汽车发动机连杆设计和实现 车辆工程管理专业VIP专享VIP免费

摘要连杆是发动机的重要组成部分，它的设计性能直接影响着发动机的寿命．传统经验设计的连杆，因其质量较大，易引起连杆压弯变形等情况，从而导致失效。随着汽车需求量的不断提高，对于发动机连杆的设计和研究越来越受到各大汽车制造公司的重视。针对这一问题，根据连杆的实际工作状况，对发动机连杆的设计展开了研究。关键词：发动机连杆；工字形；加工由于连杆是在发动机中用来传递气缸爆发压力的，是汽车发动机的重要组成部分，所以对于两岸的研究和设计是非常重要的。连杆在力的传递过程中不仅仅是承受着非常高的周期性的冲击力而起还承受着惯性力和弯曲力。其实连杆的运作机理是这样子的：连杆小头中心作往复运动，连杆大头中心作旋转运动，连杆身作往复运动与旋转运动所组成的复合运动。如此法则的运动就要求连杆既要有比较高的强度还要有较强的韧性和疲劳性能。由于连杆式发动机的最为重要的不见，在拉伸、压缩和弯曲等交变载荷的综合作用下，其主要破坏形式是疲劳破环，往往造成连杆局部部位断裂，例如连杆断裂、连杆螺栓断裂或松脱等，所以在进行设计的过程中还要保证连杆的寿命，能够在一定的使用寿命期间保持正常的使用。随着汽车产量的不断增加，连杆的加工工艺以及生产水平必须得到进一步的提高，这样就需要我们设计出可靠性比较强的连杆。1发动机连杆的设计汽车发动机是汽车的一个最重要的零件，而连杆是发动机内部的一个关键零件，是发动机用来传递动力的关键组件之一，它的工作环境不仅承受着高温、高压，还一直承受着燃料燃烧产生的气体施加在连杆上的交变载荷，同时燃料燃烧产生冲击力通过活塞向连杆传递给连杆，连杆把活塞的直线往复运动转化成曲轴的旋转运动，通过曲轴向外输出功率。由连杆的工作过程可以看到，连杆受力极为复杂，不仅要承受拉力、压力、摩擦力以及惯性力等，还要承担振动、弯矩和扭矩等交变载荷，所以设计一个重量轻、刚度和强度足够的连杆对发动机尤为重要。1.1连杆主要部位的设计1.1.1两端平面的设计连杆加工的首道工序就是加工两端平面。在大小头孔精加工前，往往还要对此两平面进行精加工。连杆端面加工一般采用磨削工艺。在连杆毛坯锻造时，对这两端面进行精压，尺寸精度可达±0.15～±0.20mm。精压的目的就是提高毛坯精度，减少余量，使其不再经过车、铣粗加工就可直接磨削。1.1.2体盖分合面及其它平面的设计连杆除了两端面以外的其它平面，也包括体盖分合面及作定位用的大小头侧面，以及整体连杆毛坯的体盖切开和切开后的半圆面，大多在连续式拉床上拉削1.1.3螺栓孔的设计连杆螺栓孔一般分为定位部分和紧固部分，定位部分为光孔，紧固部分为螺孔，因此，螺栓孔的尺寸和位置精度要求都比较高。作为定位的光孔，在钻孔后还要进行铰孔。为了提高尺寸精度，螺栓孔采用枪钻和枪铰加工。在大规模自动化生产及近年来所建立的自动系统中，组合机床自动线用得越来越多，并且作为整个综合加工系统的一部分，纳入一条组合自动线中，或成为一条长自动线中的组合部分。采用组合机床自动线更便于多件多面加工，有利提高生产率。1.1.4大小头孔的设计连杆大小头孔是连杆的主要加工部位，精度和光洁度要求都很高。连杆大小头孔的加工可分为三个阶段：粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段。第一阶段在体盖装配前进行，后面两个阶段则放在体盖装配之后，粗加工阶段一般在连杆两端面加工后紧接着就开始。连杆小头孔由于作为其后工序的定位基准，在粗加工阶段就应加工到比较精确的尺寸，而大头孔则不必加工得很精密。粗加工阶段的连杆大头孔，大多是在体盖切开后采用连续式拉削工艺对体盖上半圆孔进行拉削。优点是生产率高，采用拉削后的半圆孔精度也较高，还可以与结合等其它表面组合在一台机床上同时进行加工。故这种工艺广泛为各厂采用。小头孔在体盖装配前一般都经钻、扩、铰或镗削和倒角等粗加工工序，使小头孔精度满足作定位基准的要求。大小头孔的半精及精加工在连杆螺栓孔加工和体盖装配以后进行，小头孔在体盖装配前就应加工到一定的精度，可不必经过半精加工。为给大小头孔加工提供精确的定位基准，在进行半精加工阶段之前，两端面需经精磨。连...