為了提高車用發動機的工作性能，其關鍵件
曲軸，除了尺寸精度、形位精度、表面粗糙度和軸頸硬度要求較高外，清潔度指標要求也越來越嚴。因為一旦曲軸清潔不達標，發動機的潤滑油路將會受到污物或顆粒阻塞，導致運動副的油膜遭到破壞，輕則加劇部件磨損，重則造成發動機軸瓦劃傷, 使整機工作性能降低或報廢。因此各發動機制造商對
曲軸都規定了清潔度指標要求。
影響表面清潔度的因素
（1）曲軸毛坯一般用中碳鋼或合金鋼
鍛造和球墨鑄鐵鑄造而成。制坯過程中，需進行正火、退火等熱處理，其鍛打和鑄造自身形成的凸凹不平的表面和熱處理后形成的氧化皮，即使進行了噴丸或噴砂處理，也難以徹底清除干凈。
（2）曲軸從毛坯到成品一般要經過粗加工、半精加工、精加工和超精加工四個階段。經過這四個階段加工后仍存在不需加工的非加工面，在凸凹不平的表面仍有殘留物存在。加工過程中經過車削、銑削、
磨削和拋光，加工面自然會形成切屑殘渣微粒、切屑砂輪面和油垢等，這些都會附著在曲軸表面上。
（3）在加工過程中還包括鉆削工序，如鉆削油孔、平衡孔、法蘭孔等。除了依附在孔壁上的飛邊和油垢，油孔相貫處存在似掉非掉的切屑飛邊。
清洗設備現狀
由于企業生產規模和技術水準各不相同，因此，國產曲軸清洗設備的類型較多，歸納起來有以下五種：
（1）槽形設備 該類設備只是一個清洗槽。清洗槽內設支承曲軸的滾輪機構，使用水基溶劑作為清洗劑，將精加工后的曲軸半浸沒在清洗液中，人工先用銅刷刷洗非加工面，再用毛刷刷洗加工面，試管刷反復刷洗各孔。這種方法適用批量小、節拍低的曲軸清洗。缺點是洗刷表面不勻，勞動強度大，效率低。
（2）超聲波槽形設備 超聲波槽形設備由超聲波清洗、噴淋槽、烘干箱三工位組成，如圖1所示。上設可縱向移動小吊車。分別使用超聲波清洗劑和噴淋清洗劑，先將曲軸吊入清洗槽內的支架上進行超聲波清洗，再吊入噴淋槽內，內設可驅動曲軸轉動的滾輪，高壓噴嘴自動噴淋沖洗表面，此后熱風吹干。此設備由于超聲波發生器有頻率微調的功能，在不同的工況條件下略微調整使換能器始終工作在最佳狀態下，換能效率達到最大，在不同工況下都能達到最佳效果。超聲波發生器具有掃頻功能，在清洗過程中通過超聲波頻率在合理的范圍內往復掃動，帶動清洗液形成細微回流，使工件污垢在被超聲波剝離的同時迅速帶離工件表面，提高清洗效率。該設備每一個工位放置和取出均由人工吊放，效率偏低，清洗效果可滿足一般清潔度要求。
（3）通過式設備 為了提高生產效率，設備制造廠家推出了通過式清洗機。它主要由送料傳動鏈、超聲清洗槽、傳遞架、支承轉動輪、噴淋機構、熱風吹干、出料傳動鏈以及控制系統等組成。該清洗機可將曲軸吊入傳動鏈支架上，經過超聲波、高壓噴淋、吹干至出料工位自動完成。該設備適應在流水作業批量大的生產線上應用。缺點是由于在噴淋過程中，
曲軸兩端主軸徑由滾輪支承并驅動曲軸低速轉動，曲軸容易脫落，造成曲軸或設備零部件損傷；還由于節拍限制，不能有效發揮作用。
（4）曲軸油孔清洗機 為了解決油孔清潔度問題，目前除了人工試管刷清洗外，廠家推出了油孔專用清洗機。主要由輸送機構、曲軸支承塊、油孔壓緊清洗系統、油孔壓緊漂洗系統、油孔吹干系統組成。輸送機構將曲軸送入設有半圓槽曲軸支承塊，三個工位共享同一壓緊支承塊與曲軸支承舉塊，清洗、漂洗、吹干射流壓緊機構上裝置有壓頭，在清洗、漂洗及吹干時，壓頭與半圓槽支承塊配合壓緊在被清洗曲軸的主軸徑上。該清洗機清洗效率高，效果有所提高，但仍不能徹底清除相關處飛邊。
