谈内燃机连杆的选用

邵大鹏

曲轴连杆机构是内燃机将热能转变为机械能的主要机构。连杆构件作为连接活塞和曲轴的中间传力构件，对其尺寸精度、形位精度、表面粗糙度及其综合的力学性能都有较高的要求。对连杆几何精度要求，如连杆大、小孔的尺寸精度、形位精度及表面粗糙度要求较高，一般情况下，其尺寸精度在0.02mm左右，大、小孔的圆柱度在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的数值在0.4～0.8um之间。

除此之外，诸如连杆两端面相对大孔轴线的垂直度，小端落差相对连杆中心平面的对称度及螺栓螺纹孔轴线的垂直度与位置度等也都有相应的要求。连杆作为中间传力构件，在工作过程中将受到交变应力作用，并且工作在高温封闭的空间，因此对连杆的材料及其综合的力学性能要求较高。连杆的材料一般选用优质碳素结构钢45#、合金调质钢40Cr、35Cr Mo等，其综合力学性能通过调质热处理获得，调质是淬火和高温回火的复合热处理工艺，调质处理后的组织是回火索氏体，其内部的金相组织渗碳体呈球粒状，具有良好的综合力学性能和较高的硬度，因此连杆构件广泛应用调质处理以获得所需的使用性能。基于以上分析，客户在选用连杆时，不要盲目买个连杆（多缸内燃机客户要买一组连杆）就直接使用，而是要先熟知连杆有关的技术要求，然后再选用连杆，否则如果选用不当，将会给内燃机造成严重后果。内燃机连杆的选用，除看准型号、检查重量外还应注意以下问题：

一、外观质量的检查。连杆毛坯是通过热锻制作的，在端面视图上，大小孔轴线与杆部中心面要在同一中心平面上，两边对称，在侧面视图上，连杆两端面要相对中心平面对称，因此连杆的外观质量要检查以下内容：

（一）毛坯表面有没有裂纹、折叠、局部填充不足、分模面错位等锻造缺陷。连杆有裂纹是连杆断裂的主要因素；局部填充不足和分模面错位将造成连杆重量不对称及局部强度减弱，也会造成连杆的损坏。

（二）加工表面有没有毛刺。加工表面粗糙会造成结合面接触面积减少，连接强度降低，特别是瓦槽边沿处，毛刺的存在将影响轴瓦与连杆大孔接触的面积，严重的将使轴瓦变形，破坏轴瓦与曲轴连杆轴颈配合间隙造成烧瓦、抱瓦。

（三）螺栓支撑面的过渡圆角是否平滑。支撑面过渡圆角处是连杆容易断裂的一个位置。圆角过小，过渡不平滑，应力集中，当受到交变应力作用时，就易断裂。

二、螺纹的检查。拧下螺栓，检查杆部螺纹孔牙型是否完整；牙型表面是否有裂纹或粗糙；螺纹是否有乱扣或烂牙。拧上螺栓，用手晃动，检查螺纹配合间隙是否较大，这些都影响螺纹连接的强度。如果螺纹质量太差，工作时螺栓将会拔出，造成严重后果。

三、连杆两端面对称度的检查。连杆两端面相对连杆中心平面的对称度一般在0.15～0.20mm之间，如果对称度超差，连杆在工作时将会附加一个交变弯曲力矩，对称度误差越大，力矩就越大。这个误差的存在不仅会造成敲缸现象，还会造成连杆杆部断裂。检查时，观察连杆两端面相对中心平面是否对称，连杆是否扭曲等。

连杆的正确选用，是保证内燃机正常工作的重要措施，必须谨慎对待。