三缸发动机的平衡与结构设计

· 设 计 · 计 算 · 三 缸 发 动 机 的 平 衡 与 结 构 设 计 天 津 大 学 内 燃 机 燃 烧 学 国 家 重 点 实 验 室 何 邦 全 姚 春 德 刘 增 勇 （ 天 津 ! " " " # $ ） 安 徽 汽 车 零 部 件 股 份 有 限 公 司 曹 金 龙 李 振 林 摘 要 汽 车 作 为 便 利 的 交 通 工 具 ， 给 人 们 的 生 活 带 来 了 很 多 的 方 便 。 与 此 同 时 ， 人 们 对 车 辆 的 舒 适 性 也 提 出 了 更 高 的 要 求 。 车 用 发 动 机 的 平 衡 性 能 好 坏 是 影 响 车 辆 舒 适 性 的 一 个 很 重 要 因 素 ， 目 前 市 场 上 车 辆 使 用 最 多 的 发 动 机 是 三 缸 机 ， 因 此 对 三 缸 机 平 衡 性 能 进 行 分 析 有 很 大 的 现 实 意 义 。 本 文 分 析 了 国 内 汽 车 市 场 上 使 用 最 多 的 几 种 三 缸 机 的 平 衡 性 能 ， 并 吸 取 了 这 几 种 机 型 平 衡 的 优 点 ， 考 虑 到 厂 家 现 有 的 生 产 条 件 ， 设 计 了 ! % " & 型 车 用 汽 油 机 的 平 衡 系 统 。 关 键 词 三 缸 发 动 机 平 衡 系 统 ! " # " $ % & " $ ’ ( ) * + % ) + * & , & - . / $ 0 1 * 2 3 * & & ’ 4 5 # . $ ’ & * 6 $ / . $ & - ( ) * + , - ) . / - 0 + - 1 2 , 3 4 5 6 * + , - 7 ) 4 , 8 ) * , 8 9 ， : + ) - ; + - < - + = 1 8 6 + * 9 7 & ! " $ / 8 + " $ 9 " 1 4 3 + $ ’ & : . + ; & $ / 5 1 $ / （ : + ) - ; + - ! " " " # $ ） > - ? 5 + > 5 * , 3 , * + = 1 2 , 3 @ , - 1 - * 6 2 , 8 @ , 8 ) * + , - 7 * A B 4 " 1 < . $ # 1 $ / : . ; 3 & $ # . $ = > - ) * " % ) C , 8 1 ) - A 3 , 8 1 3 + - + ’ D ) 8 6 ? ) = 1 4 1 1 - 6 1 . 1 D * 1 A 4 9 @ 1 , @ . 1 6 ) 6 * ? 1 + 8 , E - D ) 8 6 4 1 D ) 5 6 1 , F * ? 1 + 8 F 5 1 . 1 G D , - , 3 9 ) - A 6 3 ) . . @ ) 8 H + - 0 @ . ) D 1 - 1 1 A 1 A B I + - D 1 3 , 6 * , F * ? 1 3 + - + ’ D ) 8 6 ) 8 1 + - 6 * ) . . 1 A E + * ? ) * ? 8 1 1 ’ D 9 . + - A 1 8 1 - G 0 + - 1 ， + * + 6 - 1 D 1 6 6 ) 8 9 * , ) - ) . 9 J 1 * ? 1 1 - 0 + - 1 ’ 6 4 ) . ) - D 1 ) - A 6 * 8 5 D * 5 8 1 B K - * ? + 6 @ ) @ 1 8 ， 6 1 = 1 8 ) . * 9 @ + D ) . 4 ) . ) - D 1 6 9 6 * 1 3 6 ) - A 6 * 8 5 D * 5 8 1 6 , F * ? , 6 1 1 - 0 + - 1 6 ， * ? 