国内外内燃机曲轴制造技术现状及发展趋势

摘 要：曲轴是内燃发动机最重要的结构构件，也是较难修复的结构构件。目前国内外针对内燃机曲轴的相关特点，研制出了相应的制造技术，并得到了广泛地应用。基于此，文章主要对当前国内外内燃机曲轴相关制造技术的应用情况展开细致的分析，并提出其技术未来的发展趋势，仅供参考。

关键词：内燃机；国内外；曲轴制造技术；发展趋势

曲轴在实际的运转当中会承受较大的弯曲应力和扭转应力，且相应的受力情况较为复杂，因此国内外的相关研究人员对曲轴的抗拉强度、刚度、耐磨性以及冲击韧性等方面的性能都提出了较高的要求。一般来说，曲轴在长期使用的过程中都会出现轴颈劳损以及疲劳断裂的情况。为了防止此种情况的发生，国内外的研究人员在曲轴的生产制造环节强化了其的制造技术，并对曲轴的材质、精度以及粗糙度进行了严格的设定，最大限度地延长曲轴的使用寿命。

1 国内外曲轴制造技术的发展现状

目前，国内外所使用的曲轴材质一般为球墨铸铁和锻钢两种。其中，球墨铸铁的制造成本较低，只占调质钢曲轴成本的三分之一左右，且球墨铸铁的性能、延伸性较强，容易获得理想的结构性状。球铁内的摩擦所耗功要比锻钢大许多，可以减少曲轴在工作时所遇到的应力，不会出现曲轴硬度减弱的情况。最重要的是，工作人员可以通过对其表面进行热处理或者强化处理，能够有效提高曲轴的抗疲劳强度，进而能够有效延长曲轴的使用寿命，因此球墨铸铁材质得到了国内外的广泛应用。

近些年来，我国内燃机曲轴的生产厂家积极引入了国外的先进设备，在此基础上强化了曲轴的制造技术水平。然而从实际的应用效果来看，我国的技术水平与国外的先进国家还是存在着较大的差异，如专业化程度较低、生产效率较低。且相关的研究表明，国外球铁在熔炼的过程中所产生的化学元素含量要明显低于国产件，相对而言，国外生产出来的石墨较为圆整，最终制造出来的曲轴表面较为平整，磨损较少。由此可以得出，国内的曲轴制造技术还是有所欠缺，需要研究人员进一步地对其进行开发和研究。

2 国内外制造曲轴过程中所应用的技术

2.1 机械加工技术

国内大部分专业厂家普遍会选择应用普通机床和专用组合机床组合而成的流水线生产方式，相对而言其的生产效率较低且自动化程度较低。粗加工设备多采用S1-206A、S1-217曲轴车床加工方式，主要对曲轴的主轴颈和连杆颈进行加工，工序质量较差，较容易产生较大的内部应力，最终导致曲轴在实际使用的过程中缺乏稳定性，难以达到规定的质量要求。为了保证成品的尺寸质量，国内的工作人员通常会采用多次磨削的方法对构件进行打磨，由于是纯手工操作，无法有效保证加工的质量，且出现的废品率较高。目前，大多数企业引进了国外的先进设备，如数控磨床、数控砂带抛光机等设备，强化机械加工的水平，但从实际的应用效果来看，相关的技术人员比较缺乏对先进设备的掌握，整体的工艺水平还是比较低。相较而言，国外的机械加工技术发展较为成熟，生产线一般都是由几段独立的自动化生产单元构成，具有较高的精准性和灵活性。

2.2 毛坯锻造技术

目前，国内引进了一些先进的锻造设备，但是引进的数量较少，相应的模具制造技术和其他的一些设施也无法迎合锻造设备的运行要求，最终导致部分先进设备无法充分地发挥其的作用。从整体的应用效果来看，由于需要改造和更新的设备较多，毛坯锻造技术尚未能很好的应用到实际的生产当中，检测手段还是以手工测量为主，生产出来的锻件普遍缺乏稳定性，且生产效率较低。而国外的毛坯锻造技术发展较为成熟，检测手段采用先进的数控测量技术，生产出来的锻件质量较高，材料利用率也较高，取得的成效较为显著。

2.3 热处理和表面强化处理技术

曲轴的热处理关键技术就是对其表面进行强化处理。一般来说，工作人员在制造曲轴的时候，一般都会采用正火的处理方式，为其的表面处理工作做好相应的准备。目前，国内对正火工艺的流程进行了较多的探究和实践，利用铸造余热的方法强化正火工艺的流程，具有较强的节能效果，得到了制造业的广泛应用。我国对于曲轴的表面强化处理力度还是较为欠缺，通常会选择应用国外的先进设备，弥补自身的不足。在引进的设备中，国内一般都会选择应用圆角淬火设备，能够提高曲轴的抗疲劳强度。

3 国内曲轴制造技术的发展趋势

首先在机械加工技术方面，国内应该积极地引用国外的数控设备，实现生产单元是由自动化的独立设备生产的要求，利用数控技术完成曲轴的制造工作，强化加工过程的灵活性和精准性。其次，在毛坯锻造技术的方面，可以应用计算机技术，实现自动化控制生产过程的要求。主要表现为：实现锻造温度控制、对材料进行自动化筛选等要求。另外，还可以构建柔性制造系统，主要以热模压力机和电液锤为主机系统，实现自动化生产曲轴的要求，这也是曲轴制造技术的未来发展方向。

4 结论

目前，国内的曲轴制造技术与国外先进的制造技术还是存在着较大的差别，虽然我国积极地引入了大量的先进设备，但在实际使用的过程中技术水平较低。针对于此，国内的研究人员应该充分地结合国内内燃机的使用情况，适当地借鉴国外的先进技术，对原有的曲轴制造技术进行升级与改造，全面提高我国曲轴制造的技术水平。希望通过笔者对国内外内燃机曲轴制造技术的相关叙述以及对其的展望，能够为相关人员提供一定的参考价值。

参考文献：

[1]王宇.探讨国内外内燃机曲轴制造技术现状及发展趋势[J].制造技术与机床，2013.

作者简介：

龍奉明（1964- ），男，江西抚州人，大学本科学历，工程师，研究方向：汽车发动机。