发动机连杆材料的研究现状

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千7 [] Y6。国内 , 汽丰越 发 动机 厂生产 的 v 一 6系列 发 动机 连杆 采用 的是 粉末 冶金 锻造 连杆 。粉末 冶金 连
采 用 SC 晶须增 强 A1基 复合 材 料制 造 了汽 车 发动 i 机 连 杆闭 日本本 田研 究 开发 中心 开发 出不 锈 钢纤 。 维增 强 F e基合 金 连 杆 , 质量 减 小 2 %, 结 果使 发 7 其 动机 摩 擦 力 降低 , 因而 减 小 了 曲轴 的轴 径 , 高 了 提

样 影 响 的 d 和 a 不 同而选择 不 同 的扩 口尺寸 。 l 1
4 结 论
所 以. 我们 在 对 铸铁 活 塞 环工 艺 流 程 进行 设 计 时 . 仅 要 考 虑 产 品 的设 计 , 要 考 虑 到 具 体 用 户 不 还
精 度 还不 够 高 , 这样 对 扩 口尺 寸 的设 定 有 一定 的影
Gmb Bu s h i , r 0 3 H, r c ed Ap i 2 0 l
4 扩 口尺 寸 设 定 的 影 响 因素
由 f= 11 1 )1 2 (. . f ~ 2
『】自动 车 用 叉 、 lI, 2 / J J 山海 堂 . 成 9年 平
响。
的使用 装 配方 法 和技 术 要求 , 这样 才 能 保证 扩 口工
序 的验 证 目的 。在 清楚 了用 户 的技术 要 求 后 , 们 我
随着 目前 各 材 料质 量 的改 进 , 们 更 优 先选 择 我 第 2种 工艺 流程 设计 。因为 随着我 们材 料质 量 的改 进 , 塞 环 在 内圆 粗加 工 后 , 各 尺 寸 的精 度 偏 差 活 其 对 在 扩 口尺 寸 中 的影 响变 得 不 再 是 最 重 要 的 因素
4 粉 末 冶 金 材 料
粉末 冶 金 材 料集 材 料 生 产 一 工技 术 一 件 制 加 零 造 于一体 ,用粉末 烧 结锻造 工艺 生产 汽 车发动 机连 杆, 最早 是美 国通 用汽 车公 司 , 当时没有 达到 批量 但
生产 。 随后 , 日本 丰 田汽 车公 司采用 成分 为 F 一 C 一 e 2 u
出。为满 足 内燃 机 高压 、 高效 、 节能 、 环保 的要 求 , 相 信不 久 , 国连 杆材 料定 能有所 创新 与 突破 。 我
参 考文献
【1 红 光, 素 琴 . 动 机 连 杆 制 造 材 料 及 特 点 分 析 . 津 汽 1徐 蒋 发 天
f) 9 7 3: — 6 1
关 注连杆 材 料及 成 品的强 度 。国 内外 对 连杆材 料 在
发 动 机功 率 和燃 油 经 济性 I 3 ] 属 基 复 合材 料 的 高 。金 成 本制 约 了其 大范 围 的应 用 。
3 钛 合 金 材 料
金 属 钛 的 密 度 为 4 /m ,仅 为 钢 铁 材 料 的 . gc 5 5 %, 8 因此用 钛合金制造汽 车发 动机连杆 , 在保证性 能 的同时 , 轻量化效果十分 明显 。日本制造的 T一 A- V i3 1 2 连杆 , 其抗拉强度和屈服强度相 当于 4 调制钢问 我 国 5 。
S 3 V 、5 C - SS LY S 0 8等。 4 C SS 3 V F 、P I A C 3 该类材料 的发
动机输 出功率高 , 爆发压力高 , 连杆体具有很高 的疲 劳
寿命 。另 一 种 是 高碳 非 调 制 钢 ,如 德 国 的 C 0和 7
C06 7 S ,法 国 的 C 0 3和 S LT S 0 0 我 国 的 7E P IA C 7 、
态 时 的径 向 a 1和工件 直径 d 有 关 。所 以我们 在具 1
