曲轴圆角滚压实现方法 曲轴圆角滚压加工常见问题

曲轴的圆角滚压是利用滚轮的压力作用，在曲轴的主轴颈和连杆颈过渡圆角处形成一条滚压塑性变形带，这条塑性变形带具有以下特点：

(1)产生残余压应力，可与曲轴在工作时的拉应力抵消或部分抵消，从而提高曲轴的疲劳强度。

(2)硬度提高。滚压使圆角处形成高硬度的致密层，使曲轴的机械强度和疲劳强度得到提高。

(3)改善表面粗糙度。圆角滚压可使曲轴圆角表面粗糙度达到Ra0.2以下，从而大大减小了圆角处的应力集中，提高了疲劳强度。

根据统计资料：球铁曲轴经圆角滚压后寿命可提高70%～150%，国外的数据显示可达到200%以上。由此可见，采用圆角滚压强化工艺，可使大功率发动机曲轴采用球铁制造，从而代替锻钢曲轴，节约加工成本和材料成本。图4为圆角滚压后的曲轴轴颈圆角形态。

曲轴表面复合强化处理工艺

虽然曲轴表面强化处理工艺较多，但单独使用的较少。前些年氮化工艺作为表面处理的主流工艺，一直单独使用到今天，目前相当一部分曲轴还在使用。随着曲轴的不断强化、轻量化设计，耐磨性、硬度和疲劳强度要求的不断提高，单一处理工艺已不能满足其使用要求，开始出现针对不同材质、不同用途的曲轴复合强化工艺。

1.氮化加圆角滚压工艺

由于氮化曲轴在提高曲轴硬度和耐磨性方面表现突出，氮化工艺成为优选工艺，可是它在提高曲轴疲劳强度方面稍显不足，而圆角滚压工艺在此方面表现尤为突出，因此氮化加圆角滚压工艺应运而生。该复合强化工艺满足了曲轴硬度、耐磨性和疲劳强度三方面的需求，是一种出色的工艺，尤其适用于球铁曲轴。

2.淬火加圆角滚压工艺

由于曲轴淬火可获得较高的综合机械性能，因此在曲轴表面处理中应用比较普遍，但是该工艺要注意轴颈淬火区域要离开圆角一定的距离，以免与圆角滚压硬化层冲突。曲轴淬火后应注意淬火裂纹和磨削裂纹的控制，解决好裂纹问题，该工艺能大幅度提高曲轴的疲劳强度。图5为球铁曲轴淬火加圆角滚压截面试样。

轴承在汽车上应用十分广泛，承担了重要的职责。从发动机、底盘到电气总成，都用轴承。汽车用的轴承分为滑动轴承和滚动轴承两大类。滑动轴承主要用于发动机上。滑动轴承通常分为两种，一种是衬瓦式薄壁轴承，形似瓦片俗称轴瓦;另一种是衬套，又称铜套，形状为空心园柱体。衬瓦式薄壁轴承主要用于承托发动机曲轴和连杆。衬套主要用于支承凸轮轴轴颈及活塞销，但也用于汽车其他地方，例如底盘的转向节主销衬套、避震钢板销衬套、齿轮衬套和电机衬套等，它们起减摩中间体的作用。

曲轴和连杆轴承看似瓦片构造筒单，但对其性能要求很高。虽然有润滑系统的润滑油将机件与轴承接触面隔开，但近年随着发动机不断向高速、增压强化发展，轴承的油膜压力增大，油膜厚度减少，轴承的工作环境恶化，对曲轴和连杆轴承的材料及制造要求也越来越高。一般轴承采用双层金属形式，有些则是多层形式，第一层为钢质瓦背以确保机械强度，第二层为轴承合金以确保表面工作性能，常用一种称为巴氏合金的材料;第三层是在上述两层的基础上再镀以极薄的合金，以进一步改善表面工作性能。

