发动机活塞连杆的作用与组成(发动机活塞连杆组组成及作用)

连杆的作用与组成：

连杆的作用是连接活塞与曲轴，并把活塞承受的气体压力传给曲轴，使活塞的往复运动变成曲轴的旋转运动，对外输出作功。

如图所示，连杆组件由杆身、连杆轴承盖、连杆螺栓和连杆轴承等组成。

连杆在工作中承受交变载荷的周期性作用，因此连杆要有足够的刚度和强度。为了满足这一要求，连杆一般用中碳钢或中碳合金钢制成，也有少数的用球墨铸铁制造。为了提高强度，通常再进行表面喷丸处理。

2.连杆的结构

连杆由小头、杆身和大头（包括连杆盖）三部分组成，如图所示。

1-小头；2-杆身；3-大头；

4、9-装配记号（朝前）；5-螺母；6-连杆盖；

7-连杆螺栓；8-轴瓦；10-连杆体；11-衬套；12-集油孔

（1）连杆小头

连杆小头与活塞销相连，工作时连杆小头与活塞销相对转动（全浮式），因此小头孔内一般有减磨的青铜衬套或铁基粉末冶金衬套。为了润滑活塞销和衬套，在小头和衬套上设有集油孔或铣出集油槽用来收集发动机运转时飞溅上来的机油，以便润滑。有的发动机连杆小头采用压力润滑，在连杆杆身内钻有纵向的压力油道。半浮式活塞销与连杆小头是紧配合，所以小头孔内不需要衬套，也不需要润滑。

（2）杆身

连杆杆身通常制成“工”字形断面，以满足在强度和刚度足够的前提下减小质量。有的连杆在杆身内钻有纵向润滑油道，用来润滑连杆小头衬套并冷却活塞头部。

（3）连杆大头

连杆大头与曲轴的连杆轴颈相连，除个别小型汽油机的连杆采用整体式大头外，连杆大头一般制成分开式，被分开的部分称为连杆盖，用连杆螺栓紧固在连杆大头上。连杆盖与连杆大头是组合加工的，为了防止装配时配对错误，在同一侧刻有配对记号。大头孔表面有很高的光洁度，以便与连杆轴承（或滚动轴承）紧密贴合。连杆大头上还铣有连杆轴承的定位凹坑。

平切口连杆大头及其定位方式

A-连杆装配标记；B-连杆盖装配标记

连杆大头的切口形式有平切口和斜切口两种。平切口连杆大头的剖分面与连杆轴线方向垂直，如图3-31所示。其结构简单，制造工艺好，大头外形尺寸小于汽缸直径，多用于汽油机。斜切口连杆大头的剖分面与连杆杆身轴线成30°～60°夹角。柴油机多采用这种连杆。因为，柴油机压缩比大，受力较大，曲轴的连杆轴颈较粗，相应的连杆大头尺寸往往超过了汽缸直径，为了使连杆大头能通过汽缸，便于拆装，一般都采用斜切口。如玉柴YC6105QC型柴油机连杆大头为45°斜切口。

剖分式的连杆大头在装配时必须有定位措施，以防止连杆盖错位。平切口连杆盖利用连杆螺栓上一段精加工的圆柱面与经过精加工的螺栓孔来保证。如图所示。斜切口的连杆盖，由于连杆螺栓在切口方向作用有较大的横向力，为避免连杆螺栓受到附加的剪切应力作用，采用能够承受横向力的定位方法。锯齿形定位如图-a所示，其锯齿接触面积大，定位可靠，结构紧凑，因此在斜切口的连杆上应用广泛；套筒定位如图-b所示，可实现多向定位，定位可靠；定为销定位如图c所示，与套筒定位基本相同；止口定位如图-d所示，利用连杆盖与连杆体大端的止口进行定位，由止口承受横向力，其工艺简单。

斜切口连杆大头及其定位方法

a-锯齿形定位；b-套筒定位；c-定位销定为；d-止口定位

由于连杆螺栓受到交变的冲击性载荷作用，通常采用优质合金钢制成。连杆大头在安装时必须保证连杆体和连杆盖上同侧的标记对齐，如图3-31所示，连杆螺拴按规定的拧紧转矩拧紧后，利用自锁螺母锁紧，以防止螺栓松动。

V型发动机连杆的布置形式：

V型发动机左右两侧对应汽缸的连杆大头安装在同一个曲柄销上，其结构形式有以下三种：

①并列式连杆（图-a）

指两个结构和尺寸完全相同的连杆，一前一后地安装在同一个连杆轴颈上，两个连杆可以互换，两列汽缸活塞连杆组的运动规律相同，但两列汽缸沿曲轴轴向须错开一段距离，致使发动机的长度增加，曲轴的长度增加。轿车V形发动机大都采用并列连杆布置形式。

V型发动机连杆结构示意图

a-并列式连杆 b-主副式连杆 c叉形式连杆

1-副连杆； 2-主连杆； 3-销轴；4-片形连杆；5-叉形连杆；6-曲轴

（2）主副式连杆（图-b）

指一侧汽缸的连杆为主连杆，其大头直接安装在曲轴的连杆轴颈上；另一侧汽缸的连杆为副连杆，其大头与对应的主连杆上的两个凸耳作销轴式连接。其左右两列对应的汽缸中心线位于同一平面内，发动机结构紧凑，但主副连杆不能互换，且运动规律不同。

（3）叉形式连杆（图-c）

指左右两侧的两个连杆，一个连杆大头制成叉形，跨于另一个连杆厚度较小的片形连杆大头两端。其左右两列汽缸中心线位于同一平面内，活塞连杆组的运动规律相同，但大头结构复杂，刚度较差，制造工艺性差。

连杆轴承：

如图所示，现代发动机用连杆轴承由钢背和减磨合金层组成，为分开式薄壁轴承。瓦背一般采用韧性较高的优质合金钢或优质碳素钢制成，它是轴承的基体，既要有足够的强度，以承受冲击性载荷，又要有合适的刚度，便于与轴承孔良好的贴合。减磨合金层具有保持润滑油膜，减少磨擦阻力和易于磨合的作用。当薄壁轴承在使用中性能变坏，间隙过大时，应直接更换新轴承。

目前汽车发动机的轴承减摩合金层主要有白合金（巴氏合金）、铜铅合金和铝基合金，其中巴氏合金轴承抗疲劳强度较低，只能用于负荷不大的汽油机，而铜铅合金或高锡铝合金轴承均具有较高的承载能力与耐疲劳性。含锡量20%以上的高锡铝合金轴承，在汽油机和柴油机上均得到广泛应用。

如图所示，连杆轴承的定位一方面是轴承定位唇，嵌入到连杆盖的定位槽中；另一方面，轴承外径周长较座孔周长稍大，当轴承压入座孔并用一定压力压紧后，便产生了一定的过盈量，靠合适的过盈使轴承定位。