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发动机振动原理
发动机平衡技术
平衡轴分类
平衡轴作用
发动机振动原理
在了解什么是平衡轴之前需要先知道什么是发动机振动原理。当发动机处于工作状态时,活塞的运动是非常快的且速度不均匀。当活塞位于上下两个止点时,其速度是零,但是在上下止点位置的时候速度达到了最高,由于活塞在气缸内饰做高速的直线运动还是循环往复的,所以在活塞、活塞梢以及连杆上必然会产生较大的惯性力,虽然炼钢上的配重可以有效的平衡这些惯性力,但是却只有一部分运动质量参与直线运动,另一部分参与了旋转。所以除了活塞位于上下止点的位置时,其他惯性力是没有办法完全达到平衡状态的,这也就是发动机的振动。
每当活塞上下运动一次,发动机会产生一上一下两次振动,其中振动的频率个发动机的转速有关相同的被叫做一阶振动,频率是发动机转速两倍的叫做二阶振动,以此类推,还有三阶振动以及四阶振动。且振动的频率越高振幅越小,一阶振动站整个振动的70%以上,是振动的主要来源,而二阶振动以上可以忽略不计。
发动机平衡技术
在发动机上增加发动机就是为了消除发动机的振动的方法之一初次之外还有采用轻量化的活塞减少运动件的质量、提高曲轴的刚度以及采用60度夹角的“V”行布局发动机等。
简单的来说平衡轴就是一个装有偏心重块的并伴随曲轴一块旋转的轴,是利用偏心重块所产生的反响振动力,使发动机获得良好的平衡效果,用来降低发动机振动。
平衡轴分类
平衡轴可分为单平衡轴和双平衡轴两种。
单平衡轴就是采用单一平衡轴,利用齿轮传动方式进行工作,通过曲轴旋转带动固连的平衡轴驱动齿轮、平衡轴从动齿轮以及平衡轴。
单平衡轴可以使发动机的振动得到明显改善,能平衡占整个振动比例相当大的一阶振动。单平衡轴的结构简单,占用空间小,所以在单缸和小排量发动机中应用较为广泛。
双平衡轴采用的是链传动方式带动两根平衡轴转动,其中一根平衡轴与发动机的转速相同,可以消除发动机的一阶振动;另一根平衡轴的转速是发动机转速的2倍,可以消除发动机的二阶振动,可以达到更加理想的减震效果。
双平衡轴的结构要复杂一些而且成本也较高,占用发动机的空间又相对较大大,因此一般在大排量汽车上较为常用。
还有一种双平衡轴布置方式,就是两个平衡轴与气缸中心线成角度对称布置,旋转方向相反,转速与曲轴转速相同,用以平衡发动机的一阶往复惯性力。
平衡轴作用
平衡轴的作用是用来平衡和减少发动机的振动的,这样可以实现降低发动机噪音、延长使用寿命、提升驾乘者舒适性的目的。不过,并不是所有发动机都需要平衡轴,像“V”型和水平对置发动机,这些振动平衡性已经很好的引擎就没有必要设计平衡轴;另外还要看厂家对不同品牌及车型的具体情况,某些理论上需要平衡轴的发动机同样见不到他的身影。