情况 , 很好 的保证 该 工 序验 证 的有 效 性 。但 其 主 要
缺 点是 因活 塞环 已经接 近 成 品状 态 . 再经 过扩 口工
体 产 品工 艺 流程 设计 的时候 , 必须 考 虑 到 由于 加 工
序 的加 工 , 为扩 口尺 寸 比装 配 尺 寸 要 大 。 因 故对 活 塞 环 的变 形 等 有 一 定 的 影 响 ,同 时 因 后 续 无再 加 ] , 在 扩 口时 产生 的隐含 缺 陷无 法 及 时 发现 。第 二对
了。
要 结 合 本 公 司 的实 际 加 工 工 艺 水 平 和 具 体 产 品 选 择 的加 工 设 备 , 确定 各 后 续 加 工 的加 工 余 量 , 后 最 按 照 加 工 余 量 的设 定 和 用 户 的需 求 确 定 扩 口工 序
的位 置 和尺 寸
参 考文 献
[】 “i o igH nb o ” E E A G L B rce 1 Ps n Rn a d ok ,F D R L MO U ushi t d
李 慧
( 中北 大学 )
[ 要] 摘 汽车 连杆 的强度 、 刚度 和 质 量对 提 高发 动 机 的动 力 性 和 可 靠性 至 关 重要 , 为满 足发 动
机 大功 率 、 量化 的设 计要 求 , 中一 个关键 是连 杆材 料要 有优 越 的综合 性 能。本 为介 绍 了现 阶段 轻 其
5 结束 语
本 文通 过对 连 杆新 材 料 介 绍 , 了解 连 杆 的进步 与发 展 。对 比 国外 连 杆材 料 研 究 和应 用 的情 况 , 我 国在 钛 合 金和 粉末 冶 金材 料 方 面 与 国外 相差 甚 远 .
用 . 用 发 动机 .0 52: 9 车 2 0 () — 6
二 种 工艺 设计 是 在 内 圆粗 加工 后 ,进 行 扩 口加工 。 其 优点 是 能很 好 解 决第 一 种工 艺 设定 的缺 陷 , 同 但 时 由于该 状 态下 活 塞环 还 处 于粗 加 工状 态 . 尺 寸 各
设 备 和 加 工 材 料 等 的 不 同 而设 定 的 后加 工余 量 不
克 莱 斯 勒 公 司 与杜 邦 公 司 合 作 开 发 的纤 维 增 强 铝 锂 合金 基 复 合铸 造 汽 车连 杆 , 量 轻 、 度好 、 质 强
同等 [1 5 。英 国 、 士 、 国合 作开 发 的粉末合 金 连杆 瑞 德
已通 过 拉压 疲 劳性 能 台架试 验 ,其 主要 成分 为 F 一 e 1 C 一 .C P rce 2 . r05 。 osh 9 8发动 机采用 了德 国研 发 的粉 5
先进 连杆 材料 的研 究现 状 。
[ 键词 ] 关 连杆 材料 非调 制 钢 钛 合金 复合 材料 粉 末 金 台
K e r s C n e t gr d mae il No - d lt n se l i n u al y y wO d : 0 n c i o tr n mo u ai te T t i m l Me a t x c mp st s n a o a o tl ma r o o i i e
C 0 6 Y等 。由于省略了锻后 的热 处理 , 7S B 非调制钢不
0 5 一. . C 01 5 S的合 金粉末 生 产汽 车发 动机 连杆 ,并 由
实验 得 出粉末 烧结 锻造 连杆 与锻 钢连 杆 的疲 劳性 能
仅 节省能源 , 而且减少 了生产工序 , 从而降低 了成本 。
2 金ห้องสมุดไป่ตู้ 基 复 合材 料
Po e t lu g wd rmea l r y
O 引 言
由 于 日益严 格 的 排放 法 规 要 求 和燃 油 耗 法 规 定 , 排 量 化 的 高 功 率 、 转 矩 是 发 动 机 技 术 发 展 小 高 的 趋 势 之 一 , 发 动 机 缸 内 最 大 爆 发 压 力 高 达 2 MP 。 0 a 不断 强化 的发 动机 设计 目标 , 得人 们更 加 使
