发动机连杆设计论文

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1、引　言随着汽车工业制造技术的发展，对于汽车发动机的动力性能及可靠性要求越来越高，而连杆的强度、刚度对提高发动机的动力性及可靠性至关重要，因此，国内外各大汽车公司对发动机连杆的材料及制造技术的研究都非常重视。“小体积、大功率、低油耗”的高性能发动机对连杆提出更新、更高的要求：(1)作为高速运动件重量要轻，减小惯性力，降低能耗和噪声；(2)强度、刚度要高，并且要有较高的韧性；(3)连杆比要大，连杆要短。这就意味着对连杆的设计和加工有着更高的要求。其一，杆身有足够的刚度可以预防工作时发生弯曲变形；其二，连杆的大端和连杆盖有足够的刚度，以防大端变形时连杆螺栓承受附加的弯曲应力和大端失圆，使

2、轴承润滑破坏。同时，还要求连杆组具有足够的疲劳强度和冲击韧性。13汽车发动机连杆设计濮永庆机械制造及其自动化专升本2011春季117863210038一、连杆的国内外发展情况1、连杆的毛坯材料发展状况在毛坯材料方面，国内传统工艺连杆毛坯材料一般采用42CrMo、35CrMo、40MnVB、45CrMnB、40Cr、45、40CrMnBS40C等调质钢和S43CVS1(进口)35MnV、40MnS等非调质钢。1984～1994年期间，康明斯生产线用调质钢毛坯40MnBH(GB5216-85),1995年全面转用非调质钢材料毛坯38MnV。而德国发动机系统和零部件专家马勒（MahleG

3、MbH）公司先后推出C70S6BY钢、36MnVS4BY钢、70MnVS4BY钢等。2、连杆的加工工艺发展情况在加工工艺方面，国内外连杆生产方式大致有：锻造、铸造、粉末冶金等，传统锻造有将连杆体和盖分开锻造、连杆体和连杆盖的整体锻造两种。60年代中期粉末热锻技术开始发展起来，从上世纪80年代以来，粉末冶金注射成型（PIM）得到应用，大多数连杆制造中使用的中碳钢和低合金钢逐步由新钢种和粉末冶金的锻造材料所代替。在连杆体与连杆盖分离工艺方面，国内外连杆的加工工艺大部分采取的方法有锯断、铣断等工艺；最新工艺是使用断裂分开，即胀断工艺（或者裂解工艺），该工艺是用切口(或用机械方法或用激光束

4、制造预裂纹)断裂,使大端连杆盖从连杆体移去。国内部分汽车工业制造厂及设备制造厂如一汽大众、上海大众和上海通用等公司都采用了该技术。连杆属于典型的“杂件”类零件，不但精度要求高，形状复杂，制造难度大，而且生产批量大，连杆的质量直接影响发动机质量。本设计详细介绍了连杆的加工方法的拟订和确立，并对连杆加工工序进行设计。从零件加工工艺的方向进行了一定的探讨。13二、连杆的结构特点图2-1连杆的结构图连杆由连杆及连杆盖两部分组成。连杆体与连杆盖上的大头孔用螺母和螺栓与曲轴装配在一起。如图2-1175Ⅱ型柴油机连杆的大头孔内装有薄壁金属轴瓦。轴瓦以刚质为母体，其内表面浇有一层耐磨合金。在连杆体

5、大头和连杆盖之间有一组垫片，可以用来补偿轴瓦的磨损。连杆小头有活塞销于活塞连接。小头孔内压入青铜衬套，一减少小头孔与活塞销的磨损，同时便于在磨损后进行修理和更换。连杆是柴油机的主要零件之一。它把作用于活塞顶面的膨胀气体的压力传给曲轴，又受曲轴的驱动而带动活塞压缩汽缸中的气体，工作中承受着急剧变化的动载荷。三．连杆的技术要求3.1连杆的小头孔的尺寸公差不低于IT7，表面粗糙度Ra<0.80um，圆柱度公差等级不低于7级。3.2连杆大头孔公差等级为IT6，表面粗糙度Ra应不大于0.8μm；圆柱度公差等级不低于6级。133.3连杆小头孔对大头孔轴线的平行度：在大、小头孔轴所决定的平面的平

6、行方向上，平行度公差值不应大于100：0.03；垂直于上述平面的方向上，平行度公差应不大于100：0.06。3.4连杆大、小头孔中心距的极限偏差通常为±0.05mm；连杆大头两端面对连杆大头孔轴线的垂直度公差不低于8级。两端面表面粗糙度Ra值不大于1.25um。3.5在前面已经说过，连杆在工作过程中受到急剧的动载荷的作用。这一动载荷又传递到连杆体和连杆盖的两个螺栓及螺母上。因此除了对螺栓及螺母要提出高的技术要求外，对于安装这两个动力螺栓孔及端面也提出了一定的要求。规定：螺栓孔按IT8级公差等级和表面粗糙度Ra应不大于6.3μm加工；3.6在连杆受动载荷时，对口面的歪斜使连杆盖及连杆

7、体沿着剖分面产生相对错位，影响到曲轴的连杆轴颈和轴瓦结合不良，从而产生不均匀磨损。结合面的平行度将影响到连杆体、连杆盖和垫片贴合的紧密程度，因而也影响到螺栓的受力情况和曲轴、轴瓦的磨损。对于本连杆，要求结合面的平面度的公差为0.025mm。四．连杆的材料和毛坯1．连杆在工作中承受多向交变载荷的作用，要求具有很高的强度。因此，连杆材料一般采用高强度碳钢和合金钢；如45钢、55钢、40Cr、40CrMnB等。近年来也有采用球墨铸铁的，粉末冶金零件的尺寸精度高，材料损耗少，