CN201218271Y - 发动机涨断连杆坯件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及发动机涨断连杆坯件，要解决的问题是提升发动机连杆品质、降低连杆制造成本。该涨断连杆坯件的连杆小头孔圆心相对与连杆小头外轮廓圆心沿杆身方向向内偏移，偏移距离为0.4毫米；其连杆大头孔内侧的预铸应力槽为V形槽，槽宽为4±0.5毫米，与内侧夹角为45±2度；连杆毛坯一侧的连杆大头端设有定位凸块。本实用新型保证了连杆与连杆盖的分离面完全啮合，连杆大头孔的变形较小，改善了连杆盖与连杆分离面的结合质量；连杆小头孔圆心相对与连杆小头外轮廓圆心沿杆身方向向内偏移，更好的保证了小头端的强度；而且，可以节能降耗40％以上，另外，也可以大大减少设备的投资以及设备的维护费用。

Description

发动机涨断连杆坯件

技术领域

本实用新型涉及内燃机技术领域，具体的说涉及一种汽车发动机涨断连杆。

背景技术

连杆是发动机中高精度的关键零件，由连杆体、连杆盖共同组成。在传统制造工艺中，连杆体和盖的制造依赖两种方法：1)连杆体和盖整体锻造→锯切分离→接触面机加工→装配。2)连杆体-盖分别锻造→接触面机加工→装配。采用上述两种工艺，不仅需对连杆体和盖的联接面进行铣削和磨削，并且在该联接面上还要钻铰螺栓定位孔和攻螺纹孔，或者切制端面齿，钻铰定位销孔和钻螺栓孔等，以便将来能使连杆体与连杆盖实现精确装配。为此，需要较多的加工机床，经过十几道工序，耗费大量的加工工时。

针对连杆传统制造工艺中的缺点，为了降低制造费用和工时，提高配合精度，连杆的涨断工艺于80年代中被提出，其后，有关研究不断在美、德获得进展。进入90年代，该工艺在工业发达国家进入实际应用生产阶段。适用的毛坯由最初的粉末锻造连杆，发展到中高碳钢锻造连杆，使用的厂家覆盖了美国三大汽车公司，以及德国奔驰、宝马等著名企业。

发明内容

为了提升发动机连杆品质、降低连杆制造成本，本实用新型提供一种新结构涨断连杆毛坯。

实现上述目的的技术改进方案如下：

发动机涨断连杆坯件包括具有连杆小头孔、杆身和连杆大头孔的连杆毛坯，连杆大头孔内侧设有预加工应力槽；

所述连杆小头孔圆心相对与连杆小头外轮廓圆心沿杆身方向向内偏移，偏移距离为0.4毫米，更好的保证了小头端的强度；

所述连杆大头孔内侧的预铸应力槽为V形槽，槽宽为4±0.5毫米，与内侧夹角为45±2度；

所述连杆毛坯一侧的连杆大头端设有定位凸块。

所述发动机涨断连杆坯件材料为粉末锻造材料，或可锻铸铁，或70高碳钢，或C70S6钢。

连杆体和连杆盖的分离采用涨断工艺的理论基础是断裂力学中的脆性断裂理论。据断裂力学可知，断裂过程中，裂纹表面通常有三种位移形式，即张开型、前后滑移型和平面剪切型。当物体受垂直于断裂平面的正应力拉力时，属张开型断裂，这是脆性断裂产生的形式和条件。脆性断裂具有以下发生特点：1)断裂时承受的工作应力较低，通常远远低于材料的屈服强度，塑性变形小；2)断裂受温度影响较大；3)断口方向与正应力相垂直。

连杆涨断工艺正是依照脆性断裂的上述特点，通过在连杆大头内侧开出V型应力槽，然后施加垂直于预定断裂面的正应力，满足脆性断裂的发生条件，使连杆体与连杆盖在不发生塑性变形的情况下被分离。

连杆毛坯是锻造成型，主要采用下述三种材料的毛坯：1)粉末锻造毛坯；2)可锻铸铁；3)70高碳钢。这三种材质的毛坯，室温下可实现脆性断裂，连杆大头孔不产生明显的塑性变形，其变形量≤40μm，经机加工后，其圆度误差可减为3μm。此外，45～55锻钢毛坯也可使用涨断工艺进行连杆制造，但必须保证在-40℃时，才可实现脆性断裂，保证胀裂后的变形足够小。

