四缸直列柴油發(fā)動機的平衡軸設(shè)計.pdf

1、為了滿足現(xiàn)代社會對乘用車輛噪聲和振動的更高要求，人們想了很多的辦法來使發(fā)動機運行更平穩(wěn)，也使得車輛的行駛更舒適。平衡軸技術(shù)（The balancer shaft，簡稱BS）作為其中很重要的一項技術(shù)從2002年開始在國外的高檔車型上已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。本文利用本人所在的公司發(fā)起的一個研究項目，希望通過對一個已有的無平衡軸四缸直列柴油機添加平衡軸系統(tǒng)的設(shè)計總結(jié)出一個常用平衡軸的設(shè)計方法。而且本文還針對直列四缸發(fā)動機慣性力系中未平衡的二次往復(fù)

2、慣性力,進行了多種平衡方案的對比并且進行了擴展性的分析,并通過對初步設(shè)計的平衡軸系統(tǒng)進行強度、振動和噪聲進行分析，驗證了次平衡軸系統(tǒng)的可行性。為降低該型號四缸直列柴油發(fā)動機的振動和噪聲奠定了基礎(chǔ),對該類發(fā)動機平衡方案的優(yōu)選具有參考意義。
　　只有先發(fā)現(xiàn)問題才能談解決問題，因此本文開始會對直列四缸發(fā)動機的二階往復(fù)慣性力的形成原因進行分析，找出導(dǎo)致發(fā)動機振動的主要原因，并且對于活塞偏心和活塞不偏心的兩種發(fā)動機的二階往復(fù)慣性力進行了比較

3、，為以后設(shè)計類似發(fā)動機的平衡軸系統(tǒng)做準(zhǔn)備。接下來的第二步是設(shè)計出一個能滿足平衡此二階往復(fù)慣性力的平衡軸系統(tǒng)雛形，以此作為此項目設(shè)計工作的基礎(chǔ)。然后本文會針對此款四缸直列發(fā)動機的缸體和驅(qū)動系統(tǒng)的特點來選取此平衡軸系統(tǒng)的安裝方式和驅(qū)動方式，由于原發(fā)動機并沒有平衡軸系統(tǒng)也沒有預(yù)留出平衡軸系統(tǒng)的驅(qū)動空間，因此在盡可能不進行大的部件修改的前提下布置平衡軸的驅(qū)動系統(tǒng)有一定的難度。在比較了幾種驅(qū)動方式后，優(yōu)選了一種相對適合此發(fā)動機的驅(qū)動方式。同時在加

4、裝了平衡軸系統(tǒng)后，由于平衡軸的轉(zhuǎn)速是發(fā)動機曲軸轉(zhuǎn)速的兩倍，因此需要足夠的潤滑才能保證平衡軸的使用壽命以及噪音控制，所以對原發(fā)動機的油路系統(tǒng)也做出了相應(yīng)的改變。本文的最后，在完成了驅(qū)動和油路已經(jīng)安裝方式的設(shè)計后，出于減輕發(fā)動機重量的考量，對平衡軸系統(tǒng)進行了質(zhì)量優(yōu)化，并對優(yōu)化過后的平衡軸進行了強度、振動的CAE（Computer Analyse Engineering）分析，從而驗證了此平衡軸系統(tǒng)的可行性。由于平衡軸系統(tǒng)是用來平衡整個發(fā)動機