1 D 5 8 8 1 - * 3 ) - 5 F ) D * 5 8 + - 0 1 L 5 + @ 3 1 - * + - * ? 1 F ) D * , 8 9 ， ) - A ) - 1 E 4 ) . ) - D 1 6 9 6 * 1 3 F , 8 ) * ? 8 1 1 ’ D 9 . + - A 1 8 0 ) 6 , . + - 1 1 - 0 + - 1 E + * ? % " 3 3 4 , 8 1 ? ) = 1 4 1 1 - A 1 = 1 . , @ 1 A B ? & 5 @ 1 * ’ - : ? 8 1 1 ’ D 9 . + - A 1 8 1 - 0 + - 1 ， M ) . ) - D 1 6 9 6 * 1 3 N 前 言 往 复 活 塞 式 发 动 机 平 衡 系 统 的 优 劣 是 影 响 车 辆 平 顺 性 和 舒 适 性 的 一 个 重 要 因 素 。 如 果 内 燃 机 的 平 衡 性 能 不 好 必 然 引 起 车 辆 的 振 动 ， 驾 驶 员 和 乘 客 就 容 易 疲 劳 ， 不 但 影 响 行 车 的 安 全 和 舒 适 性 ， 而 且 剧 烈 的 振 动 也 会 导 致 发 动 机 配 气 机 构 和 供 油 定 时 紊 乱 、 功 率 下 降 、 仪 表 失 灵 、 零 、 部 件 损 坏 ， 甚 至 引 起 联 接 件 接 头 过 载 ， 造 成 机 件 损 坏 。 此 外 ， 振 动 引 起 的 噪 声 不 但 消 耗 能 量 ， 而 且 还 会 污 染 环 境 ， 因 此 对 发 动 机 来 说 具 有 良 好 平 衡 性 是 极 其 重 要 的 。 近 年 来 随 着 人 民 生 活 水 平 的 提 高 ， 汽 车 逐 渐 走 入 家 庭 。 微 型 车 因 其 在 经 济 性 和 所 需 停 车 位 上 有 不 可 取 代 的 优 越 性 ， 在 我 国 得 到 了 很 大 的 发 展 。 如 夏 利 和 奥 托 等 机 型 已 经 在 我 国 汽 车 市 场 上 占 有 相 当 大 的 份 额 。 这 类 车 型 既 应 满 足 横 置 发 动 机 紧 凑 性 的 严 格 要 求 ， 又 要 求 发 动 机 具 有 足 够 的 动 力 性 ， 因 此 多 采 用 三 缸 发 动 机 。 如 我 国 的 夏 利 、 奥 托 和 德 国 最 新 开 发 的 百 公 里 三 升 油 的 路 波 车 等 等 。 但 是 由 于 三 缸 发 动 机 自 身 平 衡 系 统 的 特 殊 性 ， 其 往 复 惯 性 力 和 由 该 力 造 成 的 力 矩 是 不 平 衡 的 ， 因 此 如 何 使 三 缸 机 既 在 结 构 上 不 过 于 复 杂 ， 又 能 满 足 平 衡 性 要 求 就 具 有 十 分 重 要 的 意 义 。 本 文 结 合 一 台 三 缸 平 衡 系 统 的 设 计 ， 提 出 了 三 缸 机 平 衡 系 统 和 结 构 的 一 般 性 设 计 方 法 和 原 则 ， 作 为 同 类 工 作 参 考 。 $ 三 缸 机 的 平 衡 分 析 内 燃 机 的 平 衡 广 义 上 讲 是 指 内 燃 机 在 稳 定 工 况 工 作 时 ， 传 给 支 架 的 力 和 力 矩 其 大 小 和 方 向 均 不 随 时 间 变 化 。 实 际 上 在 内 燃 机 运 转 时 所 产 生 的 往 复 惯 性 力 、 旋 转 惯 性 力 及 反 力 矩 等 都 是 曲 轴 转 角 的 周 期 性 数 ， 在 内 燃 机 运 转 的 一 个 周 期 内 ， 这 些 力 和 力 矩 的 大 小 以 及 方 向 都 在 发 生 变 化 ， 要 想 完 全 平 衡 它 们 是 不 可 能 的 。 