相对轴瓦而言，凸轮轴衬套的工作压力比较少，它的材料通常是用青铜或是钢背镀合金，这类材料的衬套还广泛应用在主销、制动蹄片、车门门铰、安全带卷轴等地方。汽车上用的衬套材料比较多，例如用于起动机、风扇的含油金属衬套，用于避震钢板销及刮水器上的用聚合材料做成的衬套等等。滚动轴承广泛用于汽车上的各个机械与电气总成上。主要有变速器、转向器、水泵、风扇、离合器、差速器、前后轮和传动轴上。

滚动轴承有球形及滚子两种，按照承受负荷的大小及方向不同又分为向心轴承和推力轴承，向心轴承适合承受径向(重直于轴心线)负荷，推力轴承适合承受轴向(平行于轴心线)负荷，还有一种同时承受径向和轴向力的向心推力轴承。其实，现在几乎所有的滚动轴承都可以在一定条件下同时承受径向负荷和横向负荷，只是偏重于哪一方面或者两者兼顾。滚动轴承主要分有滚珠轴承、滚柱轴承和滚针轴承，按照作用不同分置在汽车上的各个部位。

变速器的传动轴一般为两端支承。由于变速器轴比较长，设计时通常将一侧的轴承取为固定侧轴承，它承受径向和轴向两种负荷，起到固定轴与齿轮箱之间的相对轴向位移的作用，一般采用向心推力滚珠轴承。另一侧的轴承称为自由侧轴承，仅承受径向负荷，轴向可以相对移动，以解决因变速器齿轮运转时因温度变化而产生的轴的伸缩问题和安装时产生的误差，可以采用滚柱轴承。

滚动轴承的轴承圈及滚动元件一般用高纯度的特种铬合金钢制成，硬度相当高。但是如果润滑不良、选型不当、安装欠妥就可能引起故障。不过，轴承即使在正常的条件下使用，内部元件滚动面在交变压应力的影响下也会发生材料疲劳，以至剥离而无法使用，因此轴承有其寿命的限制。以日本NTN提供的资料，既使是一组相同轴承在同一条件下运转，其寿命也有很大的差异，这是因为材料疲劳本身就具有“离散性”。

斯柯达明锐已经推出第三代车型，该车采用了大量先进技术，尤其重视轻量化和环保性能。

蒂森克虏伯帮助斯柯达新明锐提高轻量化程度，将其1.2升和1.4升TSI发动机曲轴减轻重量20%左右。这使得斯柯达母公司大众得以将发动机重量削减22千克，其中1.2升发动机系统重量为97千克，1.4升发动机重量106千克。整个车辆较上一代明锐减重幅度达到102千克之多。

曲轴减轻的同时，新明锐还降低了发动机内阻，使用升级的发动机热管理系统，将二氧化碳排放减少了19%，达到114克/千米，每行驶100千米理论油耗控制在4.9升。蒂森克虏伯还向新明锐供应转向柱、后车桥稳定杆总成，以及螺旋弹簧等零部件。

采暖通风与空调 HVAC(Heating, Ventilating and Air Conditioning)系统由多家供应商提供。风扇来自博泽;空调控制系统由贝洱-海拉供应;空调管路生产商为康迪泰克及邦迪汽车系统。

通过空气质量、阳光和湿度传感器，HVAC系统将新明锐车舱划分为两个区域，控制车内空气温度。阳光传感器测量日照的方向和能量密度。空气质量传感器则监控空气对人体是否存在健康侵害。湿度传感器帮助系统掌握启动空气压缩机的时间，有利于节约燃油。

该车大量采用了Simply Clever的外观设计理念，掀背设计兼具轿车的美观和旅行车的实用。与旧款明锐相比，新明锐车长、车宽和轴距都有所加大，为后排乘员提供了更大的头部空间和腿部空间，总共达到0.59立方米，在同级别车中处于领先水平。

新明锐采用了多项新安全技术和娱乐信息系统，包括三辐方向盘、适应性巡航控制系统、改进型导航信息系统、智能车灯辅助设备(Intelligent Light Assistant)、自动驻车辅助系统和选配透明天窗等。