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曲軸的性能優劣,影響著發動機的可靠性

        曲軸是一類優質的球墨鑄鐵件,其是發動機上的一個重要的機件,它承受連桿傳來的力,并將其轉變為轉矩通過曲軸輸出并驅動發動機上其他附件工作。曲軸的材料現以球墨鑄鐵和鋼為主,由于球墨鑄鐵的切削性能良好,并且可以通過各種熱處理和表面強化處理來提高曲軸的抗疲勞強度、硬度和耐磨性,因此應用十分廣泛。

        曲軸是發動機上的一個重要的機件,它的使用性能對機車的運行有重大的影響。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。
        曲軸的性能在很大程度上影響著汽車發動機的可靠性與壽命。曲軸在發動機中承擔著大負荷和全部的功率,承擔著強大的方向不斷變化的彎矩和扭矩,同時承受著長時間的高速運轉的磨損,圓角過渡處處于薄弱環節,主軸頸與圓角的過渡處更為嚴重。因而,需要合適的熱處理工藝,以保證其達到所要求的各項性能指標。
       而在發動機運行中,曲軸的實際受力大且復雜,并承受交變負荷的沖擊作用,往往產生彎曲、扭轉、剪切等變形問題,造成曲軸斷裂或者軸頸磨損,其中疲勞斷裂占了80%。曲軸變形與熱處理的工藝、處理效果的好壞都有直接的關系。


        曲軸的主要失效形式有:
(1)疲勞斷裂:多數斷裂時曲柄與軸頸的圓角處產生疲勞裂紋,隨后向曲柄深處發展,造成曲柄的斷裂,其次是曲柄屮部的油道內壁產生裂紋,發展為曲柄處的斷裂。
(2)軸頸表面的嚴重磨損。
        因此,曲軸的選材十分重要,既需要滿足曲軸的力學性能,也需要考慮強度和耐磨性。由于曲軸需要承受交變的彎曲-扭轉載荷以及發動機的大的功率,因此,要求其具有高的強度,良好的耐磨、耐疲勞性以及循環韌性等。
        曲軸的大致加工路線是,鍛造→正火→機械加工→去應力退火→調質處理→表面熱處理(高頻淬火+低溫回火),其中預備熱處理為正火,然后可能有必要進行去應力退火。熱處理為調質處理和表面熱處理的高頻淬火和低溫回火。

        曲軸是汽車發動機的關鍵部件之一,其性能好壞直接影響汽車的壽命。因此,對曲軸鑄鐵件的加工技術要求十分嚴格。

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