三缸机平衡性分析与力学计算

《三缸机平衡性分析与力学计算》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、AutoEngineer2010(6)FOCUS技术聚焦技术看点三缸机平衡性分析与力学计算高进（天津一汽夏利汽车股份有限公司内燃机制造分公司）摘要：三缸汽油机的结构特点使其惯性力和力矩相对四缸机更需要特别关注，否则，惯性力导致的振动将极大影响整机的平稳性和舒适性。文章通过对三缸汽油机的运动学—动力学和平衡进行分析和计算，表明采用单平衡轴与曲轴过量平衡法，使其旋转惯性力和一阶往复惯性力得到最大程度的平衡，减少了振动，提高了可靠性与舒适度；同时通过当量质量的计算为曲轴的动平衡加工提供基础数据。关键词：汽油机；平衡；惯性力；当量质量Analysi

2、sonThree-cylinderEngineBalanceandDynamicCalculationAbstract:Comparedwiththefourcylindergasolineengineandbecauseofthestructuralcharacteristicsofthreecylindergasolineengine,moreattentionshouldbegiventotheinertialforceandmomentofforce,otherwiseinertialforcewillnegativelyaffec

3、tthestabilityandconformabilityofengine.Byanalyzingandcalculatingthekinematics,dynamicanditsbalanceofthethree-cylindergasolineengine,thispaperindicatesthattherotatoryinertiaandthefirstorderreciprocatinginertiaforcecanbebalancedtothemaximumbyadoptingsinglebalancingshaftandba

4、lancemethodofcrankshaftexcess,whichwillreducevibrationandenhancethereliabilityandcomfortability.Atthesametime,thecalculationofequivalentweightprovidesusthebasicdatafordynamicbalancingprocessingofcrankshaft.Keywords:Gasolineengine;Balance;Inertiaforce;Equivalentweight随着经济型轿

5、车成为中国乘用车市场的主力军，惯性力与力矩可通过配重来消除，往复惯性力矩则需小排量汽车的应用越来越广泛，同时对它的性能要求采用平衡轴来平衡。也越来越高。三缸汽油机作为其中的一款小型机，具某型号三缸机的发动机运动件参数：有升功率高和结果紧凑等优势，但先天具有的平衡性1）m1（连杆小头质量）：m1=101g；问题，可能会对整机的振动甚至整车的舒适性带来不2）m2（连杆大头组件质量）：m2=342g；利的影响。因此，在三缸机的设计中优化了运动件的3）m3（活塞及环质量）：m3=228g；布置，也通过曲轴的配重及平衡轴的运用，使整机的4）m4（活塞

6、销质量）：m4=67g；不平衡性得到最大程度的消除。文章对某型号三缸汽5）a（缸心距）：a=85mm；油机进行了优化和动力学分析，为生产线的动平衡设6）r（曲柄半径）：r=36.5mm；备的当量环质量及动平衡基准提供参数依据。7）piⅠ（1次往复惯性力），N；1基本参数8）piⅡ（2次往复惯性力），N；发动机的活塞在气缸中作往复直线运动，通过连9）mj（往复惯性质量），g；杆和曲轴等机构将此运动转变为旋转运动。这样就产10）mr（旋转惯性质量），g；生了往复惯性力与旋转惯性力。3个缸的力又能产生11）ω（发动机角速度），rad/s；相应的力

7、矩，这就是工作振动产生的主要起因。旋转12）α（曲柄转角），º；-48-AutoEngineer第6期FOCUS技术聚焦Feature13）λ（曲柄半径与连杆中心距比值）。3往复惯性力的平衡2动力学分析1）要平衡往复惯性力，需要运用对称布置双平发动机的曲柄连杆机构可以看成是一部分（曲轴）衡轴机构。2个平衡轴平行于曲轴且对称于气缸中心的旋转运动和另一部分（活塞）的往复运动，所以，线，2个轴的旋转方向互反而角速度都等于曲轴角速分析发动机的平衡性就归结为分析其往复惯性力和旋度，每根平衡轴产生反向1/2Lj1的平衡力矩，2个平转惯性力，通过向一点简

8、化的图解法来求其主向量和衡轴产生的合力矩刚好等于往复惯性力主矩，这样主力矩。就达到了平衡。为了简化结构，本机使用单平衡轴往复质量是位于活塞销中心而沿气缸中心线作往机构，将曲轴视为