康明斯动力（深圳）有限公司

 

设备装配与结构组成

康明斯柴油发电机组的连杆结构组成和加工技术要求

 

连杆机构中两端分别与主动和从动构件铰接以传递运动和力的杆件。例如在往复活塞式柴油发动机中，用连杆来连接活塞与曲柄。连杆多为钢件，其主体部分的截面多为圆形或工字形，两端有孔，孔内装有青铜衬套或滚针轴承，供装入轴销而构成铰接。 连杆是柴油发电机中的重要零件，它连接着活塞和曲轴，其作用是将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动，并把作用在活塞上的力传给曲轴以输出功率。

 

连杆在工作中，除承受燃烧室燃气产生的压力外，还要承受纵向和横向的惯性力。因此，连杆在一个复杂的应力状态下工作，既受交变的拉压应力、又受弯曲应力。连杆的主要损坏形式是疲劳断裂和过量变形。通常疲劳断裂的部位是在连杆上的三个高应力区域。连杆的工作条件要求连杆具有较高的强度和抗疲劳性能，又要求具有足够的钢性和韧性。

 

一、连杆主要组成

 

1、连杆轴瓦

 

在连杆大头内安装了两片分开式轴瓦，这两片轴瓦称为连杆轴瓦。连杆轴瓦的主要作用是减少连杆大头与连杆轴颈之间的磨损。连杆轴瓦一般由薄钢背和减磨合金组成。薄钢背的作用是将减磨合金所产生的热量传给连杆大头。减磨合金的作用是减少连杆轴颈的磨损，提高连杆轴颈的使用寿命。薄钢背的使用材料一般选用优质低碳钢的钢带轧制，减磨合金的使用材料有多种，具体可根据柴油发电机使用性能的不同选用白合金、铜铅合金、铝基合金或高锡铝合金等。如康明斯B系列柴油发电机采用铜铅合金薄壁轴瓦，内表面镀铅锡合金，以提高其耐磨性，外表面镀锡防锈。   

 

为了防止连杆轴瓦在大头内部转动或轴向移动，一般在两片轴瓦上分别冲制出高出瓦背面的“定位凸耳"，个别柴油机采用定位销定位。根据连杆小头润滑方式的不同、选用的连杆轴瓦也不同，在连杆杆身有油道的，要选用带孔的轴瓦，装配时，轴瓦的孔要与连杆杆身油道口对应。装配连杆轴瓦时，要保持轴瓦与轴颈之间的配合间隙，若装配的间隙过大会导致轴瓦磨损加剧，严重时，会引起减磨合金以剥落；若装配的间隙过小，会使轴瓦散热不良且容易烧坏。

 

2、连杆螺栓

 

连杆螺栓,它是柴油机所有螺栓中受力最严重的零件之一，它即要承受着预紧力、同时还要受到惯性力的作用。如果连杆螺栓断裂或松脱，会导致柴油机出现严重事故。所以，连杆的使用材料一般要选用高强度的合金钢制作。连杆螺栓在装配时用力要均匀，紧度要适当，螺母若带有开口销或止动垫片的要锁紧。连杆螺栓是镀铜防松的要按规定的力矩扭紧，若出现铜层脱落时应更换新螺栓。    

 

连杆螺母示意图

 

 

 3、连杆衬套

 

在连杆小头孔内安装的衬套称为连杆衬套。连杆衬套的作用是减轻活塞销和连杆小头孔内的磨损。目前，在连杆小头孔内一般都压装有衬套，衬套一般选用青铜或铝合金制造。为了保证青铜或铝合金衬套内部得到充分的润滑，连杆小头顶部或杆身内部一般都钻有油孔或油道，利用飞溅下来的润滑油或经杆身压过来的润滑油对衬套内壁进行润滑。

 

连杆衬套三维建模图

 

4、连杆杆身

 

杆身截面为工字形，可在保证强度和刚度的情况下减轻质量，并使它在承受压力时不致扭曲。

 

连杆杆身三维建模图

 

 

5、连杆大头

 

连杆大头分上下两部，上半部与杆身铸成 一体，下半部是连杆轴承盖，用螺栓与上半部连接。为保证连杆大头能从气缸内顺利抽出， 连杆大头有平切口和斜切口两种形式。

 

连杆大头三维建模图

 

二、连杆的加工技术要求

 

连杆的好坏是由连杆的加工密度来决定的，能否提升发动机活塞的性能起到决定作用，主要的参数∶

1、连杆人端中心和小端中心相对，连杆身体中心的对称度。

2、连杆大小头孔中心距尺寸精度。

3、连杆大小孔平面度。

4、连杆大小孔尺寸精密度和形状。

5、连杆大头螺母孔与结合面的垂直度。

 

6、材质要求：

为了防止连杆的变形，目前市场里面采用的都是高密度的合金钢，传统的连杆加工采用的材料是 45 钢、40Cr、40Mnb 等材质的调质钢，硬度高，目前康明斯发电机组的连杆采用的材料不是调质钢，是采用高碳微合金非调质钢和 SPLITASCO系列锻钢、FRACTIM锻钢和 S53CV-FS锻钢等，所以为了避免变形目前在选择更高强度的材料。

 

 

 

 

 

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