为了使连杆体和连杆盖的分离线基本达到理想的状态，需要在毛坯上先铸造或者加工出应力槽。应力槽(V形槽)深度与断裂强度成反比，即对于一定的应力值，存在着一个临界的裂纹深度，当裂纹深度小于此值时，裂纹是稳定的，只有大于此值时，裂纹失稳，裂纹愈深，材料的临界断裂应力愈低。

当带缺口的结构受外力时，在裂纹尖端附近产生一应力强度因子KIC(又称材料断裂韧性值)控制的应力。当外力增加时，裂纹尖端的应力强度因子随之增加，当KI达到某一临界值KIC时，裂纹发生失稳，结构脆性断裂，即KI≥KIC。

对于一定的材料，KIC为一常值，可查表求出，也可通过测试方法确定(更加精确)。KIC值越低，越易发生脆性断裂。因而对KIC值的测试计算，应是研究涨断机理的重点。

根据KIC原理，对于一个给定尺寸的缺口可以计算出作用应力。反之，对于给定作用应力的构件，可以预测临界裂纹尺寸。这一原理为连杆断裂剖分提供了设计依据。

本实用新型的有益技术效果是，连杆大头的应力槽宽为4±0.5毫米，与内侧夹角为45±2度；采用涨断工艺，保证了连杆与连杆盖的分离面完全啮合，连杆大头孔的变形较小，改善了连杆盖与连杆分离面的结合质量；连杆小头孔圆心相对与连杆小头外轮廓圆心沿杆身方向向内偏移，更好的保证了小头端的强度；而且，可以节能降耗40％以上；减少设备投资达25％以上；缩短连杆生产线的长度，减少设备占地面积达30％以上；节约刀具费用35％以上；明显地减少设备、刀具等的维护费用。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图，

图2为涨断连杆小头端示意图，

图3为图1的右视图，

图4为涨断连杆螺栓孔剖面图。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地描述。

实施例：

参见图1，发动机涨断连杆坯件包括具有连杆小头孔、杆身和连杆大头孔的连杆毛坯，连杆大头孔内侧设有预铸应力槽2，连杆大头的虚线表示理想的涨断面1，连杆大头孔内有多余润滑油的出油口5，

连杆小头孔圆心相对与连杆小头外轮廓圆心沿杆身方向向内偏移，偏移距离为0.4毫米。传统的连杆小头孔与其外轮廓线多数是同心的，为了使连杆小头端能够承受足够大的载荷，采用了小头孔与其外轮廓线偏心的设计，来提高小头端的强度。见图2，其中小头孔外轮廓圆心所在的直线6，小头孔圆心所在的直线7。

连杆大头孔内侧的预铸应力槽为V形槽，槽宽为4±0.5毫米，与内侧夹角为45±2度；

由图3可见，连杆毛坯一侧的连杆大头端设有定位凸块8，在保证连杆盖强度的基础上，采用了不对称设计，在单侧突出一定位凸块8，用于指示连杆的装配方向，在本实施例装配时，定位凸块8所在的一侧朝向发动机总成的前方。

由图4可见，螺纹通孔9位于连杆体侧，螺栓光孔10位于连杆盖侧由于采用了涨断工艺，螺纹通孔9和螺栓光孔10的同轴度得到了很好的控制，确保了在连杆螺栓装配时，只受到沿孔方向的拉力，不会受到横向的剪切力，使螺栓连接的可靠性得到很大提升。

在进行涨断加工后，连杆体3和连杆盖4被分离，在与曲轴连杆轴颈装配时，他们的分离面又能完全的啮合，有效保证了装配精度。

发动机涨断连杆坯件材料为粉末锻造材料，或可锻铸铁，或70高碳钢，或C70S6高碳钢。

Claims (2)

1、发动机涨断连杆坯件，包括具有连杆小头孔、杆身和连杆大头孔的连杆毛坯，连杆大头孔内侧设有预加工应力槽，其特征在于：

所述连杆小头孔圆心相对与连杆小头外轮廓圆心沿杆身方向向内偏移，偏移距离为0.4毫米；

所述连杆大头孔内侧的预铸应力槽为V形槽，槽宽为4±0.5毫米，与内侧夹角为45±2度；

所述连杆毛坯一侧的连杆大头端设有定位凸块。

2、根据权利要求1所述的发动机涨断连杆坯件，其特征在于：所述发动机涨断连杆坯件材料为粉末锻造材料，或可锻铸铁，或70高碳钢，或C70S6高碳钢。