（5）光整技術 光整機是由底座、磨料箱、卸料機構、主軸箱、頂尖箱、升降系統和控制系統等組成。工作時，被加工零件通過工裝夾具與設備主軸相連，再通過設備的升降系統降到裝滿磨料的料箱中，主軸正反旋轉，料箱帶著磨料往復擺動，從而對零件進行光整加工。帶有磨液的噴淋水將磨削下來的零件飛邊、雜質等帶入水循環系統，進行吸附、過濾等處理。整個工作過程中，每個磨料始終處于游離狀態，與零件始終保持不確定的相對位置，從而實現復雜、高效的光整加工。光整技術不僅提高了
曲軸表面粗糙度等級，還獲得了很好的清潔度。利用曲軸光整機光整斯泰爾曲軸，清潔度可達32mg。
發展趨勢
國產清洗機仍以超聲波清洗三工位為基礎，為進一步解決通過式自動清洗機運行中掉軸和節拍不協調等問題，山東隆昌機電設備有限公司正在開發全自動懸掛鏈式超聲波清洗機，操作人員只負責安放和卸下清洗件，運行中曲軸始終不脫離吊鉤。清洗可以根據用戶質量要求，調整超聲清洗時間或清洗液溫度。超聲波槽內一次可放置4～6支曲軸，每支曲軸清洗僅需3～5min，由于懸掛式采用了鏈式傳遞，吊鉤是掛在鏈上，可以改變吊鉤之間的距離和形狀從而吊掛各種型號的曲軸，以適應清洗各種型號的曲軸清洗。另因其操作簡單，維護方便，價格在70～80萬元/每臺，受到顧客的青睞。
還有北京等廠家正在研發具有兩個清洗劑超聲波清洗工位、一個清洗劑高壓噴淋、一個自來水高壓噴淋漂洗工位和熱風干燥工位清洗設備。其設備主要由PLC可編程設計控制系統、超聲波裝置、清洗槽、儲液槽、油水分離槽、過濾循環系統、管路系統、龍門機械手、自動軸向長度調整機構、旋轉機構、壓力噴洗機構、壓縮空氣吹水機構、循環熱風烘干系統、溫控加熱裝置、時間控制裝置、廢氣總排系統、自動進出料料臺裝置、總電控箱、承重底盤、機架等組成。操作時人工將欲清洗曲軸放置在進料滾道板車上，通過PLC控制水平運送機構將曲軸送到位置后，由PLC控制龍門機械手，再根據相應的清洗工藝要求，將曲軸送入對應的工藝處理槽體，進行一系列的工藝處理后，將曲軸自動送至出料工位，從而完成整個清洗、干燥、冷卻過程。采用龍門單臂機械手移送機構，傳遞能力高，機械手掛鉤可根據不同類型的
曲軸進行調整。各清洗槽內均設有可適應不同類型曲軸長度的調整機構。在槽體的左右兩側安裝有噴淋管對曲軸進行高壓噴洗，過濾系統采用二級過濾，過濾精度為10μm。數顯溫控器控制加熱溫度在50～70℃，機械手的上、下、左、右移動均采用電動機傳動形式，以保證生產節拍的要求，實現全自動清洗。對于油孔相關處飛邊，有的廠家采用電化學方法清除，效果良好。
結語
據專家分析，曲軸的功能作用占發動機的8%左右。發動機節能、排放指標不斷提高，解決曲軸清潔度是當務之急。國外多數的清洗設備性能與國內相當，個別企業研發機器人高壓清洗，雖有優點，但其造價昂貴，目前國內采用的超聲波技術大多可滿足要求。如果清潔度要求過于苛刻，利用光整設備可獲得理想的效果。對于顆粒度高的情況，可采用電化學的方法清除，比高壓清除要好得多。