连杆：零件、类型、功能、用途及更多
什么是连杆？
连杆是活塞和曲轴之间的连接件。它将活塞销与曲柄销连接起来。
连杆的小头连接到活塞销，大头连接到曲柄销。
连杆的作用是将活塞的线性运动转化为曲轴的旋转运动。
连杆采用工字形截面，由锻钢制成。铝合金也用于制造连杆。
它们按相似重量精确配对，以保持发动机平衡。
连杆和活塞越轻，产生的功率越大，振动越小，因为往复重量更小。
连杆将活塞的动力推力传递到曲柄销，因此它必须非常坚固、刚性，同时尽可能轻。
以下是连杆的零件：
- 小头
- 大头
- 衬套
- 轴瓦
- 螺栓和螺母
- 杆身
- 活塞销
- 活塞
- 轴承盖
1. 小头
连杆与活塞销端面连接的一端称为连杆的小头。
2. 大头
连杆与曲柄销侧面连接的一端称为连杆的大头。
3. 衬套
连杆的两端都固定有衬套。磷青铜衬套安装在与连杆小头连接的实心孔眼中。
大头连接到曲柄销。该端分为两部分，支撑在曲轴轴承壳上。
4. 轴瓦
在连杆的大头中，有一个与轴承盖连接的轴瓦，称为轴瓦。它们分为两部分，在曲轴上配合在一起。这是连杆沿反方向运动的位置。
5. 螺栓和螺母
连杆在底部与曲轴装配后，大头的两侧通过一些螺栓和螺母紧固。因此，通过组合所有这些组件，连杆即可使用。
6. 杆身
此外，每个螺栓和螺母都用于连接连杆和轴承盖。并采用截面梁，称为杆身。连杆的截面可以是矩形、管状和圆形。
连杆的长度取决于比值（I/r）
其中，
I = 杆身或梁的长度
r = 杆身的半径。
7. 活塞销
发动机活塞通过一根称为活塞销的空心硬化钢管连接到连杆。也称为十字头销。活塞销穿过连杆的短端，并在接合的活塞上枢转。
8. 活塞
活塞通过连杆连接到曲轴，连杆通常简称为杆或Conrod。活塞的作用是在气缸中作为可移动塞子，形成燃烧室的底部。
9. 轴承盖
轴瓦具有磨损调整功能，但它控制运行，侧隙允许轴承盖正确紧固。
有两种类型的端部：小头和大头轴承。大头沿与其长度成直角的方向（如a所示）或成一定角度（如b所示）分开，以便可以装配到曲柄销上。轴承盖通过两个螺栓和螺母固定在连杆体上。
现代发动机的大头孔中没有熔合的轴承金属，而是使用独立的低碳钢轴瓦。
轴瓦具有磨损调整功能，但可以控制运行和侧隙，使轴承盖正确配合。有时，当使用直轴承时，会使用称为垫片的薄金属片。
这些可以磨得更薄以补偿轴承的磨损，也可以确保连杆和曲轴之间正确的轴承间隙。小头通常是一个实心孔眼，装有磷青铜衬套和一个螺钉，用于将孔眼围绕销钉闭合。
发动机中的所有连杆必须重量相等，否则可能会出现明显的振动。在装配中，连杆和轴承盖各自相互配对。它们通常带有识别编号，以便在发动机拆卸维修时不会混淆。
以下是用于各种类型发动机的连杆类型：
- 普通型连杆
- 叉形和叶片式连杆
- 主从式连杆
- 坯料连杆
- 铸造连杆
- 锻造连杆
- 粉末冶金连杆
1. 普通型连杆
普通型连杆用于直列和对置式发动机。连杆的大头连接到曲柄销，并装有轴承盖。
轴承盖通过连杆端部的螺栓或螺柱安装。连杆必须更换到同一气缸和同一相对位置，以保持正确的配合和平衡。
2. 叉形和叶片式连杆
这些类型的连杆用于V型双缸摩托车发动机和V12飞机发动机。在每对发动机气缸中，一根"叉形"连杆在大头处分为两部分，一根"叶片"连杆从对置气缸逐渐变细，以配合叉形中的这个间隙。
该系统消除了当气缸对与曲轴一起平衡时产生的摇摆力矩。
