新型QSZ13康明斯代替6C系列柴油机市场
摘要：QSZ13系列柴油机是东风康明斯在2013年开始推出的优势产品，采用自主开发的先进电控平台，大幅度提升了柴油发电机组的技术含量，实现了与欧美同步，配备了能够有效提高燃油效率的高压燃油喷射系统、机房内信息显示系统、掌上电脑故障诊断设备等电子信息处理系统，可实时监控柴油发电机的运行和运行数据，及时进行故障诊断与排查。
一、产品背景
1、QSZ13系列特点
经过在国内一年多的实践检验，康明斯电控柴油发电机技术状态良好，性能稳定可靠，大约可以概括为以下几点：
（1）可维修空间加大；
（2）噪声低，振动小；
（3）动力性、加速性好；
（4）尾气排放低；油耗低；
（5）故障少；
（6）维修工作量小
2、曲轴创新点
现东风康明斯公司QSZ13柴油发电机已开始批量装机，但大部分部件均采用进口件，成本较高，而且根据康明斯公司的市场分析，今后两年该机型柴油发电机产量将会大幅度增长，很快取代目前的机械控制的C系列柴油发电机，市场前景很好。
从2005年1月开始为东风康明斯柴油发电机有限公司试制QSZ13柴油发电机曲轴，经东风康明斯柴油发电机有限公司试验，康明斯IQSZ13曲轴的性能优于巴西进口的同类型产品。
（1） 采用整体模锻技术，直接锻造出满足精度要求的毛坯，使曲轴基体具有良好的机械胜能。
（2） 采用感应淬火工艺，提高轴颈和圆角表面硬度，从而提高了曲轴的耐磨性，延长了曲轴的使用寿命，同时提高了曲轴的疲劳强度。
4QSZ13系列康明斯柴油机样品
二、技术路线内容
为保证该产品的顺利实施，引导资源合理配置，促进对所需更改的早期识别避免晚期更改，最终以最低成本及时提供顾客优质产品的要求，按照《产品质量先期策划程序》，技术科负责建立产品质量先期策划 (APQP)小组。
1、毛坯方面
在毛坯锻造过程中，曲轴材质选用优质合金钢 48MnV,采用整体模锻技术，使曲轴基体具有良好的机械性能。
2、热处理方面
在轴颈表面强化处理工序中，采用轴径和圆角表面淬火工艺，提高轴颈和圆角表面硬度，从而提高了曲轴的耐磨性，延长了曲轴的使用寿命，同时大大提高了曲轴的疲劳强度。
（1）淬火工序
淬火工序生产流程包括淬火、回火、抛丸三步组成，设备包括AKW一H德国淬火机床、步进式推杆式时效炉。
（2）工艺调试及测试结果
试验用材料和试验方法：试验及曲轴材质为48MnV钢，未经调质和去应力退火。
（3）淬火回火后成品金相组织及性能要求
表面淬火原理通过电磁感应，由半圆形铜线圈产生磁力线曲轴旋转切割磁力线，在曲轴表面产生感应电流，加热轴颈表面，温度在12、18s内达到840~880 ℃时，用水基淬火液进行冷却，使曲轴表面3、5mm内发生组织转变，形成淬火马氏体组织。由于淬火马氏体组织内部组织应力大，久放易产生微观裂纹，因此在淬火后8h内及时进行低温回火，得到稳定的回火，感应淬火工艺的优点设备自动化容易操作，能把自动化或半自动化的装置结合起来排列到连续生产线中。由于感应淬火的生产周期短，所以能与连续生产线的其它部分相适应。感应淬火工艺一旦定下来，对于每个工件都能精确地冉现同样的工艺条件，因此可能得到高质量的产品，另外对提高曲轴的疲劳性方面优于其他表面强化工艺。
3、机加工方面
（1）加工工艺流程
锻钢曲轴一般加工工艺流程是粗加工、淬火、半精加工精加工、超精加工。曲轴加工中对中间轴颈跳动量要求大多在0.05mm左右，这给加工造成了很多困难。在加工中通过摸索，采取以下源头上控制法解决：
（2）毛坯加工
由于锻钢曲轴毛坯加工余量较大，表面凹凸不平，且硬度，首先在粗加工铣削后控制在0.2mm内，淬火及回火后小于0.5mm,在精磨时在选定砂轮头架转速后，严格控制进给磨削量，使切削力与中心架的支承力相平衡。以达到最终图纸要求的跳动量。
（3）淬火
在磨削淬火钢的过程中需要解决三个互相关联的关键问题。其中包括：工件表面烧伤度、表面粗糙度、微裂纹程度。
（4）磨削烧伤
通过磨削试验，找出影响三者实质性的因素，在磨削加工时磨粒起切削、刻划和划擦作用。
大多数磨粒是负前角进行切削，并在较高的磨削速度条件下，使得表面层有很高的温度，产生磨削烧伤。
● 磨削烧伤的原理是磨削温度高，烧伤与温度有十分密切的关系。因此一切影响温度的因素，都在一定程度上对烧伤有影响：
① 砂轮进给速度（Vf）：当V增大，烧伤程度增大。
② 砂轮速度：增大，烧伤程度增加。
③ 工件回转速度：增大，烧伤程度减轻。
● 磨削裂纹产生的原因也是热而影响磨削裂纹的因素有：
① 砂轮进给速度（Vf）：V增大将导致裂纹增加；
② 渺轮回转速：灭小将导致裂纹减少；
③ 工件回转速度 （\/w）：\/w增加将导致微裂纹减少。
总结：
根据上述结论，选取了合理的砂轮转速或线速度、曲轴的回转速度、砂轮的粒度及软硬、磨削液的冷却性能等，从而使磨削裂纹由 50％降低到2％。并且采用抛光新技术，提高轴颈表面光洁度，从而提高了曲轴的疲劳强度，钻油孔模板压紧技术提高生产效率。此后，用曲轴疲劳实验机对新产品进行疲劳试验，以验证曲轴的可靠性和使用寿命。
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