在某些柴油机上,为了增加曲轴轴承的工作能力而采用连杆轴颈 ( 曲柄销 ) 略大于气缸直径。为了使连杆大头在卸下连杆盖以后仍能从气缸抽出,连扦大头一般采用斜切口,斜角大多为 45 度。某些 V 形发动机为了使曲轴箱外形更为紧凑,也采用斜切口连杆。斜切口连杆刚度较差,变形较大。当连杆受拉伸时,沿连杆杆体与连杆盖结合面方向作用着很大的横向力,使连杆螺栓承受剪切力。为此必须采用能承受较大剪力的定位元件,才能保证工作可靠。斜切口连杆的常用定位有止口定位、套筒定位和锯齿定位三种,如图 2-3-23 所示。
1) 止口定位,如图 2-3-23a) 所示。优点是工艺简单,成本低。但不能防止大头盖止口向外变形,连杆体止口向内变形,这种盖与体都是单向定位,定位不可靠。止口因加工误差或拆装变形对大头孔影响较大,且大头横向尺寸较大,不紧凑。
2) 套筒定位,如图 2-3-23b) 所示。连杆体的孔和连杆盖的孔分别加工,然后压配一个刚度大,且剪切强度高的短套筒。这样,拆装大头盖十分方便。其缺点是套筒孔的加工要求高,若孔距不够准确时会出现过定位而引起大头孔严重失圆。另外大头横向尺寸也较大。
3) 锯齿形定位,如图 2-3-23c) 所示。优点是锯齿接触面积大,贴合紧密,定位可靠,结构紧凑。对节距公差要求较严,但现代采用拉削工艺能较好的满足要求,故这种定位在某些柴油机中常被采用。
在轿车发动机中斜切口连杆应用很少。一般都采用尺寸紧凑的平切口形式。
V 形发动机连杆
V 形发动机由于左右两缸的连杆装在同一个曲柄销上,故其结构随安装布置而不同。 V 形发动机的连杆布置有如下三种形式:并列式连杆布置、主副连杆布置形式、叉形连杆布置形式(图 2-3-24 )。
连杆螺栓及轴瓦
连杆螺栓一般采用韧性较好的优质碳素钢或优质合金钢制成,并经热处理。连杆螺栓装配时要按规定的扭紧力矩上紧,使螺栓具有足够的预紧力以保证连杆轴瓦与大头孔良好的贴合,保证连杆体与连杆盖之间有足够的压紧力。扭紧力矩过小,连杆剖分面处易产生缝隙,使连杆螺栓受到很大附加拉力而造成疲劳断裂;反之,扭紧力矩过大,超过了螺栓材料的屈服极限,会造成螺栓变形甚至断裂。为此安装连杆螺栓时,应当用扭力扳手将两个螺栓分 2 ~ 3 次交替均匀地拧紧至规定力矩。
为防止螺纹连接自行松脱,连杆螺栓处设有防松装置,常用的有开口销、锁片、铁丝、自锁螺母、螺纹表面镀铜等方法。
安装在连杆大头孔中的连杆轴瓦是剖分成两半的滑动轴承,如
图2-3-25 所示。轴瓦是在厚 1 ~ 3mm 的薄钢背的内圆面上浇铸 0.3 ~ 0.7mm 厚的减磨合金膜,起到减小摩擦阻力和加速磨合的作用。巴氏合金轴瓦的疲劳强度较低,只能用于负荷不大的汽油机,而铜铅合金或高锡铝合金轴瓦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瓦,在汽油机和柴油机上均得到广泛采用。在铜铅合金减磨层上再镀一层厚度为 0.02 ~ 0.03mm 的铜或锡,即能用于高度强化的柴油机。
连杆轴瓦的背面应有精度很高的表面粗糙度。半个轴瓦在自由状态下不是半圆形,当它们装入连杆大头孔内时,又有过盈,故能均匀地紧贴在大头孔壁上,具有很好的承受载荷和导热的能力。这样可以提高其工作可靠性和延长使用寿命。
为了防止连杆轴瓦在工作中发生转动或轴向移动,在两个连杆轴瓦的剖分面上,分别冲压出高于钢背面的两个定位凸键 3 。装配时,这两个凸键分别嵌入在连杆大头和连杆盖上的相应凹槽中。在连杆轴瓦内表面上还加工有油槽 2 ,用以贮油,保证可靠润滑。


