山东理工大学：《内燃机设计》课程教学资源（课件讲稿）第五章 内燃机的平衡（5.1-5.4）

第五章内燃机的平衡 第一节单缸内燃机的平衡 第二节单列式多缸内燃机的平衡 第三节单列式多缸内燃机平衡分析的复数解析法与图解法 第四节V型两缸机的平衡分析 第五节V型多缸机的平衡分析 第六节内燃机的内部平衡 第七节内燃机的理论平衡与实际平衡

第五章 内燃机的平衡 第一节￾￾单缸内燃机的平衡 第二节￾￾单列式多缸内燃机的平衡 第三节￾￾单列式多缸内燃机平衡分析的复数解析法与图解法 第四节￾￾￾V型两缸机的平衡分析 第五节￾￾￾V型多缸机的平衡分析 第六节￾￾￾内燃机的内部平衡 第七节￾￾￾内燃机的理论平衡与实际平衡￾￾￾￾￾

内燃机运转不平衡的原因及危害： 内燃机运转时产生往复惯性力，旋转惯性力及反扭矩等， 这些力和力矩在内燃机的每一个运转周期中其大小，方 向都在变化，并通过曲轴轴承和机体传给支架，使之产 生振动。这些力和力矩就是造成内燃机运转不平衡的 原因并造成以下影响： 1)影响车辆的平顺性和舒适性 2)驾驶员疲劳 3)影响战斗车辆的瞄准精度和射击精度 4)引起连接件的松动而导致可靠性、寿命、安全性能 的下降 5)噪音

￾￾￾￾内燃机运转时产生往复惯性力,旋转惯性力及反扭矩等, 这些力和力矩在内燃机的每一个运转周期中其大小,方 向都在变化,并通过曲轴轴承和机体传给支架,使之产 生振动。这些力和力矩就是造成内燃机运转不平衡的 原因并造成以下影响: ￾￾￾￾1)影响车辆的平顺性和舒适性 ￾￾￾￾2)驾驶员疲劳 ￾￾￾￾3)影响战斗车辆的瞄准精度和射击精度 ￾￾￾￾4)引起连接件的松动而导致可靠性、寿命、安全性能 的下降 ￾￾￾￾5)噪音 内燃机运转不平衡的原因及危害：

内燃机平衡的定义 ·内燃机的平衡指内燃机在稳定工况运转时，传给支 架的力和力矩其大小和方向都不随时间而变化。 这包括两方面的内容： ·1)输出扭矩的反扭矩的平衡，是指使其不均匀度 为零。这不可能做到，但可以通过多缸、飞轮设 计、发火间隔均匀来改善。 ·2)惯性力系的平衡即各缸往复惯性力和旋转惯性 力所组成的空间力系其合力与合力矩为零这也是 我们本章所重点讨论的内容

内燃机平衡的定义 • 内燃机的平衡指内燃机在稳定工况运转时,传给支 架的力和力矩其大小和方向都不随时间而变化 。 这包括两方面的内容： • 1) ￾输出扭矩的反扭矩的平衡，是指使其不均匀度 为零。这不可能做到，但可以通过多缸、飞轮设 计、发火间隔均匀来改善。 • 2)惯性力系的平衡￾￾即各缸往复惯性力和旋转惯性 力所组成的空间力系其合力与合力矩为零.这也是 我们本章所重点讨论的内容

第一节单缸内燃机的平衡 内容包括： 旋转惯性力的平衡 一二次往复惯性力的平衡. *重要概念：当量离心力，正反转矢量

第一节 单缸内燃机的平衡 ￾￾￾内容包括： 旋转惯性力的平衡 ￾￾￾一二次往复惯性力的平衡. ￾￾￾ ￾￾￾￾*重要概念:￾当量离心力,正反转矢量

回顾：旋转惯性力 。Pr=-mRw2 ·大小不变；方向匀速 转，并总是离心。 ●1 m为总旋转质量，包 括曲柄销，曲柄臂的 一部分和连杆大头

回顾：旋转惯性力 • Pr=-mrRω2 • 大小不变；方向匀速 转，并总是离心。 • mr为总旋转质量,￾包 括曲柄销,曲柄臂的 一部分和连杆大头

曲柄组质量的换算 m 图4-13曲柄组质量的换算 mk-n+2m R

曲柄组质量的换算

连杆质量的换算 a my L b m2 m,0 L 图4-14连杆质量的换算简图

连杆质量的换算

总旋转质量 m L (a) 图4-1；曲柄连杆机构质量当量系统简图 (a)中心曲柄连杆机构；(b)主副连杆式曲柄连杆机构。 m.=m+m

总旋转质量

5-1单缸内燃机旋转惯性力的平衡 旋转惯性力为： P=-m.Rw2 平衡重的旋转惯性力为： Pa =-2mgraw2 平衡条件： m's P3-P=0 图5-1旋转惯性力的平衡法

旋转惯性力为： 5-1 单缸内燃机旋转惯性力的平衡 平衡重的旋转惯性力为： 平衡条件：

平衡重的布置原则 尽量利用曲轴箱空间，使质心 远离曲轴中心并把其做成扇形以 增大值如受结构限制，则可放 置在曲轴飞轮，皮带轮，及正时齿 轮上.这样可使平衡重质量较轻， 且工艺简单缺点是需要做动平衡 使其旋转惯性力的合力矩为零

￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾￾尽量利用曲轴箱空间,使质心 远离曲轴中心并把其做成扇形以 增大￾￾￾￾￾值.如受结构限制,则可放 置在曲轴飞轮,皮带轮,及正时齿 轮上.这样可使平衡重质量较轻, 且工艺简单.缺点是需要做动平衡 使其旋转惯性力的合力矩为零. 平衡重的布置原则