但 是 在 实 际 应 用 中 可 以 采 取 适 当 的 措 $ " " " 年 （ 第 $ O 卷 ） 第 P 期 小 型 内 燃 机 ( , Q P （ R , . Q $ O ） $ " " " 施 部 分 地 平 衡 掉 这 些 不 平 衡 力 和 力 矩 ， 减 少 由 其 产 生 的 诸 多 不 良 后 果 。 对 于 四 冲 程 三 缸 发 动 机 ， 因 其 自 身 结 构 的 原 因 本 来 就 存 在 不 平 衡 力 矩 ， 因 此 研 究 其 平 衡 问 题 很 有 必 要 。 ! " # 三 缸 机 的 受 力 分 析 现 以 发 火 顺 序 为 ! " # " $ 的 三 缸 机 曲 轴 为 例 分 析 其 运 动 时 所 受 的 力 和 力 矩 。 如 果 该 机 的 曲 柄 半 径 为 ! ， 两 缸 间 的 距 离 为 " ， 转 化 到 曲 柄 销 上 当 量 质 量 为 # $ ， 往 复 惯 性 质 量 为 # % ， 曲 轴 旋 转 角 速 度 为 ! ， 则 由 内 燃 机 动 力 学 知 ， 四 冲 程 三 缸 机 的 旋 转 惯 性 力 的 合 力 、 一 阶 往 复 惯 性 力 和 二 阶 往 复 惯 性 力 的 合 力 均 已 平 衡 ， 但 是 四 冲 程 三 缸 机 的 旋 转 惯 性 力 矩 " & $ 、 一 阶 往 复 惯 性 力 矩 " & ! 和 二 阶 往 复 惯 性 力 矩 " & " 均 未 平 衡 。 其 中 " & $ ! % # # $ ! ! $ " ， & $ 与 气 缸 中 心 线 平 面 的 夹 角 恒 位 于 第 一 曲 柄 后 # & ’ ： " & ! ! % " # # % ! ! $ " ’ ( ) （ # " # & ’ ） ， " & ! 在 # % # & ’ 时 达 到 极 大 值 " & ! ! % # # % ! ! $ " ， 其 作 用 平 面 恒 位 于 气 缸 中 心 线 平 面 内 ； " & " ! % " # # % ! ! $ " ’ ( ) （ $ # * # & ’ ） ， 并 且 在 # % " ! + ’ 与 ! , + ’ 时 " & " 达 到 最 大 值 。 因 此 ， 应 根 据 三 缸 机 的 实 际 用 途 ， 对 其 采 取 适 当 的 平 衡 措 施 以 满 足 用 户 的 需 要 。 ! " ! 内 燃 机 的 内 部 平 衡 从 理 论 上 来 说 ， 曲 轴 可 以 不 变 形 ， 但 实 际 曲 轴 不 是 绝 对 的 刚 体 ， 因 此 即 使 在 曲 轴 所 受 的 合 力 、 合 力 矩 均 为 零 的 条 件 下 ， 它 也 要 产 生 变 形 ， 这 样 将 会 有 一 部 分 力 或 力 矩 通 过 轴 承 传 到 机 体 ， 使 机 体 产 生 振 动 ， 加 剧 轴 承 磨 损 。 内 部 平 衡 与 外 部 平 衡 一 样 ， 内 力 矩 的 平 衡 也 可 以 采 用 加 平 衡 重 的 方 法 。 但 是 必 须 要 注 意 在 平 衡 内 力 矩 的 同 时 不 应 破 坏 发 动 机 原 有 的 外 部 平 衡 。 对 于 三 缸 机 来 说 ， 通 常 采 用 在 各 个 曲 柄 臂 上 加 平 衡 重 的 方 法 使 每 个 曲 拐 自 身 产 生 的 离 心 惯 性 力 和 离 心 惯 性 力 矩 完 全 平 衡 ， 这 对 消 减 振 动 和 改 善 主 轴 承 磨 损 非 常 有 利 。 ! " $ 几 个 三 缸 机 平 衡 的 实 例 （ ! ） 夏 利 轿 车 用 三 缸 汽 油 机 夏 利 轿 车 用 的 三 缸 汽 油 机 型 号 为 # - , . ， 其 缸 径 为 - , / / ， 行 程 为 - # / / ， 发 动 机 的 发 火 顺 序 为 ! " $ " # ， 各 曲 拐 间 的 夹 角 为 ! $ & 0 ， 可 见 ， 曲 轴 每 个 曲 拐 的 离 心 惯 性 力 、 一 阶 往 复 惯 性 力 和 二 阶 往 复 惯 性 力 均 平 衡 了 。 