曲轴是什么材质做的 曲轴的组成部分有哪些

一、曲轴是什么材质做的

曲轴工作时需承受周期性的气体压力、惯性力及扭矩，受力状态复杂，因此对材质的“耐疲劳强度”、“抗冲击韧性”、“耐磨性”要求极高。目前行业内常用的曲轴材质主要分为两大类：

1、锻钢材质

锻钢是高负荷、高性能发动机（如乘用车涡轮增压发动机、商用车重型发动机）曲轴的主流选择，其核心优势是“组织致密、力学性能均匀”。

常用类型：以45#优质碳素钢、40Cr合金结构钢为主，部分高端场景会采用35CrMo、42CrMo等高强度合金锻钢。

性能特点：通过“锻造+调质处理（淬火+高温回火）”，锻钢曲轴的抗拉强度可达800-1200MPa，耐疲劳强度比铸铁高30%-50%，能承受长期高频次的冲击与扭矩，不易出现裂纹或断裂。

适用场景：乘用车高性能版车型、重型卡车、工程机械用发动机等对动力和可靠性要求严苛的场景。

2、铸铁材质

铸铁材质因“成本低、铸造工艺简单”，广泛应用于中低负荷发动机（如普通乘用车自然吸气发动机、小型商用车发动机），其中“球墨铸铁”是当前铸铁曲轴的主流类型。

普通灰铸铁：早期低端发动机曾采用，但其脆性大、耐疲劳性能差，目前已逐渐被淘汰。

球墨铸铁：通过在铸铁中加入球化剂（如镁、稀土），使石墨呈球状分布，大幅提升了材质的韧性与强度——其抗拉强度可达600-900MPa，接近部分锻钢水平，且耐磨性优于锻钢，同时铸造时能精准成型复杂结构，降低加工成本。

适用场景：普通家用轿车、微型货车、小型农机用发动农机机等对成本敏感且负荷适中的场景。

3、其他特殊材质

少数高端或特殊用途发动机（如赛车、航空发动机）会采用“粉末冶金合金”或“陶瓷基复合材料”，这类材质虽具备更优的耐高温、耐磨损性能，但因成本极高、加工难度大，暂未大规模普及。

二、曲轴的组成部分有哪些

曲轴的结构设计需适配发动机缸数、冲程等参数，但其核心组成部分基本一致，主要包括以下6个关键部件：

1、主轴颈

结构：曲轴上与发动机缸体“主轴瓦”配合的圆柱形部位，沿曲轴轴线均匀分布（数量通常比缸数多1个，如4缸发动机一般有5个主轴颈）。

功能：作为曲轴的“支撑轴”，承受曲轴旋转时的径向力，确保曲轴在缸体内稳定旋转，同时需与主轴瓦配合实现润滑，减少磨损。

2、连杆轴颈（曲柄销）

结构：位于主轴颈之间，与连杆大头“连杆瓦”配合的圆柱形部位，数量与发动机缸数一致（如4缸发动机有4个连杆轴颈）。

功能：连接连杆与曲轴，将活塞传递的往复力转化为曲轴的旋转扭矩，是曲轴受力最集中的部位之一，对材质的耐疲劳强度要求最高。

3、曲柄臂（曲柄）

结构：连接主轴颈与连杆轴颈的“拐臂状”部件，呈对称或非对称分布（根据发动机平衡需求设计）。

功能：传递主轴颈与连杆轴颈之间的力，同时为曲轴提供足够的刚性，防止曲轴在旋转时因受力变形。

4、平衡块

结构：铸/锻在曲柄臂外侧的配重块，形状与重量根据曲轴“动平衡”需求设计。

功能：抵消曲轴旋转时产生的“离心力”（由连杆轴颈、连杆大头等偏心部件引起），减少发动机振动，降低噪音，延长轴承、缸体等部件的使用寿命。

5、曲轴前端

结构：曲轴靠近发动机前端的端部，通常设有“正时齿轮/皮带轮安装台”“油封密封面”。

功能：安装正时齿轮（或皮带轮），驱动凸轮轴、水泵、发电机等附件运转；同时通过油封密封，防止机油泄漏。

6、曲轴后端

结构：曲轴靠近变速箱的端部，设有“飞轮安装法兰”、“油封密封面”，部分曲轴还会集成“信号齿圈”。

功能：通过法兰安装飞轮，将曲轴的旋转扭矩传递给变速箱；信号齿圈则与转速传感器配合，为发动机ECU（电子控制单元）提供转速信号，实现精准点火与喷油控制。