連桿組構造
連桿組的功用是連接活塞與曲軸,將活塞承受的燃氣壓力傳給曲軸,并和連桿配合,把活塞的直線往復運動變為曲軸的旋轉運動。
連桿在工作時,承受有三種作用力:活塞傳來的氣體壓力;活塞組零件及連桿本身(小頭)的慣性力;連桿本身繞活塞銷作變速擺動時的慣性力。這此力的大小和方向都是周期性地變化,因此連桿承受著壓縮、拉伸和橫向彎曲等交變應力。連桿或連桿螺栓-一旦斷裂,就可能造成整機破壞的重大事故。如果剛度不足,使大頭孔變形失圓,大頭軸承的潤滑條件受到破壞,則軸承會發熱而燒損。連桿桿身變形彎曲,則會造成氣缸與活塞的偏磨,引起漏氣和竄機油。所以要求連桿在盡可能輕的情況下,保證有足夠的強度和剛度。
為保證連桿結構輕巧,且有足夠的剛度和強度,一般常用優質中碳鋼(如45鋼)模鍛或滾壓成形,并經調質處理。中小功率柴油機連桿有采用球墨鑄鐵制造的,其效果良好,且成本較低。強化程度高的柴油機采用高級合金鋼(如40Cr、40MnB、42CrMo 等)滾壓制造而成。合金鋼的特點是抗疲勞強度高,但對應力集中比較敏感,因此采用合金鋼制造連桿的時候,對其外部形狀、過渡圓角和表面粗糙度等都有嚴格要求。近年來,硼鋼、可鍛鑄鐵及稀鎂土球墨鑄鐵已廣泛用于制造柴油機連桿,其抗疲勞強度接近于中碳鋼,并且其切削性能很好,對應力集中不敏感,制造成本低。