高强度、轻量化、低成本是发动机连杆的发展趋势,我国的发动机锻钢连杆制造技术与国外差距不大,但在连杆轻量化方面还相当落后。我国的钛合金连杆、纤维强化铝合金连杆、粉末冶金锻造连杆的研究才刚刚起步。

虽然连杆加工本身所包括的工艺内容并不复杂,但由于材质、外形尺寸以及要求的加工精度,经常给加工带来不少困难。锻造毛坯的精度及刚性差、孔加工的精度低、连续带状切屑的断屑、平面加工的毛刺、因夹压和内应力的重新分布而产生的几何变形等,是加工工艺长期以来需要研究和解决的主要技术问题。所以,连杆的工艺设计只有通过现场的不断改善,才能最终达到设计的目标。

本毕业课题所进行的主要研究工作为:

(1) 调研收集分析有关资料,总结80系列柴油机连杆的结构特点;

(2)确定设计80系列柴油机连杆的总体思路;

(3)80系列柴油机连杆的结构设计;

(4)制定80系列柴油机连杆的加工工艺规程;

   第二章  柴油机连杆的设计

2.1柴油机连杆的用途及其特点

    柴油机是一种动力机械,它以柴油为燃料,将柴油燃烧而产生的热能转化为机械能。柴油机广泛应用在工农业、交通运输、国防及人民日常生活中,尤其在船舶动力方面依然发挥着无法替代的作用。柴油机是船舶的“心脏”,连杆是柴油机机中的主要传动部件之一,它在柴油机中,把作用于活塞顶面的膨胀的压力传递给曲轴,又受曲轴的驱动而带动活塞压缩气缸中的气体。连杆在工作中承受着急剧变化的动载荷。连杆由连杆体及连杆盖两部分组成。连杆体及连杆盖上的大头孔用螺栓和螺母与曲轴装在一起。为了减少磨损和便于维修,连杆的大头孔内装有薄壁金属轴瓦。轴瓦有钢质的底,底的内表面浇有一层耐磨巴氏合金轴瓦金属。在连杆体大头和连杆盖之间有一组垫片,可以用来补偿轴瓦的磨损。连杆小头用活塞销与活塞连接。小头孔内压入青铜衬套,以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。

    在发动机工作过程中,连杆受膨胀气体交变压力的作用和惯性力的作用,连杆除应具有足够的强度和刚度外,还应尽量减小连杆自身的质量,以减小惯性力的作用。连杆杆身一般都采用从大头到小头逐步变小的工字型截面形状。为了保证发动机运转均衡,同一发动机中各连杆的质量不能相差太大,因此,在连杆部件的大、小头两端设置了去不平衡质量的凸块,以便在称量后切除不平衡质量。连杆大、小头两端对称分布在连杆中截面的两侧。考虑到装夹、安放、搬运等要求,连杆大、小头的厚度相等(基本尺寸相同)。在连杆小头的顶端设有油孔(或油槽),发动机工作时,依靠曲轴的高速转动,把气缸体下部的润滑油飞溅到小头顶端的油孔内,以润滑连杆小头衬套与活塞销之间的摆动运动副。

    高强度、轻量化、低成本是发动机连杆的发展趋势,我国的发动机锻钢连杆制造技术与国外差距不大,但在连杆轻量化方面还相当落后。我国的钛合金连杆、纤维强化铝合金连杆、粉末冶金锻造连杆的研究才刚刚起步。

2.2连杆的工作情况、设计要求、和材料的选用

2.2. 1、工作情况

连杆小头与活塞销相连,与活塞一起作往复运动、连杆大头与曲柄销相连,和曲柄一起作旋转运动。因此,连杆体除了有上下运动外,还在左右摆动,做复杂的平面运动。连杆的基本载荷是拉伸和压缩。最大拉伸载荷出现在进气冲程开始的上止点附近,其数值为活塞组和计算断面以上部分连杆的质量的往复惯性力;

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