《内燃机的平衡》ppt课件

《《内燃机的平衡》ppt课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三章内燃机的平衡第一节平衡的基本概念第二节旋转惯性力的平衡第三节往复质量的平衡8/5/20211内燃机设计第一节平衡的基本概念为使内燃机曲轴旋转时运转平稳，不引起支承的振动，不但要求其静平衡，而且还要求动平衡。静平衡：质量系统旋转时产生的各离心力的合力等于零，也就是系统的质心位于旋转轴线上，没有偏心。动平衡：质量系统旋转时产生的各离心力的合力和对任意点的合力矩均等于零。首先在设计时要保证曲轴的动平衡，然后在制造时保证动平衡偏差在许可范围内。8/5/20212内燃机设计第二节旋转惯性力的平衡曲轴系统的动平衡主要靠合理布置平衡块的办法来实现。但平衡块的设计必须考虑以下

2、各因素：A.曲轴动平衡B.曲轴主轴承负荷C.曲轴弯曲负荷D.曲轴箱弯曲负荷E.曲轴整体质量（提高扭振固有频率）8/5/20213内燃机设计1、对于单拐曲轴的平衡块的布置：当每个平衡块的质径积或静矩mprp满足下列条件，单拐曲轴可以达到动平衡：式中，mp为每个平衡块的质量；rp为平衡块质心的旋转半径。FrmrrFrmrrmpFpmpFprp8/5/20214内燃机设计2、二拐曲轴的平衡块的布置对于二拐曲轴，常用的曲拐夹角为180度，显然此种曲轴是静平衡的，但不动平衡。即：二拐曲轴可以像单拐曲轴那样在每一个曲柄上都加一个平衡块来平衡，也可以用两块平衡块进行整体平衡，只要

3、满足：就可以了。a8/5/20215内燃机设计二拐曲轴的平衡块的布置8/5/20216内燃机设计３.四拐平面曲轴离心力分析离心惯性力的合力为零，离心惯性力矩也是零曲轴本身承受有最大达负荷的内弯矩，而且中间主轴承承受较大的离心常见的有如图所示的四块平衡重方案，以减轻内弯矩和轴承负荷FrFrFrFr8/5/20217内燃机设计3、四拐(平面)曲轴的平衡块的布置对于四拐曲轴，它是二拐曲轴的对称延伸。此种曲轴从整体上来看是既静平衡又动平衡（无平衡块时）。但考虑到曲轴内部的弯曲负荷及主轴承负荷，经常加4个平衡块，也有加8个平衡块实现“完全”平衡的。8/5/20218内燃机设计

4、４.三拐曲轴（1－3－2，四冲程或二冲程)①作曲柄侧视图及轴侧图②图解法对三个缸作离心力的矢量图是静平衡8/5/20219内燃机设计对O点（最后一拐中心）取矩，作力矩矢量图整体平衡方法8/5/202110内燃机设计4、三拐曲轴的平衡块的布置对于三拐曲轴，要求曲拐夹角为120度。它有不平衡的离心力矩Mr(1.732amrrω2），作用在与第一拐成300的平面内。实际内燃机中，有用6个平衡块“完全平衡”的，也有采用“整体平衡”方案的。各种方案都能达到整体动平衡的目的，但各种方案所用平衡块的总质量不一样，曲轴内部负荷及主轴承负荷也不一样。实际上，用两平衡块的方案有困难。8

5、/5/202111内燃机设计三拐曲轴的平衡块的布置平衡块布置方案平衡块总质量旋转质量引起的主轴承负荷①第1、4主轴承第2、3主轴承无平衡块00.5Fr0.5Fr6平衡块3mr002平衡块1.386mr0.265Fr0.361Fr4平衡块1.732mr0.25Fr0.25Fr①按每拐截断简支梁计算。8/5/202112内燃机设计５.四拐空间曲轴四拐空间（二冲程发动机）曲轴离心力分析空间曲轴的离心力自然平衡，有不平衡的离心力矩8/5/202113内燃机设计5、四拐且曲拐夹角为90度的曲轴四拐且曲拐夹角为90度的曲轴（二冲程四缸内燃机和四冲程V形八缸内燃机），存在有不平衡

6、的离心力矩Mr（3.162amrrω2）,作用在与第一拐成18026’的平面内。理论上可用8个、2个或4个平衡块进行平衡，但实际上常用大小不同的6个平衡块进行平衡。其平衡条件为：式中，Mpi和Mri分别为各平衡块和曲拐离心力对中央主轴承O点的力矩。8/5/202114内燃机设计8/5/202115内燃机设计６.五缸机（曲轴）旋转惯性力分析（1-2-4-5-3）四冲程5曲拐布置图四冲程5曲拐轴测图8/5/202116内燃机设计12435四冲程五缸机旋转惯性力分析—图解法曲柄侧视图四冲程5拐曲轴旋转惯性力多边形8/5/202117内燃机设计四冲程五缸机旋转惯性力矩分析四

7、冲程5拐曲轴旋转惯性力矩多边形8/5/202118内燃机设计利用矢量投影求和的代数方法，求离心力矩的大小和方向假设缸心距为a，对第五缸中心取矩各矢量在x轴的投影和为各矢量在y轴的投影和为8/5/202119内燃机设计合力矩为合力矩的方向与y轴的夹角为平衡块质径积为8/5/202120内燃机设计７、四冲程直列六缸曲轴的平衡块的布置四冲程直列六缸内燃机的曲拐夹角为120度，其曲轴旋转质量系统不加平衡块也是完全平衡的。但为了减轻主轴承离心负荷和曲轴的内弯矩，经常加有平衡块。几个布置方案实例如图9－15所示，其各自产生的效果对比如表9－3所列。8/5/202121内燃机