也可平衡往復慣性力及其力矩。當這些力和力矩自身達到平衡時，平衡重還可用來減輕主軸承的負荷。平衡重的數(shù)目、尺寸和安置位置要根據(jù)發(fā)動機的氣缸數(shù)、氣缸排列形式及曲軸形狀等因素來考慮。平衡重一般與曲軸鑄造或鍛造成一體，大功率柴油機平衡重與曲軸分開制造，然后用螺栓連接在一起。

鑄造技術

熔煉

高溫低硫純凈鐵水的獲得是生產高質量球墨鑄鐵的關鍵。國內主要是以沖天爐為主的生產設備，鐵水未進行預脫硫處理；其次是高純生鐵少、焦炭質量差。采用沖天爐熔化鐵水，經(jīng)爐外脫硫，然后在感應電爐中升溫并調整成分。在國內鐵水成分的檢測已普遍采用真空直讀光譜儀來進行。[1]

造型

氣流沖擊造型工藝明顯優(yōu)于粘土砂型工藝，可獲得高精度的曲軸鑄件，該工藝制作的砂型具有無反彈變形量等特點，這對于多拐曲軸尤為重要。國內已有一些曲軸生產廠家從德國、意大利、西班牙等國引進氣流沖擊造型工藝，不過，引進整條生產線的只有極少數(shù)廠家。

電渣熔鑄

電渣重熔技術應用于曲軸的生產，使鑄造曲軸性能可能和鍛造性能媲美。并具有研發(fā)周期快，金屬利用率高，設備簡單，產品性能優(yōu)越等特點。

鍛造技術

曲軸

以熱模鍛壓力機、電液錘為主機的自動線是鍛造曲軸生產的發(fā)展方向，這些生產線將普遍采用精密剪切下料、輥鍛(楔橫軋)制坯、中頻感應加熱、精整液壓機精壓等先進工藝，同時配有機械手、輸送帶、帶回轉臺的換模裝置等輔機，形成柔性制造系統(tǒng)(FMS)。通過FMS可自動更換工件和模具以及自動進行參數(shù)調節(jié)，在工作過程中不斷測量。顯示和記錄鍛件厚度和最大壓力等數(shù)據(jù)并與定值比較，選擇最佳變形量以獲得優(yōu)質產品。由中央控制室監(jiān)控整個系統(tǒng)，實現(xiàn)無人化操作。[1]

此鍛造方法鍛造的曲軸，具有內部金屬流線的全纖維性，可以提高20%以上的疲勞強度。

加工技術

曲軸粗加工將廣泛采用數(shù)控車床、數(shù)控內銑床、數(shù)控車拉床等先進設備對主軸頸、連桿軸頸進行數(shù)控車削、內銑削、車-拉削加工，以有效減少曲軸加工的變形量。曲軸精加工將廣泛采用CNC控制的曲軸磨床對其軸頸進行精磨加工。此種磨床將配備砂輪自動動平衡裝置、中心架自動跟蹤裝置、自動測量、自動補償裝置、砂輪自動修整、恒線速度等功能要求，以保證磨削質量的穩(wěn)定。高精設備依賴進口的現(xiàn)狀，估計短期內不會改變。[1]

強化技術

（1）曲軸中頻感應淬火

曲軸中頻感應淬火將采用微機監(jiān)控閉環(huán)中頻感應加熱裝置，具有效率高、質量穩(wěn)定、運行可控等特點。[1]

（2）曲軸軟氮化

對于大批量生產的曲軸來說，為了提高產品質量，今后將采用微機控制的氮基氣氛氣體軟氮化生產線。氮基氣氛氣體軟氮化生產線由前清洗機（清洗干燥）、預熱爐、軟氮化爐、冷卻油槽、后清洗機（清洗干燥）、控制系統(tǒng)及制氣配氣等系統(tǒng)組成。

（3）曲軸表面強化技術

球墨鑄鐵曲軸圓角滾壓強化將廣泛應用于曲軸加工中，另外，圓角滾壓強化加軸頸表面淬火等復合強化工藝也將大量應用于曲軸加工中，鍛鋼曲軸強化方式將會更多地采用軸頸加圓角淬火處理。

故障原因

①起動機與飛輪齒嚙合不良。齒圈與起動機齒輪在起動發(fā)動機時會發(fā)生撞擊，造成牙齒損壞或牙齒單面磨損。若牙齒連續(xù)三個以上損壞或磨損嚴重，起動機齒輪與齒圈牙齒便難以嚙合。[1]

②粘缸。發(fā)動機溫度過高時停車熄火，熱量難以散出，高溫下的活塞環(huán)與氣缸粘連，冷卻后無法起動。

③曲軸抱死。由于潤滑系故障或缺機油造成滑動軸承干摩擦，以致最終抱死曲軸而無法起動。

④噴油泵柱塞卡死。

修復方法

①若飛輪有連續(xù)三個以上牙齒損壞，且與起動機齒正好相對，就會導致兩者齒輪不能嚙合。在這種狀態(tài)下，只需用撬棒將飛輪撬轉一個角度，再按起動按鈕便可順利起動。對于損壞的飛輪牙齒，一般可采用焊接修復。[1]

②齒圈松動時可從飛輪殼起動機安裝口處確認。若齒圈松動，則須更換新件。在安裝時，應先將齒圈放在加熱箱中加熱，而后趁熱壓在飛輪上，冷卻后即可緊固于飛輪上。

③齒圈牙齒單邊磨損嚴重時，可將齒圈壓下，前后端面翻轉后，再裝在飛輪上使用。

④經(jīng)檢查齒輪嚙合正常，起動時飛輪不轉動，則應視為發(fā)動機內部故障，如曲軸抱死，活塞粘缸，離合器卡滯等，對此應進一步觀察?？上炔殡x合器有無破損卡滯，再檢查噴油泵柱塞是否卡滯和發(fā)動機內部有無異物等故障。

磁能來源

低軸阻發(fā)電機在原理設計上雖然只能將50﹪左右的負轉矩磁能轉化為正轉矩磁能，但是所產生的正轉矩也足以去抵消負轉矩了（因為實際上是不可能將負轉矩磁能全部轉化為正轉矩磁能的）。[1]

通過對常規(guī)發(fā)電機的構造及工作原理進一步研究分析后，我們最終找到了突破口，既是在常規(guī)發(fā)電原理構造的基礎上運用“能量緩存轉移法”來實現(xiàn)上述目的；也就是將部分固定方向的感應電流進行暫存處理后，再在滯后的時間內釋放，所釋放的能量不僅可以繼續(xù)輸出供給負載，而且在電樞續(xù)流繞組中所產生的附加磁能還可以對轉子做正功（產生正轉矩）。這就是低軸阻發(fā)電機正轉矩磁能的來源。