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2023-11-27 16:40:01
你知道汽车发动机最昂贵最精密的单个部件是什么吗?很多人可能想象不到是发动机曲轴。它是发动机中非常重要的部件,可以将活塞的直线运动转化为旋转运动,并将来自活塞和连杆的气体压力转化为扭矩输出,同时驱动汽车的传动系统和发动机的配气机构及其他辅助装置。
曲轴上的应力极其复杂。它在周期性变化的气体压力、往复惯性力及其扭矩的共同作用下工作,承受巨大的交变弯曲和扭转载荷。同时又是细长的高速旋转部件,需要严格的动平衡,弯曲和扭转不允许超过一定值。
因此,曲轴需要由非常优质的材料制成,并经过严格的表面处理工艺。一般用45、40Cr、35Mn2等中碳钢和中碳合金钢模锻而成。近年来,更多地使用球墨铸铁。锻造或铸造后,为了提高曲轴的疲劳强度,消除应力集中,需要对轴颈表面进行喷丸处理,并滚压圆角。为了提高轴颈的表面硬度,需要对轴颈表面进行高频淬火或渗氮处理,最后进行精加工。这样处理的曲轴有足够的疲劳强度和刚度来抵抗弯曲和扭转,轴颈有足够的支承面和耐磨性。
曲轴上有一条油道贯穿主轴颈、曲柄和连杆轴颈,来自润滑系统主油道的压力油进入主轴颈和连杆轴颈,润滑两个摩擦副,即主轴颈和主轴瓦,连杆轴颈和连杆轴瓦。但由于这两个部分受力巨大,在使用中必然会有一定程度的磨损;如果润滑不良或发动机负荷过大,将会发生其他类型的损坏。
曲轴常见的损坏形式有轴颈磨损、裂纹、烧蚀、弯曲、扭曲和断裂。一般来说,严重烧蚀、裂纹或断裂的曲轴无法修复,只能报废;对于弯曲或扭曲变形过大的曲轴,可以用压力修正法进行修复;对于过度磨损的曲轴,我们可以打磨到规定的修复尺寸,然后选择相应的超大轴瓦来恢复配合间隙;如果磨损严重,也可采用振动堆焊或电喷涂来填补缺陷部位,然后机加工到规定的修复尺寸。不过这里有一点要特别注意:曲轴磨好后一定要再次氮化,否则曲轴有断裂的危险。
但在实际的发动机维修过程中,曲轴很少维修,有缺陷就直接更换。一方面,曲轴修复难度大,工艺复杂,要求精度高,成本昂贵,无论从经济上还是技术上都不经济;另一方面,目前大部分车型不提供大尺寸的修复轴瓦,曲轴打磨后找不到匹配的配件;还有一点很重要,有能力维修曲轴的企业越来越少。很多省份只有省会才有这样的加工企业,一个曲轴修几次真的不划算。所以只有一些很特殊的发动机,零件很难买到,或者购买周期很长,以至于不惜任何代价去修曲轴,更多的会直接报废。
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