在大头轴承类型的布置中，叉形连杆有一个宽轴承套，延伸到连杆的整个宽度，包括中心间隙。
然后叶片连杆直接在该套筒外侧运行，而不是在曲柄销上。这导致两根连杆来回运动，从而减小了轴承上的力和表面速度。但是，轴承速度也会往复运动而不是连续旋转，这对润滑来说是一个主要问题。
3. 主从式连杆
星型发动机通常使用主从式连杆。在该系统中，一个活塞具有直接连接到曲轴的主连杆。其他活塞将其连杆连接到围绕主连杆边缘的环上。
主从式连杆的缺点是从动活塞的行程略大于主活塞的行程，这增加了V型发动机的振动。
4. 坯料连杆
坯料连杆由钢或铝设计而成。与其他类型的连杆相比，它们更轻、更坚固、使用寿命更长。
它通常用于高速车辆。有时设计用于减少应力集中，并顺应坯料材料的自然纹理。
5. 铸造连杆
这些类型的连杆受到制造商的青睐和设计，因为它们能够承受原厂发动机的负载。
铸造连杆生产成本低，不能用于高马力应用。铸造连杆在中间有明显的接缝，将其与锻造类型区分开来。
6. 锻造连杆
一些连杆通过锻造制造。这些类型的连杆通过将材料的纹理压制成端部形状而制成。根据所需的性能，材料可以是合金钢或铝合金。
常用的合金钢是铬和镍合金。最终产品不会设计成脆性的。因此，镍或铬合金增加了连杆的强度。
7. 粉末冶金连杆
连杆也由粉末金属设计，因为它是制造商的合适选择。它由金属粉末混合物制备，将其压入模具并加热至高温。该混合物制成固体形式。
可能需要少量机械加工，但产品基本上从成品模具中出来。粉末金属连杆比钢便宜，比铸造连杆更坚固。
连杆在曲轴每次旋转期间经常承受巨大且重复的力。这些产生的力与发动机转速（RPM）成正比。当连杆在曲轴中持续工作时，可能会损坏或断裂。以下是连杆的故障：
- 疲劳
- 液锁
- 超速运转
- 销故障
1. 疲劳
疲劳经常发生，因为连杆的压缩和拉伸在过程中大部分时间都在发生。最终，这导致连杆磨损直至断裂。缺油和发动机中存在污垢会加剧这个问题。
这是最常见的缺陷类型，也经常发生在较旧的发动机中。如果发动机重建，您在添加新发动机时也可能遇到疲劳。嗯，这发生在使用廉价零件或错误零件时。
2. 液锁
当水进入活塞腔导致连杆变形时，就会发生液锁。这可能发生在车辆通过积水路面时。
气缸中一滴水可能会在发动机中产生爆震或敲击声。这可以很容易地纠正。但是，如果气缸中有太多水，火花塞会在一段时间内到处跳火，导致气缸连杆弯曲或断裂。
3. 超速运转
超速运转是连杆的另一种故障类型。发生在新型和高性能发动机中。如果转速表显示红色，则表示连杆的位置处于危险之中。这是因为作用在连杆上的力在较高转速下急剧增加。
4. 销故障
有时活塞销也会损坏，导致灾难性的发动机故障。这发生在连杆移入发动机缸体或曲轴弯曲时。
在某些发动机中，它可能导致严重的动力损失。当销因这个问题断裂时，发动机立即停止。发动机有可能幸存下来，否则可能会发生完全损坏。
它是活塞发动机的一部分，将活塞连接到曲轴。
连杆将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转。
连杆应用于各种汽车发动机中。
连杆用于所有类型的车辆，如汽车、卡车和摩托车。
此外，它还用于推土机、压路机（土方机械）等工程车辆。
因此，在现代，所有类型的机械都不可避免地依赖于活塞、连杆和曲轴。
这些组件是内燃机精确运行所必需的。