连杆由连杆体(小头、大头和杆身)、连杆盖、连杆轴瓦、连杆衬套和连杆螺栓等组成,其结构示意如图2-19所示。
图2-19 连杆结构示意
a)平切口连杆 b)斜切口连杆
1—连杆体 2—连杆衬套 3—连杆轴承上轴瓦 4—连杆轴承下轴瓦 5—连杆盖 6—螺母 7—连杆螺栓 A—集油孔 B—集油孔
连杆体和连杆盖通常由优质中碳钢或中碳合金钢(如45、40Cr、42CrMo和40MnB等)经模锻或辊锻而成。一般进行调质和喷丸处理以提高连杆零件的强度和疲劳强度。
连杆小头用来安装活塞销,为了减小活塞销和连杆的磨损,在连杆小头孔内以一定的过盈量压入衬套,进入衬套凹槽的润滑油可以润滑活塞销和衬套。康明斯柴油机连杆小头呈斜面楔形,如图2-20所示,可减轻连杆的重量,并且可使冷却活塞顶部的机油落下来再次润滑活塞销。同时,增加小头铜套和活塞销座的承压面积。
图2-20 康明斯柴油机连杆
连杆杆身连接着连杆的小头和大头,杆身呈工字形断面。N、K系列在连杆杆身钻有一偏置的长油孔,以保证小头铜套的压力润滑。油孔偏置可改善连杆轴承的承载能力。
连杆大头是剖分的,康明斯B系列柴油机为斜切口连杆,斜切角度为68°;C、N、K系列柴油机连杆为平切口连杆。连杆盖通过两个高强度连杆螺栓连接,按规定力矩紧固后无需保险。连杆盖装合到连杆体时必须严格定位,以防止连杆盖横向移动。平切口的连杆利用连杆螺栓上的一段或数段精密加工的圆柱面与精密加工的螺栓孔来实现连杆盖的定位,B系列斜切口的连杆盖与杆身则用止口定位。
连杆大端孔是在连杆体与连杆盖组合之后镗削的,在连杆体和连杆盖同侧刻有配对记号,在拆卸、装配时必须对号入座,不同的连杆体和连杆盖不可互换。连杆轴颈和连杆大头孔配合间隙必须符合工艺规定。(www.daowen.com)
连杆大头中装有连杆轴瓦,轴瓦是用厚1~3mm的钢带作瓦背,其上浇有厚0.3~1.0mm的减摩合金(白合金、铜铅合金或铝基合金)的薄壁零件,康明斯柴油机连杆轴瓦采用铜铅合金材料,内表面镀铅锡合金,构成“钢背—减摩合金—表层”的三层金属轴瓦或多层金属轴瓦。所有机型维修时都禁止修刮轴瓦。
轴瓦在自由状态时,并非呈真正半圆形,其曲率半径略大于座孔的半径,如图2-21所示,两者的差值称为自由弹势或弹片量(一般为0.38~0.63mm)。这样,轴瓦装入座孔后便产生张紧力,能自动卡在座孔中正确定位。轴瓦上的凸键嵌入连杆盖的凹槽中,防止轴瓦转动或轴向移动。
图2-22 轴瓦的过盈量
瓦背与座孔贴合面之间的摩擦力,是通过轴瓦和座孔间配合的过盈量来保证的。轴瓦外径周长较座孔周长稍大,当轴瓦压入座孔并用一定压力压紧后,轴瓦两端稍高于座孔接合面,伸出量为h,如图2-22所示。
连杆螺栓紧固后,轴瓦高出的部分全部被压入座孔内,轴瓦的圆周过盈变成径向过盈,如图2-23所示,对主轴承座孔产生径向压紧力,保证工作时轴瓦与座孔相对固定,使轴瓦工作时不转、不移、不振,并有利于散热。
图2-23 轴瓦的圆周过盈量被压紧后,产生的径向压力
1—连杆 2—轴瓦 3—盖
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