径 向尺 寸 。 当产 品设 计 确 定下 来 后 ,即 f l和 E确 定 下来
种方 式 。第 一种 为 在成 品状 态时进 行扩 口验 证 。这
种 工艺 设 定 的优 点 就 是 能 充 分模 拟用 户装 配 时 的
后 , 口工 序 尺寸 大 小 的设 定 主要 与该 工序 所 处状 扩
等, 即按 照扩 口应力 计算 。
f= 11 1 )l 2 (.- . f 2
L= 』 1

E × 1 1
+ L
3 扩 口工序 位 置 的选 择
扩 口工 序在 工 艺 流程 安 排 上一 般 通 用 的有 2
其中d 1为 扩 口时 的 活 塞环 直径 :l为 扩 口时 a
[】 树 森 . 3吴 日本 金 属 基 复 合 材 料 的研 究 与应 用 . 器 材 料 科 学 兵 与 工程 ,9 9 3 :6 6 19 ( )5 — 0
[ 李 鹏 . 汽 车 发 动机 连 杆 材 料 最 新 应用 . 车 工 艺 与材 料, 4 】 国外 汽 2 1() 2 4 0 01: - 5 4
不 断地探 讨 和革新 。
1 非 调 制 钢
非调制钢 可分为两 类 :一种 是微合金 非调制 钢 . 如 我 国 的 3 Mn ( 4 Mn ) 德 国 的 3 Mn 4 8 V 或 0 V、 6 VS 、
对钛合金连杆 的研究 还没有 显著成 果。钛合金 的成j 比较高 , 目前只应用在一些高性能赛 车上 。
徐燕茹
苏 铁 熊 龚 玉 霞
李 慧 : 动 机 连 杆 材 料 的 研究 现状 发
3 1
发 动机连杆材料 的研 究现 状
Re e r h sa u fM a e il n e tn d sa c t t so trasi Co n ci g Ro n
徐 燕茹
苏铁熊
龚玉霞
膨 胀 系数 小 , 提 高 发 动机 效率 和燃 料 经 济 性非 常 对
有利 , 其试 验循 环 次数 超过 千万 次Ⅲ 。日本 日产 公 司
末 冶 金 连 杆 ,其 成 分 为 F —03 — .5c f.— .) e f.5 04 ) —03 04 M 一01 02 )r (.— .) i n (.— .5C 一O2 03N 。福特 、 田 、 Z A、 丰 MA D 通用 等汽 车公 司粉 末冶 金锻 造连杆 全球 的产 量 已逾
( 上接 第 2 6页) 在 工序 过 程 中确 定扩 口工 序应 力 时 . 基 本原 其 则是 在安 装应 力 的基础 上增 加一 定 的安全 系数 。该
安 全 系数 根 据 用 户 的装 配 方 式 不 同 为 11 1 .— . 2不

2× )
我 们 不 难 推 导 出 在 扩 口工 序 尺 寸 设 定 时按 照 如下 公式 进行 计算 :
[] 正 . 车发 动机 连 杆 材 料 的现 状 及 发 展 趋 势 . 车 工 艺 与 5曹 汽 汽 材 料.0 71: 1 2 0 () — 0 7 【】 乾 . 动 机 连杆 新 材 料 的发 展 与 研 究 . 程 材 料 应 用 . 1 6王 发 工 2 0 0
在 非 调制 钢 方 面 , 国引 进 合 资 技术 . 步 比较 突 我 进
杆有 技术 经济 性 的优点 ,与 锻钢相 比有 较好 的机 械
内 燃 机 与 配 件
21 0 1年第 8期
性能 和重 量精度 。
车,0 212 — 9 2 0 () 8 2 : 【】 永 祥 , 晓 勤. 属 基 复 合 材 料 机 器 在 发 动 机 制 造 中 的 应 2李 毕 金
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