但 是 为 了 减 小 曲 轴 的 内 力 矩 ， 该 机 采 用 了 每 个 曲 拐 用 两 个 平 衡 块 来 平 衡 离 心 惯 性 力 矩 。 对 于 一 阶 往 复 惯 性 力 ， 该 机 采 用 半 平 衡 法 ， 即 附 加 一 个 平 衡 轴 ， 平 衡 掉 发 动 机 往 复 惯 性 力 矩 的 一 半 。 当 活 塞 处 于 上 止 点 时 该 机 的 平 衡 块 及 其 传 动 关 系 简 图 如 图 ! 所 示 。 图 ! 夏 利 三 缸 机 往 复 惯 性 力 平 衡 示 意 图 图 $ 给 出 了 活 塞 在 上 止 点 前 # & 0 曲 轴 转 角 时 一 阶 往 复 惯 性 力 矩 和 平 衡 块 产 生 的 离 心 惯 性 力 矩 的 矢 量 图 ， 图 中 & ! 表 示 一 阶 往 复 惯 性 力 矩 ， & $ 表 示 平 衡 轴 产 生 的 离 心 惯 性 力 矩 ， 其 中 & ! ! % # # % ! ! $ " ， & $ ! % & 1 + # # % ! ! $ " ， 力 的 方 向 如 图 $ 所 示 。 图 $ 加 平 衡 轴 后 的 合 力 矩 由 余 弦 定 理 得 发 动 机 的 不 平 衡 合 成 力 矩 & 为 & ! % # # % ! ! $ " ! * & 1 + $ ! " $ 2 ! 2 & 1 + ’ ( ) ! + 1 , 3 0 ! % & 1 + # + - # # % ! ! $ " 由 此 可 见 ， 增 加 了 一 个 平 衡 轴 后 ， 不 平 衡 力 矩 变 化 规 律 仍 是 余 弦 函 数 曲 线 ， 但 是 其 幅 值 减 小 了 ! & 1 3 , 3 # # # % ! ! $ " 。 鉴 于 平 衡 二 次 往 复 惯 性 力 矩 的 装 置 会 使 发 动 机 结 构 变 得 很 复 杂 ， 所 以 该 机 没 有 采 取 措 施 来 平 衡 它 。 尽 管 # - , . 发 动 机 采 用 的 是 半 平 衡 结 构 ， 但 经 核 算 后 发 现 ， 其 平 衡 轴 的 平 衡 块 并 未 布 置 在 最 大 消 弱 不 平 衡 力 矩 的 理 论 位 置 上 ， 而 是 与 该 位 置 偏 开 一 个 约 为 ! + 1 , 3 0 的 角 度 ， 其 原 因 是 因 结 构 与 工 艺 要 求 所 , 小 型 内 燃 机 4 ( 1 3 （ 5 ( 6 1 $ 7 ） $ & & & 致 。 （ ! ） 奥 拓 轿 车 用 三 缸 发 动 机 奥 拓 轿 车 用 发 动 机 为 " # $ % & ’ 汽 油 机 ， 缸 径 为 % & ( ) * * ， 行 程 为 + ! * * ， 最 大 功 率 为 ! ) ( $ + , - . （ ) ) / / 0 . * 1 2 ） ， 发 火 顺 序 为 3 4 $ 4 ! ， 曲 轴 采 用 全 支 承 形 式 ， 曲 轴 上 的 三 个 连 杆 轴 颈 成 3 ! / 5 布 置 。 可 见 ， 该 机 的 不 平 衡 离 心 力 矩 为 ! $ ! " # ! ! $ ， 一 阶 不 平 衡 往 复 惯 性 力 矩 为 " % ! ! 6 4 $ ! " # ! ! $ 。 在 实 际 结 构 上 ， 该 机 在 曲 轴 一 、 三 曲 柄 销 两 侧 各 设 置 了 ! 个 平 衡 块 ， 在 第 二 曲 柄 销 两 侧 设 置 ! 个 偏 转 $ / 5 的 偏 心 平 衡 块 ， 以 此 实 现 用 过 量 离 心 力 来 转 换 往 复 惯 性 力 及 由 此 引 起 的 惯 性 力 矩 。 