2.3.4 連桿

1.連桿的作用

連桿的作用是將活塞承受的力傳給曲軸，并把活塞的上下往復運動轉變為曲軸的旋轉運動。

2.連桿的結構

連桿工作時，承受活塞頂部氣體壓力和慣性力的作用，而這些力的大小和方向都是周期性變化的。因此，連桿受到的是壓縮、拉伸和彎曲等交變載荷。這就要求連桿強度高，剛度大，重量輕。連桿一般都采用中碳鋼或合金鋼經模鍛或輥鍛而成，然后進行機加工和熱處理。

圖2-56所示連桿的結構主要包括連桿小頭、連桿大頭（包括連桿蓋）和桿身三部分。

對全浮式活塞銷，由于工作時小頭孔與活塞銷之間有相對運動，所以常常在連桿小頭孔中壓入減磨的青銅襯套。為了潤滑活塞銷與襯套，在小頭和襯套上銑有油槽或鉆有油孔以收集發動機運轉時飛濺上來的潤滑油用以潤滑。有的發動機連桿小頭采用壓力潤滑，在連桿桿身內鉆有縱向的壓力油通道。采用半浮式活塞銷是與連桿小頭緊配合的，所以小頭孔內不需要襯套，也不需要潤滑。

圖2-56 連桿組件

1—連桿大頭 2—連桿軸承 3—止推凸肩 4—襯套 5—連桿小頭 6—桿身 7—連桿螺栓 8—連桿蓋

連桿桿身通常做成“I”字形斷面，其抗彎強度好，重量輕，大圓弧過渡，且上小下大，采用壓力法潤滑的連桿，桿身中部都制有連通大、小頭的油道。

連桿大頭與曲軸的連桿軸頸相連。連桿大頭的切口形式可以分為平切口和斜切口兩種。

（1）平切口式連桿 分面與連桿桿身軸線垂直，是汽油機普遍采用的一種形式。這是因為一般汽油機連桿大頭的橫向尺寸都小于氣缸直徑，可以方便地通過氣缸進行拆裝。

（2）斜切口式連桿 分面與連桿桿身軸線成30°～60°夾角。是柴油機上使用較多的一種形式。這是因為柴油機壓縮比大，受力較大，曲軸的連桿軸頸較粗，相應的連桿大頭尺寸往往超過了氣缸直徑。為了使連桿大頭能通過氣缸，便于拆裝，一般都采用斜切口，最常見的是45°夾角。

為了便于安裝，連桿大頭一般做成剖分式，被分開的部分稱為連桿蓋（圖2-57），用連桿螺栓緊固在連桿大頭上。連桿大頭與連桿蓋是組合加工的，為防止配對錯誤，在同一側刻有配對記號。

3.連桿與連桿蓋的定位

連桿與連桿蓋在結構上采取了定位措施。平切口連桿蓋與連桿的定位多采用連桿螺栓定位，利用連桿螺栓中部精加工的圓柱凸臺或光圓柱部分與經過精加工的螺栓孔來保證的。斜切口連桿常用的定位方法有止口定位、套筒定位和鋸齒定位，如圖2-58所示。

圖2-57 連桿大頭與連桿蓋的配對記號

圖2-58 斜切口連桿大頭的定位方式

a）止口定位 b）套筒定位 c）鋸齒定位

4.連桿螺栓與連桿軸瓦

（1）連桿螺栓 連桿蓋和連桿大頭用連桿螺栓連在一起，連桿螺栓在工作中承受很大的沖擊力，若折斷或松脫，將造成嚴重事故。為此，連桿螺栓都采用優質合金鋼，并精加工和熱處理特制而成。安裝連桿蓋擰緊連桿螺栓螺母時，要用扭力扳手分2～3次交替均勻地擰緊到規定的力矩，擰緊后還應可靠的鎖緊。連桿螺栓損壞后絕不能用其他螺栓來代替。

（2）連桿軸瓦 為了減小摩擦阻力和曲軸連桿軸頸的磨損，連桿大頭孔內裝有瓦片式滑動軸承，簡稱連桿軸瓦。軸瓦分上、下兩個半片，目前多采用薄壁鋼背軸瓦，在其內表面澆鑄有耐磨合金層。耐磨合金層具有質軟，容易保持油膜，磨合性好，摩擦阻力小，不易磨損等特點。耐磨合金常采用的有巴氏合金，銅鋁合金，高錫鋁合金。連桿軸瓦的背面有很高的光潔度。半個軸瓦在自由狀態下不是半圓形，當它們裝入連桿大頭孔內時，又有過盈，故能均勻地緊貼在大頭孔壁上，具有很好的承受載荷和導熱的能力，并可以提高工作可靠性和延長使用壽命。

如圖2-59所示，連桿軸瓦上制有定位凸鍵，供安裝時嵌入連桿大頭和連桿蓋的定位槽中，以防軸瓦前后移動或轉動，有的軸瓦上還制有油孔，安裝時應與連桿上相應的油孔對齊。

5.V型發動機連桿的結構形式

V型發動機連桿的結構形式一般有三種，如圖2-60所示，分別為并列式連桿，主副式連桿和叉形連桿。

圖2-59 連桿軸瓦

1—鋼背 2—油槽 3—定位凸鍵 4—減磨合金層

（1）并列連桿（圖2-60a）連桿可通用，其相對應的左右兩個氣缸的連桿，沿曲軸的長度方向一前一后裝配在一個曲柄銷（連桿軸頸）上。特點是兩列氣缸的活塞連桿組的運動規律相同，曲軸的長度有一定量增加。

圖2-60 V型發動機連桿示意圖

a）并列連桿 b）主副連桿 c）叉形連桿

（2）主副連桿（圖2-60b）兩連桿不能通用，其一列氣缸的連桿為主連桿，連桿大頭直接裝配在曲軸曲柄銷的全長上。另一列氣缸的連桿為副連桿，副連桿分別與對應的主連桿鉸接傳動。特點是主副連桿不能互換，兩列氣缸的活塞連桿組的運動規律不同，曲軸的軸向長度不增加。

（3）叉形連桿（圖2-60c）左右兩列對應氣缸的連桿的大頭制成叉形，跨于另一個厚度較小的片狀大頭的連桿兩端。特點是兩列氣缸中的活塞連桿組的運動規律相同，但制造工藝復雜，且兩個連桿的大頭剛度都較低。