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的引擎被稱為汽車的心髒。它把燃料的化學能轉化為機械能。發動機由不同的部件組成。發動機有一個活塞，化油器連杆,曲軸，燃料泵、燃燒室。連杆是最重要的發動機的一部分這將活塞的往複運動轉化為旋轉運動。在前麵的文章中，我們討論了燃料泵曲軸和化油器。因此，本文主要介紹連杆的工作原理、零件及種類。
什麼是連杆?
的連杆往複式發動機的一個部件是什麼連接的曲軸到活塞．連杆與曲柄銷一起將活塞的往複運動轉化為曲軸的旋轉運動。
的主要功能的連杆就是傳遞來自活塞的拉力和壓縮力。連杆是最常用的電子商務引擎而且對於內燃發動機．
連杆是鍛鋼做的。它有一個工字鋼截麵。鋁合金也用於製造連杆。連杆是專門設置在相同重量的一組，以保持發動機的平衡。
在自行車中，鋁合金杆非常適合發動機的高速運行。鋁合金連杆吸收了高強度的衝擊，重量也更輕。
如果你的發動機活塞和連杆重量輕，發動機將產生更多的動力和更少的振動，因為往複式部件的重量低。
你的發動機必須有輕、硬、強的連杆，因為它們把推力從活塞傳遞到曲柄銷。
連杆工作原理
連杆將活塞的動力傳遞給曲軸。它必須在機械上很堅固。它是一種微型工字鋼結構。
它由一個小的和一個大的端杆組成。較小的一端連接到手腕銷(也稱為活塞銷或活塞銷)，可以在活塞內部旋轉。在另一端，較大的一端通過套筒軸承連接到曲柄銷，以減少摩擦。一個較小的電機用於滾動軸承，以消除使用泵潤滑係統。
連杆在較大的一端有一個針孔，該針孔穿透軸承，並允許油噴灑到氣缸壁的壓力側，以潤滑活塞行程和活塞環。
當燃料燃燒過程中產生的動力推動發動機活塞時，活塞開始往複運動。當活塞往複運動時，它將這種往複運動傳遞給連杆。連杆連同曲柄銷將這種運動轉化為旋轉運動。在將運動轉化為旋轉運動後，連杆將產生的運動傳遞給曲軸。
讀也:曲軸類型和工作
連杆部件
連杆主要有以下幾個部分:
- 軸承蓋
- 活塞
- 活塞銷
- 柄
- 螺母和螺栓
- 小端
- 軸承插入
- 大的結束
- 襯套
1)小結束
連接活塞銷的連杆端稱為連杆小端。這一端通過活塞獲得運動，並將其傳遞給連杆。
2)大結束
連接到曲柄銷的杆端曲軸就是連杆的大端。這一端的主要功能是通過曲柄銷將運動從連杆轉移到曲軸。
3)襯套軸承
小端和大端連接通過襯套軸承固定。磷青銅襯套有一個固體眼，連接杆的小端。
大端連接到曲柄銷。端部分成兩段，由曲柄軸承座支撐。
4)軸承插入
連杆較大的一端有附在軸承帽上的軸承插入件。這個軸承插入件由接合在曲軸上的兩個部分組成。這是杆向相反方向移動的區域。
5)螺母和螺栓
用來固定杆子兩端的螺栓和螺母。由於連杆齧合到曲柄的底部，大端是固定與各種螺母和螺栓在兩邊。所以，如果你把所有這些部分結合起來，你可以使用連杆。
6)柄
螺母和螺栓用於連接軸承蓋和連杆。在螺母和螺栓之後，使用一種稱為杆的截麵梁。杆可以有圓形、管狀或矩形部分。
7)活塞銷
手腕銷用於連接連杆和活塞。它是一種硬化的鋼空心管。腕針也被稱為腕針。銷穿過杆的較短端，並在連接的活塞上旋轉。
8)活塞
活塞通過連杆連接到曲軸上。活塞在壓縮腔內作往複運動的動塞。
9)軸承蓋
軸承蓋有一個磨損配合，控製操作，和側間隙調整適當的軸承蓋座。
連杆的結構與功能
連杆有小端和大端兩種端頭。大的結束是在其長度的直角，以便它可以很容易地組裝在曲柄銷。用兩個螺栓和螺母將軸承蓋固定在連杆殼體上。
最新的發動機不包含軸承金屬熔合到大的端孔，但使用離散的軟鋼軸承殼。
杯形軸承有磨損配合，但他們處理側間隙和超越，以確保軸承蓋適當配合。有些發動機使用圓柱軸承。在這種情況下，就使用一塊薄金屬。這塊金屬被稱為脛骨。
脛填充更薄，以平衡軸承磨損和確保適當的軸承間隙曲軸和連杆之間。杆的較小的一端是固定與磷青銅襯套和螺絲關閉周圍的曲柄銷小孔。
