日本汽车发动机连接杆的高强度化 |
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| 2008-2-1 8:28:00 |
（1）对周围效果大的连接杆的高强度化。发动机为通过燃料燃烧后的压力变化使活塞在气缸内往复运动，然后通过活塞销、连接杆转换为曲轴的回转运动。故连接杆等运动部件的轻量化，有利于发动机的惯性量降低和性能提高，并可减轻曲轴的负荷，还可抑制发动的振动以降低噪音和使曲轴轻量化并减少振动时的摩擦等诸多效果，最终均有利于降低汽车油耗。由此，连接杆的轻量化成为汽车业多年重视的课题。通过各汽车生产厂的不断努力，2500CC以上汽车连接杆的重量指数已由1980年的150降到2000年的80左右。2500CC以下汽车亦由200降到130左右，节油效果均十分显著。
连接杆在将活塞的往复运动传递给曲轴时，要求可承受发动机燃烧压力所产生的压屈强度和适应惯性质量产生的拉伸压缩入力的疲劳强度。从而材料的高强度化是其轻量化所必要的根本条件。
连接杆使用的材料主要是特殊钢制锻件和粉末冶金产品，但从降低成本出发多使用锻件。过去多用碳素钢锻造后经淬火、回火的调质热处理产品，但现在多以非调质钢为主。这种非调质钢在热锻后的冷却过程便可形成和调质钢同样的硬度，从而可省去淬火回火处理，有利于降低成本和提高生产效率。现在多采用在碳素钢中加V，以利用V碳氮化物析出硬化的铁素体·珠光化型非调质钢。
（2） 利用热裂加工法以简化加工工序。在连接杆的生产技术方面受人们重视的为热裂加工法。通常生产连接杆时采取连接杆和杆帽分别生产并经机械加工后，每以螺栓连成一起的方式。而热裂加工法则将连接杆和杆帽一起锻造成型，并在机械加工后施大力从原接合部破断分离，最终将曲轴纳入后对接在一起。此法的最大特点是简化了双方对接端面的机械加工工序，同时还有利于连接杆总体的轻量化效果。因为在破断面使连接杆和杆帽紧密接合而不会产生错位，从而使过去决定对接位置的连接销亦可不要，这样并使接触面积减少，亦为连接杆组件的轻量化创造了条件。
在北美，连接杆多为粉末冶金制品致基本未利用裂化加工法。在欧洲则多使用含C量为0．7％的高C钢(DINC70SG)的热裂加工法，但此材料的切削性较差，成为进一步普及中的问题。日本则通过调整钢的成分以改善钢的切削性能，并开发成功强度提高且破断面无塑性变形致适于热裂加工法的非调质钢。
关于连接杆的轻量化方面，过去在竞赛用车等处曾有应用钛合金和铝合金等轻质材料的实例，但从成本方面出发，预计今后将更多地应用非调质钢的钢铁材料。今后对汽车既要求其走行性能提高，同时从社会要求看，还希望从防止地球变暖而减排CO2和提高防冲撞安全性，从而在钢铁材料的高强度化和轻量化的相关，仍具有重要的作用，需继续进行开发。据日产汽车提供的资料，该公司的连接杆采用热裂加工法后，生产成本比旧方法降低了10％；同时并为连接杆组件重量减轻15％提供了条件，该公司正在实用化。 |
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| * 本信息真实性未经中华粉末冶金网证实，仅供参考。 |
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