连杆作为汽车发动机关键的部件之一，在发动机运行过程中需要承受活塞载荷的快速变化和惯性力，使得连杆的工作环境变得特别复杂。随着中国制造业近30年的快速发展，目前连杆已经实现了国产化生产。本文将介绍发动机连杆的技术演变过程，并对连杆的发展趋势进行分析。

  连杆式结构的演变过程

  平切连杆

  平切连杆是连杆早的制造形式。连杆的杆与盖的连接面为切口精加工，定位方式包括销钉定位、套筒定位、齿形定位和凸肩定位。连杆的杆与盖的连接面需要多次加工，连杆的螺栓过孔和螺纹需要单独加工。这种连杆的加工过程很多，杆与盖的连接面有配合精度和加工精度误差，连杆的二次连接复圆度差。

  胀断连杆

  连杆断裂技术，又称连杆断裂技术，是20世纪90年代汽车工业发达国家发展成熟的一种连杆制造新技术，是传统连杆加工技术的重大变革，成为国家发动机连杆制造业发展水平的重要标志。21世纪初，中国将连杆断裂技术引入中国，并进行相应的技术研发和批量生产。连杆断裂是一种断裂加工工艺，其加工工艺可减少35%以上，生产效率高。由于断裂后盖和杆的原始配置，杆和盖之间的无缝连接大大提高了其二次组合的精度。

  连杆材料的演变过程

  调质钢材料

  大多数调质钢材料是45、42CrMo、40Cr、35CrMo等常规材料具有价格低廉、材料应用广泛的优点。缺点是连杆毛坯锻造后需要热处理，污染环境，生产过程成本高。由于其材料特性的影响，调质钢只适用于平切连杆，因此目前应用越来越少。

  非调质钢材料

  非调质钢材料是在中碳钢的基础上加入钒、钛、钒、硫等微量合金元素。碳氮化合物出现在基本元素中，通过调节轧制和锻造过程中的冷却速度来加强材料。目前，大多数连杆材料是35MnV、C70S6、36MnVS4、46MnVS5等特殊材料的优点是减少了毛坯锻造后的热处理，没有环境污染，降低了生产过程的成本;缺点是价格偏高，只能应用于特定行业。

  35MnV材料在调质钢的基础上进行了改进，其冲击韧性较大，不适用于膨胀断裂材料。C70S6材料是膨胀断裂连杆的初步研究结果，具有良好的膨胀断裂性能、一般的机械性能和抗拉强度≥屈服强度900MPa≥550MPa。在C70S6材料的基础上，36MnVS4材料提高了性能，其抗拉强度≥屈服强度为1000MPa≥750MPa，但由于碳含量低，其膨胀性能较差。在36MnVS4的基础上，46MnVS5提高了膨胀性能，同样具有抗拉强度。≥屈服强度为1000MPa≥目前，750MPa是新的膨胀断连杆材料。

  粉末冶金材料

  汽车发动机连杆材料的构成基本上可以分为粉末冶金和锻钢两种。粉末冶金材料在北美汽车发动机制造中应用非常普遍。目前，锻钢材料主要用于中国，不同的材料在其属性上各有优势。然而，两种材料在制造成本比例上有很大的不同。对于毛坯制造，锻钢约35%，冶金粉约60%。但在机械加工方面，锻钢约48%，冶金粉约40%。综合计算成本，目前行业大多采用锻钢材料，粉末冶金材料也有待研究。

  钛合金材料

  与锻钢连杆相比，钛合金连杆的重量明显减小，因此在发动机活塞运动阶段，连杆往复的惯性力会大大降低。企业在测试不同属性的发动机转速时，会观察曲轴上连杆的小油膜厚度。根据测量结果，可以发现钛合金连杆和钢连杆在油膜厚度基本相同的情况下，钛合金连杆显然比锻钢连杆发动机转速高很多，因此发动机的整体传输频率也会增加。实践研究表明，钛合金连杆还可以控制发动机运行过程中的噪音，但这是一个常见的问题。

  发动机连杆的发展趋势

  目前汽车发动机连杆材料的主要发展趋势是采用轻质金属基复合材料。与其他连杆材料相比，金属基复合材料在强度和质量上具有很大的优势。现阶段应重点解决金属基复合材料连杆制造工艺的具体成本问题。

  连杆结构的性能主要是采用低摩擦的加工技术，如连杆大小头孔的高硬度，采用滚动轴承代替现有衬套瓦的滑动轴承。连杆孔加工成腰鼓形式，低负荷时线接触，高负荷时面接触，降低运行过程中的摩擦力。