談內燃機連桿的選用

邵大鵬

曲軸連桿機構是內燃機將熱能轉變為機械能的主要機構。連桿構件作為連接活塞和曲軸的中間傳力構件，對其尺寸精度、形位精度、表面粗糙度及其綜合的力學性能都有較高的要求。對連桿幾何精度要求，如連桿大、小孔的尺寸精度、形位精度及表面粗糙度要求較高，一般情況下，其尺寸精度在0.02mm左右，大、小孔的圓柱度在0.02mm左右，平行度在0.03mm左右，扭曲度在0.06mm左右；表面粗糙度Ra的數值在0.4～0.8um之間。

除此之外，諸如連桿兩端面相對大孔軸線的垂直度，小端落差相對連桿中心平面的對稱度及螺栓螺紋孔軸線的垂直度與位置度等也都有相應的要求。連桿作為中間傳力構件，在工作過程中將受到交變應力作用，并且工作在高溫封閉的空間，因此對連桿的材料及其綜合的力學性能要求較高。連桿的材料一般選用優質碳素結構鋼45#、合金調質鋼40Cr、35Cr Mo等，其綜合力學性能通過調質熱處理獲得，調質是淬火和高溫回火的復合熱處理工藝，調質處理后的組織是回火索氏體，其內部的金相組織滲碳體呈球粒狀，具有良好的綜合力學性能和較高的硬度，因此連桿構件廣泛應用調質處理以獲得所需的使用性能。基于以上分析，客戶在選用連桿時，不要盲目買個連桿（多缸內燃機客戶要買一組連桿）就直接使用，而是要先熟知連桿有關的技術要求，然后再選用連桿，否則如果選用不當，將會給內燃機造成嚴重后果。內燃機連桿的選用，除看準型號、檢查重量外還應注意以下問題：

一、外觀質量的檢查。連桿毛坯是通過熱鍛制作的，在端面視圖上，大小孔軸線與桿部中心面要在同一中心平面上，兩邊對稱，在側面視圖上，連桿兩端面要相對中心平面對稱，因此連桿的外觀質量要檢查以下內容：

（一）毛坯表面有沒有裂紋、折疊、局部填充不足、分模面錯位等鍛造缺陷。連桿有裂紋是連桿斷裂的主要因素；局部填充不足和分模面錯位將造成連桿重量不對稱及局部強度減弱，也會造成連桿的損壞。

（二）加工表面有沒有毛刺。加工表面粗糙會造成結合面接觸面積減少，連接強度降低，特別是瓦槽邊沿處，毛刺的存在將影響軸瓦與連桿大孔接觸的面積，嚴重的將使軸瓦變形，破壞軸瓦與曲軸連桿軸頸配合間隙造成燒瓦、抱瓦。

（三）螺栓支撐面的過渡圓角是否平滑。支撐面過渡圓角處是連桿容易斷裂的一個位置。圓角過小，過渡不平滑，應力集中，當受到交變應力作用時，就易斷裂。

二、螺紋的檢查。擰下螺栓，檢查桿部螺紋孔牙型是否完整；牙型表面是否有裂紋或粗糙；螺紋是否有亂扣或爛牙。擰上螺栓，用手晃動，檢查螺紋配合間隙是否較大，這些都影響螺紋連接的強度。如果螺紋質量太差，工作時螺栓將會拔出，造成嚴重后果。

三、連桿兩端面對稱度的檢查。連桿兩端面相對連桿中心平面的對稱度一般在0.15～0.20mm之間，如果對稱度超差，連桿在工作時將會附加一個交變彎曲力矩，對稱度誤差越大，力矩就越大。這個誤差的存在不僅會造成敲缸現象，還會造成連桿桿部斷裂。檢查時，觀察連桿兩端面相對中心平面是否對稱，連桿是否扭曲等。

連桿的正確選用，是保證內燃機正常工作的重要措施，必須謹慎對待。