你必須記住，發動機中的所有連杆都必須有相同的重量。否則，可能會出現明顯的振動。裝配時，連杆與軸承蓋必須相互匹配。它通常有一個識別號碼，所以你在拆卸發動機維修時不會感到困惑。
連杆種類
連杆主要有以下幾種類型:
- 驅動金屬連杆
- 鍛棒
- 鑄棒
- 鋼坯連杆
- 主從杆
- 叉刀杆
- 平原型杆
1)普通杆
這些類型的連杆用於對置式和直列式發動機。該杆較大的一端連接到曲柄銷和固定與軸承帽。
用於在連杆兩端安裝軸承帽的螺柱或螺栓。在重新組裝發動機時，必須更換同一腔室內相同相對位置的連杆，以確保適當的配合和平衡。
2)叉子和刀片棒
叉和葉片杆用於V12飛機發動機和v型雙發動機摩托車發動機。在每對發動機汽缸中，“叉”杆在較大的一端分裂成兩個部分，“葉片”杆從對麵的汽缸逐漸變細，以容納叉中的這個空間。
這種總成消除失速扭矩，產生時，氣缸對平衡對曲軸。
在大端軸承布置中，叉杆具有寬軸承套，覆蓋杆的寬度和中心間隙。
然後刀片杆直接轉出這個套筒，而不是在曲柄上。這將前後移動兩個杆，減少表麵速度和軸承上的力。但是，軸承轉速不是連續轉動而是往複運動，這是主要的潤滑問題。
3)主從棒
徑向發動機有主杆和從杆。在這台發動機中，一個活塞包含一個主杆。這個活塞直接連接到曲軸上。其他活塞將各自的杆連接到主杆邊緣周圍的環上。
主從連杆的缺點是從活塞的行程比主活塞的行程大。因此，v型發動機產生了廣泛的振動。
4)鋼坯杆
這種類型的連杆由鋁或鋼製成。與其他類型的連杆相比，這些連杆具有較低的重量、較強的強度和較長的使用壽命。
高速車輛使用鋼坯棒。在某些情況下，它用於減少應力的積累和減輕坯料的自然紋理。
5)鑄棒
這些連杆有能力處理庫存發動機的負載。因此，這些比其他類型的連杆更可取。
鑄造連杆的主要優點之一是生產成本低。您不能將它用於高性能應用程序。鑄杆有一個透明的縫在中心，使它不同於鍛造杆。
6)鍛造連杆
有些連杆是采用鍛造工藝製造的。這些棒是通過將材料壓成邊緣的形狀來製造的。根據使用性質，這些棒材的結構采用鋁合金或合金鋼。
鎳合金和鉻合金是最常用的鋼合金。因此，鎳或鉻合金增加棒的強度。
7)動力金屬手柄
連杆也采用動力金屬，是製造商的最佳選擇。它是由金屬粉末的混合物壓入模具並加熱到高溫製成的。這種金屬粉末混合物製成固體形式。
該產品基本上是由成品製成的，盡管可能需要輕微的加工。粉末金屬連杆比鋼連杆成本低，比鐵連杆更堅固。
讀也:不同類型的發動機
連杆建模
首先，“SolidWorks 2016”構造和組裝連杆的不同部分，如杆、帽端、螺母、螺栓和軸承。在完成這些零件的模型後，我們進行了完整的組裝。
當我們完成了連杆的完整裝配後，我們將此文件保存為“IGS”格式。然後我們轉向“ANSYS WORKBENCH R15”，分析了四種不同材料的連杆。
從分析係統中，我們將靜態結構拖到項目示意圖中。我們從工程數據中改變材料，在工程數據下麵，我們導入幾何圖形。
導入幾何圖形後，右鍵單擊模型並選擇編輯。然後打開一個新的窗口。我們定義所需的材料，並通過選擇一個四元尺寸進行網格劃分。我們在小端施加了16kN的載荷，並固定了另一個大端。在這之後，我們解決它，然後檢查我們的結果。
不同鋁合金連杆的Ansys分析
對連杆的分析如下。
1)鋁合金6061 T6
2)鋁合金7068 T6511
3)鋁合金7075 T6
連杆結構用不同鋁合金的性能
表1 AA 6061 T6的性能:
| 財產 | 價值 |
|---|---|
| 泊鬆比 | 0.33 |
| 彈性模量 | 平均績點73.1 |
| 極限抗拉強度 | 710 MPa |
| 拉伸屈服強度 | 683 MPa |
| 密度 | 2850 kgm ^ 3 |
表2 AA7068 T6511的性質:
| 財產 | 價值 |
|---|---|
| 泊鬆比 | 0.33 |
| 彈性模量 | 平均績點68.9 |
| 極限抗拉強度 | 310 MPa |
| 拉伸屈服強度 | 276 MPa |
