連桿作為汽車發動機關鍵的部件之一，在發動機運行過程中需要承受活塞載荷的快速變化和慣性力，使得連桿的工作環境變得特別復雜。隨著中國制造業近30年的快速發展，目前連桿已經實現了國產化生產。本文將介紹發動機連桿的技術演變過程，并對連桿的發展趨勢進行分析。

  連桿式結構的演變過程

  平切連桿

  平切連桿是連桿早的制造形式。連桿的桿與蓋的連接面為切口精加工，定位方式包括銷釘定位、套筒定位、齒形定位和凸肩定位。連桿的桿與蓋的連接面需要多次加工，連桿的螺栓過孔和螺紋需要單獨加工。這種連桿的加工過程很多，桿與蓋的連接面有配合精度和加工精度誤差，連桿的二次連接復圓度差。

  脹斷連桿

  連桿斷裂技術，又稱連桿斷裂技術，是20世紀90年代汽車工業發達國家發展成熟的一種連桿制造新技術，是傳統連桿加工技術的重大變革，成為國家發動機連桿制造業發展水平的重要標志。21世紀初，中國將連桿斷裂技術引入中國，并進行相應的技術研發和批量生產。連桿斷裂是一種斷裂加工工藝，其加工工藝可減少35%以上，生產效率高。由于斷裂后蓋和桿的原始配置，桿和蓋之間的無縫連接大大提高了其二次組合的精度。

  連桿材料的演變過程

  調質鋼材料

  大多數調質鋼材料是45、42CrMo、40Cr、35CrMo等常規材料具有價格低廉、材料應用廣泛的優點。缺點是連桿毛坯鍛造后需要熱處理，污染環境，生產過程成本高。由于其材料特性的影響，調質鋼只適用于平切連桿，因此目前應用越來越少。

  非調質鋼材料

  非調質鋼材料是在中碳鋼的基礎上加入釩、鈦、釩、硫等微量合金元素。碳氮化合物出現在基本元素中，通過調節軋制和鍛造過程中的冷卻速度來加強材料。目前，大多數連桿材料是35MnV、C70S6、36MnVS4、46MnVS5等特殊材料的優點是減少了毛坯鍛造后的熱處理，沒有環境污染，降低了生產過程的成本;缺點是價格偏高，只能應用于特定行業。

  35MnV材料在調質鋼的基礎上進行了改進，其沖擊韌性較大，不適用于膨脹斷裂材料。C70S6材料是膨脹斷裂連桿的初步研究結果，具有良好的膨脹斷裂性能、一般的機械性能和抗拉強度≥屈服強度900MPa≥550MPa。在C70S6材料的基礎上，36MnVS4材料提高了性能，其抗拉強度≥屈服強度為1000MPa≥750MPa，但由于碳含量低，其膨脹性能較差。在36MnVS4的基礎上，46MnVS5提高了膨脹性能，同樣具有抗拉強度。≥屈服強度為1000MPa≥目前，750MPa是新的膨脹斷連桿材料。

  粉末冶金材料

  汽車發動機連桿材料的構成基本上可以分為粉末冶金和鍛鋼兩種。粉末冶金材料在北美汽車發動機制造中應用非常普遍。目前，鍛鋼材料主要用于中國，不同的材料在其屬性上各有優勢。然而，兩種材料在制造成本比例上有很大的不同。對于毛坯制造，鍛鋼約35%，冶金粉約60%。但在機械加工方面，鍛鋼約48%，冶金粉約40%。綜合計算成本，目前行業大多采用鍛鋼材料，粉末冶金材料也有待研究。

  鈦合金材料

  與鍛鋼連桿相比，鈦合金連桿的重量明顯減小，因此在發動機活塞運動階段，連桿往復的慣性力會大大降低。企業在測試不同屬性的發動機轉速時，會觀察曲軸上連桿的小油膜厚度。根據測量結果，可以發現鈦合金連桿和鋼連桿在油膜厚度基本相同的情況下，鈦合金連桿顯然比鍛鋼連桿發動機轉速高很多，因此發動機的整體傳輸頻率也會增加。實踐研究表明，鈦合金連桿還可以控制發動機運行過程中的噪音，但這是一個常見的問題。

  發動機連桿的發展趨勢

  目前汽車發動機連桿材料的主要發展趨勢是采用輕質金屬基復合材料。與其他連桿材料相比，金屬基復合材料在強度和質量上具有很大的優勢。現階段應重點解決金屬基復合材料連桿制造工藝的具體成本問題。

  連桿結構的性能主要是采用低摩擦的加工技術，如連桿大小頭孔的高硬度，采用滾動軸承代替現有襯套瓦的滑動軸承。連桿孔加工成腰鼓形式，低負荷時線接觸，高負荷時面接觸，降低運行過程中的摩擦力。