引擎的主要旋转机件，装上连杆后，可承接连杆的上下(往复)运动变成循环(旋转)运动。是发动机上的一个重要的机件，其材料是由碳素结构钢或球墨铸铁制成的，有两个重要部位：主轴颈，连杆颈，(还有其他)。主轴颈被安装在缸体上，连杆颈与连杆大头孔连接，连杆小头孔与汽缸活塞连接，是一个典型的曲柄滑块机构。曲轴的润滑主要是指与连杆大头轴瓦与曲轴连杆颈的润滑和两头固定点的润滑。曲轴的旋转是发动机的动力源。也是整个机械系统的源动力。

中文名

曲轴

外文名

Crankshaft

类别

引擎旋转机件

用途

旋转形成动力源

组件

主轴颈、连杆颈

简介

发动机中最重要的部件。它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。曲轴受到旋转质量的离心力、周期变化的气体惯性力和往复惯性力的共同作用，使曲轴承受弯曲扭转载荷的作用。因此要求曲轴有足够的强度和刚度，轴颈表面需耐磨、工作均匀、平衡性好。[1]

为减小曲轴质量及运动时所产生的离心力，曲轴轴颈往往作成中空的。在每个轴颈表面上都开有油孔，以便将机油引入或引出，用以润滑轴颈表面。为减少应力集中，主轴颈、曲柄销与曲柄臂的连接处都采用过渡圆弧连接。

曲轴平衡重（也称配重）的作用是为了平衡旋转离心力及其力矩，有时也可平衡往复惯性力及其力矩。当这些力和力矩自身达到平衡时，平衡重还可用来减轻主轴承的负荷。平衡重的数目、尺寸和安置位置要根据发动机的气缸数、气缸排列形式及曲轴形状等因素来考虑。平衡重一般与曲轴铸造或锻造成一体，大功率柴油机平衡重与曲轴分开制造，然后用螺栓连接在一起。

铸造技术

熔炼

高温低硫纯净铁水的获得是生产高质量球墨铸铁的关键。国内主要是以冲天炉为主的生产设备，铁水未进行预脱硫处理；其次是高纯生铁少、焦炭质量差。采用冲天炉熔化铁水，经炉外脱硫，然后在感应电炉中升温并调整成分。在国内铁水成分的检测已普遍采用真空直读光谱仪来进行。[1]

造型

气流冲击造型工艺明显优于粘土砂型工艺，可获得高精度的曲轴铸件，该工艺制作的砂型具有无反弹变形量等特点，这对于多拐曲轴尤为重要。国内已有一些曲轴生产厂家从德国、意大利、西班牙等国引进气流冲击造型工艺，不过，引进整条生产线的只有极少数厂家。

电渣熔铸

电渣重熔技术应用于曲轴的生产，使铸造曲轴性能可能和锻造性能媲美。并具有研发周期快，金属利用率高，设备简单，产品性能优越等特点。

锻造技术

曲轴

以热模锻压力机、电液锤为主机的自动线是锻造曲轴生产的发展方向，这些生产线将普遍采用精密剪切下料、辊锻(楔横轧)制坯、中频感应加热、精整液压机精压等先进工艺，同时配有机械手、输送带、带回转台的换模装置等辅机，形成柔性制造系统(FMS)。通过FMS可自动更换工件和模具以及自动进行参数调节，在工作过程中不断测量。显示和记录锻件厚度和最大压力等数据并与定值比较，选择最佳变形量以获得优质产品。由中央控制室监控整个系统，实现无人化操作。[1]

此锻造方法锻造的曲轴，具有内部金属流线的全纤维性，可以提高20%以上的疲劳强度。

加工技术

曲轴粗加工将广泛采用数控车床、数控内铣床、数控车拉床等先进设备对主轴颈、连杆轴颈进行数控车削、内铣削、车-拉削加工，以有效减少曲轴加工的变形量。曲轴精加工将广泛采用CNC控制的曲轴磨床对其轴颈进行精磨加工。此种磨床将配备砂轮自动动平衡装置、中心架自动跟踪装置、自动测量、自动补偿装置、砂轮自动修整、恒线速度等功能要求，以保证磨削质量的稳定。高精设备依赖进口的现状，估计短期内不会改变。[1]

强化技术

（1）曲轴中频感应淬火

曲轴中频感应淬火将采用微机监控闭环中频感应加热装置，具有效率高、质量稳定、运行可控等特点。[1]

（2）曲轴软氮化

对于大批量生产的曲轴来说，为了提高产品质量，今后将采用微机控制的氮基气氛气体软氮化生产线。氮基气氛气体软氮化生产线由前清洗机（清洗干燥）、预热炉、软氮化炉、冷却油槽、后清洗机（清洗干燥）、控制系统及制气配气等系统组成。

（3）曲轴表面强化技术

球墨铸铁曲轴圆角滚压强化将广泛应用于曲轴加工中，另外，圆角滚压强化加轴颈表面淬火等复合强化工艺也将大量应用于曲轴加工中，锻钢曲轴强化方式将会更多地采用轴颈加圆角淬火处理。

故障原因

①起动机与飞轮齿啮合不良。齿圈与起动机齿轮在起动发动机时会发生撞击，造成牙齿损坏或牙齿单面磨损。若牙齿连续三个以上损坏或磨损严重，起动机齿轮与齿圈牙齿便难以啮合。[1]

②粘缸。发动机温度过高时停车熄火，热量难以散出，高温下的活塞环与气缸粘连，冷却后无法起动。

③曲轴抱死。由于润滑系故障或缺机油造成滑动轴承干摩擦，以致最终抱死曲轴而无法起动。

④喷油泵柱塞卡死。

修复方法

①若飞轮有连续三个以上牙齿损坏，且与起动机齿正好相对，就会导致两者齿轮不能啮合。在这种状态下，只需用撬棒将飞轮撬转一个角度，再按起动按钮便可顺利起动。对于损坏的飞轮牙齿，一般可采用焊接修复。[1]

②齿圈松动时可从飞轮壳起动机安装口处确认。若齿圈松动，则须更换新件。在安装时，应先将齿圈放在加热箱中加热，而后趁热压在飞轮上，冷却后即可紧固于飞轮上。

③齿圈牙齿单边磨损严重时，可将齿圈压下，前后端面翻转后，再装在飞轮上使用。

④经检查齿轮啮合正常，起动时飞轮不转动，则应视为发动机内部故障，如曲轴抱死，活塞粘缸，离合器卡滞等，对此应进一步观察。可先查离合器有无破损卡滞，再检查喷油泵柱塞是否卡滞和发动机内部有无异物等故障。

磁能来源

低轴阻发电机在原理设计上虽然只能将50﹪左右的负转矩磁能转化为正转矩磁能，但是所产生的正转矩也足以去抵消负转矩了（因为实际上是不可能将负转矩磁能全部转化为正转矩磁能的）。[1]

通过对常规发电机的构造及工作原理进一步研究分析后，我们最终找到了突破口，既是在常规发电原理构造的基础上运用“能量缓存转移法”来实现上述目的；也就是将部分固定方向的感应电流进行暂存处理后，再在滞后的时间内释放，所释放的能量不仅可以继续输出供给负载，而且在电枢续流绕组中所产生的附加磁能还可以对转子做正功（产生正转矩）。这就是低轴阻发电机正转矩磁能的来源。