| 密度 | 2700 kgm ^ 3 |
表3 AA 7075 T6的性能:
| 財產 | 價值 |
|---|---|
| 泊鬆比 | 0.33 |
| 彈性模量 | 平均績點71.7 |
| 極限抗拉強度 | 572 MPa |
| 拉伸屈服強度 | 503 MPa |
| 密度 | 2810公斤^ 3 |
連杆分析圖
現在我們通過圖表來比較連杆的結果。在第一個圖中，我們比較了所有的結果nd圖，我們比較總變形。
這張圖比較了四種不同鋁合金的總變形、等效彈性應變和等效應力。
在這張圖
- 7068 T6511總變形量
- 總變形7075 T6
- 總變形6061 T6
- 總變形量6082
分析了不同連杆的結果
表5各結果的最大值和最小值:
鋁合金 |
總變形 (毫米) 不等式性質 |
等效應力 (Mpa) 不等式性質 |
等效彈性應變 (毫米/毫米) 不等式性質 |
|||
7068年T6511 |
16.97 |
0 |
2310.7 |
0.0024345 |
0.031615 |
6.2348 * 10 ^ 8 |
7075 T6 |
17.301 |
0 |
2310.7 |
0.0024345 |
0.032233 |
6.3566 * 10 ^ 8 |
6061 T6 |
18.004 |
0 |
2310.7 |
0.0024345 |
0.033542 |
6.6149 * 10 ^ 8 |
連杆失效原因
連杆存在以下主要故障:
- 銷失敗
- 在加速
- Hydro-lock
- 乏力
1)疲勞
連杆在工作過程中受到高拉力和高壓縮作用，導致頻繁疲勞。最終，這就會磨損棒子，直到它損壞或斷裂。潤滑油不足和發動機內灰塵的存在會加劇這一問題。
疲勞問題最常發生在老式發動機上。在安裝新引擎時，重建引擎也會導致疲勞。當你使用錯誤或便宜的零件時，這個問題也可能發生。
2)在加速
重疊或過轉是連杆失效的另一個原因。這種情況在新型高性能發動機中最為常見。如果轉速表顯示紅色信號，這意味著您的汽車連杆處於危險的位置。因為在高速下，作用在連杆上的力急劇增加。
3) Hydrolock
當水進入活塞腔內並使杆變形時，就會出現水鎖問題。當你開車行駛在被洪水淹沒的道路上時，就會發生這種情況。
4)銷失敗
活塞銷的損壞會導致災難性的發動機故障。當連杆向發動機缸體移動或曲軸彎曲時，就會發生這種情況。
有些發動機會造成嚴重的功率損失。如果由於這個問題導致引腳斷裂，電機將立即停止。發動機可能幸存下來，也可能發生完全故障。
連杆的應用
結論
連杆的建模由“固體工作2016”完成，分析由“ANSYS WORKBENCH R15”．我們的結論如下。
- 如“鋁合金7068 T6511″具有比其他鋁合金(7075 T6，和6061 T6)更大的抗拉屈服強度和極限抗拉強度，這也在表1，表2，表3和表4中給出。
- 我們知道，具有較大的極限抗拉強度和抗拉屈服強度的元素具有較大的強度。
- 我們用圖2比較了所有鋁合金的總變形。對比總變形量可知，“鋁合金7068 T6511”的變形量較低。
- 綜上所述，與我們使用過的其他合金相比，“鋁合金7068 T6511”更適合做連杆。
FAQ部分
連杆的作用是什麼?
連杆的主要作用是由發動機活塞得到前進和後退的運動，並將這種運動傳遞給曲軸。
連杆失效的原因是什麼?
連杆失效的主要原因如下:
- 發動機過熱
- Hydrolock問題。當你駕駛車輛行駛在被洪水淹沒的道路上時，會出現這個問題。
- 活塞銷的損壞會導致災難性的發動機故障。
連杆有哪些組成部分?
連杆由以下部件組成:
- 軸承蓋
- 活塞
- 活塞銷
- 柄
- 螺母和螺栓
- 小端
- 軸承插入
- 大的結束
- 襯套
連杆有哪些種類?
連杆有以下幾種:
- 驅動金屬連杆
- 平原型杆
- 鍛棒
- 叉刀杆
- 鑄棒
- 鋼坯連杆
- 主從杆