コネクティングロッドは、ピストンをクランクシャフトに接続するピストンエンジンの一部です。コネクティングロッドは、クランクとともに、ピストンの往復運動をクランクシャフトの回転に変換します。
コネクティングロッドは、ピストンからの圧縮力と引張力を伝達するために必要です。最も一般的な形式では、内燃機関では、ピストン端での回転とシャフト端での回転が可能です。
コネクティングロッドの前身は、水車の回転運動を往復運動に変換するために水車小屋が使用する機械的リンケージです。コネクティングロッドの最も一般的な使用法は、内燃機関または蒸気機関です。
コネクティングロッドの部品は次のとおりです。
コネクティングロッドは、ピストンの直線的な上下運動をクランクシャフトの円運動に変換するため、張力、圧縮、曲げ、および座屈の影響を受けます。
コネクティングロッドは、ピストンとクランクシャフトの間にリンクを作成し、電力を伝達します。ピストンの直線的な上下運動をクランクシャフトの円運動に変換するため、張力、圧縮、曲げ、および座屈の影響を受けます。
コネクティングロッドは、すべり軸受でクランクシャフトのクランクピンに取り付けられています。コネクティングロッドのベアリングキャップは、大きい方の端にボルトで固定されています。ほとんどの場合、コネクティングロッドは中空であるか、ガジオンピンに潤滑剤を供給するための内部キャストオイルダクトを備えています。
最小の重量と高強度を得るために、コネクティングロッドは次の材料で作られています。
大量生産されたコネクティングロッドは、鍛造、鋳造、または焼結されています。鍛造コネクティングロッドは、焼結コネクティングロッドよりも優れた強度対重量比と低コストを示します。ただし、金型の製造には比較的費用がかかります。
さまざまなタイプのエンジンで使用されるコネクティングロッドのタイプは次のとおりです。
プレーンタイプのコネクティングロッドは、インラインエンジンと対向エンジンで使用されます。コネクティングロッドの大きい方の端はクランクピンに取り付けられ、ベアリングキャップが取り付けられています。
ベアリングキャップは、コネクティングロッドの端にボルトまたはスタッドで取り付けられています。コネクティングロッドは、適切なフィットとバランスを維持するために、同じシリンダー内で同じ相対位置で交換する必要があります。
これらのタイプのコネクティングロッドは、VツインモーターサイクルエンジンとV12航空機エンジンで使用されます。エンジンシリンダーの各ペアでは、「フォーク」ロッドは大きな端で2つの部分に分割され、「ブレード」ロッドはフォークのこのギャップに合うように反対側のシリンダーから先細になっています。
このシステムは、シリンダーペアがクランクシャフトとバランスをとっているときに発生するロッキングカップルを排除します。
ビッグエンドベアリングタイプの配置では、フォークロッドには、中央のギャップを含むロッドの幅全体に広がる単一のワイドベアリングスリーブがあります。
ブレードロッドは、クランクピンではなく、このスリーブのすぐ外側を通ります。これにより、2つのロッドが前後に移動し、ベアリングにかかる力と表面速度が低下します。ただし、ベアリングの速度も連続的に回転するのではなく往復運動するため、潤滑の大きな問題になります。
星型エンジンは通常、マスターとスレーブのコネクティングロッドを使用します。このシステムでは、1つのピストンはクランクシャフトに直接取り付けられたマスターロッドで構成されています。他のピストンは、コネクティングロッドをマスターロッドのエッジを囲むリングに接続します。
マスタースレーブロッドの欠点は、スレーブピストンのストロークがマスターピストンのストロークよりもわずかに大きいことです。これにより、V型エンジンの振動が増加します。
ビレットコネクティングロッドは、スチールまたはアルミニウムで設計されています。他のタイプのコネクティングロッドと比較して、それらはより軽く、より強く、そして寿命が長くなっています。
高速車両で一般的に使用されています。応力集中を減らし、ビレット材料の自然な粒子を容易にするように設計されている場合があります。
これらのタイプのコネクティングロッドは、ストックエンジンの負荷を処理できるため、メーカーによって好まれ、設計されています。
キャストロッドは製造に低コストが必要であり、高馬力の用途には使用できません。キャストロッドの中央には、鍛造タイプとは一線を画す継ぎ目があります。
一部のコネクティングロッドは鍛造で製造されています。これらのタイプのコネクティングロッドは、材料の粒子を端の形状に押し付けることによって作られています。必要な特性に応じて、材料は合金鋼またはアルミニウムになります。
一般的に使用される鋼合金は、クロム合金とニッケル合金です。最終製品はもろくなるようには設計されていません。したがって、ニッケルまたはクロム合金はコネクティングロッドの強度を高めます。
コネクティングロッドも、メーカーに適したパワーメタルで設計されています。それは型に押し込まれ、高温に加熱される金属粉末混合物で準備されます。この混合物は固体の形になります。
軽い機械加工が必要な場合もありますが、基本的には完成品の型から出てきます。粉末金属のコンロッドは鋼よりも安価で、鋳造ロッドよりも強度があります。
クランクシャフトが回転するたびに、コネクティングロッドは大きな繰り返し力を受けることがよくあります。ピストンとクランクピンの間の角度によるせん断力、ピストンが下向きに動くときの圧縮力、ピストンが上向きに動くときの引張力です。これらの力は、エンジン速度（RPM）の2乗に比例します。
しばしば「ロッドを投げる」と呼ばれるコネクティングロッドの故障は、自動車の壊滅的なエンジン故障の最も一般的な原因の1つであり、壊れたロッドをクランクケースの側面に通し、エンジンを修復不能にすることがよくあります。
コネクティングロッドの故障の一般的な原因は、高速エンジン速度による引張り故障、ピストンがバルブに当たったときの衝撃力（バルブトレインの問題による）、通常は潤滑の問題によるロッドベアリングの故障、またはコネクティングロッドの誤った取り付けです。