王凤云

【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）29-0220-02

一、 V2发动机的相关参数

V2发动机的相关参数：最大爆发力9Mpa，发动机形式V2 ，额定功率27kW，额定转速4000r/min，最低稳定转速700r/min，缸径×行程79×80mm，曲柄半径/连杆长度40mm/125.5mm，活塞组的重量1.33kg，活塞销重量0.563kg，连杆往复部分重量0.543kg，连杆旋转部分重量1.267kg。

连杆盖和杆体的材料均为40Cr GB/T3077-1988，主要化学成份：碳C：0.37～0.44%；锰Mn：0.50～0.80%；硫S：允许残余量≤0.035%；铬Cr：0.80～1.10%； 镍Ni：允许残余量≤0.030%；铜Cu允许残余量≤0.030%。力学性能：抗拉强度 σb （MPa）：≥980；屈服强度 σs （MPa）：≥785；

连杆螺栓的材料为35CrMoGB/T3077-1988，35CrMo在高中频表面淬火或淬火及低、中温回火后可用于制造承受冲击、高载荷的各种机器中的重要零件，力学性能：抗拉强度σb （MPa）：≥985；屈服强度σs （MPa）：≥835；

连杆轴瓦的材料为ZCuPb10Sn10 GB/T1176-1987，ZCuPb10Sn10铸造铜合金润滑性、耐磨性能好，适合用双金属铸造材料。主要化学成份有：锡 Sn ：9.0～11.0；锌 Zn：≤2.0（不计入杂质）；铅 Pb：8.0～11.0；镍 Ni：≤2.0（不计入杂质）。

力学性能：抗拉强度 σb （MPa）：≥220；屈服强度 σ （MPa）：≥140；

二、受力分析：

连杆工作时， 一是受燃气爆发力，对连杆起压缩作用，二是活塞连杆组往复惯性力和旋转惯性力，对连杆起拉伸作用。还有连杆小头安装的衬套、大头孔安装的连杆轴瓦作用在孔径上的压力，及连杆螺栓预紧力产生附加载荷。在受力分析时，近似认为最大燃气爆发力和往复惯性力均在上止点附近出现，两者可以叠加。理想做法是用有限元法对连杆在四个冲程循环中进行动态分析，会得到理想的结果，但计算过程过于复杂。因连杆破坏大都是拉、压疲劳断裂所致，故计算时选择了连杆在受最大压力和最大拉力两种情形来计算应力的分布。在计算分析时，连杆受最大拉力工况出现在进气冲程开始的上止点附近，最大压力工况则出现在做功冲程开始的上止点附近。

连杆是作高速复杂平面运动的构件，它的静力分析模型还不能完全真实地反映连杆在工作时的受力情况。因此，有必要对连杆结构的静力分析模型作進一步的改进。连杆准动态分析模型就是在其静态分析模型的基础上，通过考虑其体积力而对载何作重新计算和处理所得到的。根据达朗贝尔原理，只要在作用于连杆的力系中引入相应的惯性力，即体积力，就可以将求解连杆的动力问题化为相应的静力问题。为了进一步简化这种计算，在计算中不考虑连杆振动的影响。

1.最大拉伸力最大拉伸力出现在进气冲程开始的上止点附近，其值为活塞组和连杆本身质量的惯性力（ 摩擦力小，可忽略） ，其中小头内孔受力为上端120°范围内，大头内孔受力为下端180°范围内。

2.最大压缩力

最大压缩力出现在做功冲程开始的上止点附近，其值为最大爆发压力减去活塞连杆组本身的惯性力。其中小头内孔受力为上端180°范围内，大头内孔受力为下端120°范围内。

3.连杆螺栓预紧力

连杆螺栓主要作用是连接连杆盖和连杆体，保证杆身和连杆盖在任何工况下不发生分离和横向错位，均能可靠结合。在发动机工作过程中，活塞组和连杆等在工作过程中产生了往复惯性力和旋转惯性力，使连杆螺栓承受拉伸载荷。

连杆螺栓在发动机高速运转时承受的负荷最大，为了防止连杆盖和连杆体发生分离，在装配时须对连杆螺栓加足够的预紧力，为使轴瓦紧贴瓦座，装配时对连杆螺栓还有一个附加预紧力，两力之和为螺栓的预紧力。螺栓的预紧力既是螺栓承受的拉力，也是连杆与连杆盖之间的压缩力，两者互为反作用。工作过程中，在往复惯性力作用下，螺栓被进一步拉长，而大头的被压情况则有所松弛，弹性压缩变形量减小，于是螺栓与大头间的互为反作用的预紧力部分卸载，变为残余预紧力，因此工作时螺栓承受的最大载荷仅为工作载荷与残余预紧力之和，或者说是预紧力与部分工作载荷之和，而不是预紧力与工作载荷的直接叠加，工作时螺栓的载荷在最小值与最大值间波动 。

对于一定预紧力有一临界工作载荷，此时对应连杆大头结合面间的压力为零，若最大工作载荷超过一定值时，结合面就会脱开。所以，为了保证工作时连杆大头结合面不会脱开，预紧力与工作载荷必须满足一定的数值。