这 种 结 构 也 能 达 到 减 小 最 大 惯 性 力 矩 的 目 的 ， 但 其 缺 点 是 用 过 平 衡 的 离 心 力 平 衡 最 大 一 阶 往 复 惯 性 力 矩 时 ， 发 动 机 曲 轴 上 始 终 存 在 一 个 作 用 于 主 轴 承 上 的 力 偶 ， 并 使 发 动 机 的 横 向 出 现 一 个 周 期 性 变 化 的 离 心 力 矩 ， 这 将 会 加 大 主 轴 颈 的 负 荷 和 磨 损 。 因 此 ， 采 用 这 种 结 构 时 要 非 常 慎 重 ， 应 仔 细 计 算 好 需 要 平 衡 的 力 偶 。 否 则 会 使 发 动 机 失 去 应 有 的 平 稳 性 ， 而 且 发 动 机 安 装 座 的 寿 命 也 将 会 受 到 很 大 影 响 。 由 于 " # $ % & ’ 发 动 机 的 缸 径 小 ， 需 要 平 衡 的 惯 性 力 矩 也 不 大 ， 因 此 由 过 量 离 心 惯 性 力 形 成 的 横 向 作 用 力 矩 对 主 轴 承 造 成 的 负 荷 并 不 太 大 。 该 结 构 的 最 大 优 点 是 结 构 简 单 ， 且 易 于 实 现 发 动 机 的 系 列 化 。 如 果 缸 径 行 程 不 变 而 增 加 至 四 缸 时 ， 发 动 机 的 前 后 端 面 几 乎 可 以 不 变 。 （ $ ） $ & / ’ 汽 油 机 $ & / ’ 汽 油 机 是 最 近 从 国 外 引 进 的 系 列 轿 车 用 汽 油 机 改 型 设 计 而 成 的 。 原 机 排 量 是 3 ( % % # 的 四 缸 机 ， 由 于 其 自 身 的 结 构 特 点 ， 一 阶 往 复 惯 性 力 和 一 阶 往 复 惯 性 力 矩 均 平 衡 了 ， 但 是 为 了 降 低 曲 轴 的 内 力 矩 ， 该 机 采 用 了 传 统 的 四 个 平 衡 块 结 构 以 降 低 发 动 机 的 内 力 矩 ， 原 四 缸 机 曲 轴 结 构 如 图 $ 所 示 。 为 了 图 $ 7 & / ’ 车 用 汽 油 机 曲 轴 简 图 进 入 目 前 国 内 的 微 型 车 市 场 ， 并 满 足 高 速 公 路 上 行 驶 的 空 调 汽 车 功 率 需 求 ， 对 原 四 缸 机 进 行 改 型 ， 设 计 了 排 量 为 3 ( ! # 的 三 缸 机 以 扩 大 产 品 的 覆 盖 面 。 由 于 原 四 缸 机 是 与 生 产 设 备 同 时 引 进 的 ， 因 此 便 存 在 着 如 何 选 择 三 缸 机 平 衡 系 统 的 问 题 。 设 计 该 机 平 衡 系 统 时 充 分 分 析 了 国 内 外 各 种 三 缸 机 的 平 衡 结 构 特 点 ， 借 鉴 了 其 优 点 ， 最 后 决 定 采 用 结 构 较 为 简 单 的 单 轴 半 平 衡 法 。 虽 然 加 平 衡 轴 会 给 三 缸 机 和 原 四 缸 机 的 系 列 化 带 来 一 定 的 不 利 影 响 ， 但 考 虑 到 该 系 列 发 动 机 的 加 工 设 备 有 很 大 的 柔 性 ， 而 且 该 三 缸 机 主 要 用 于 舒 适 性 要 求 很 高 的 轿 车 上 等 因 素 ， 因 而 在 $ & / ’ 发 动 机 上 采 用 加 平 衡 轴 的 结 构 方 案 是 十 分 妥 当 的 。 $ & / ’ 车 用 汽 油 机 的 曲 轴 结 构 简 图 如 图 7 所 示 。 该 图 7 $ & / ’ 车 用 汽 油 机 曲 轴 简 图 机 采 用 的 发 火 顺 序 为 3 4 $ 4 ! ， 因 此 ， 当 活 塞 处 于 上 止 点 时 ， 其 平 衡 方 式 示 意 图 如 图 ) 。 在 该 位 置 时 ， 其 图 ) $ & / ’ 车 用 汽 油 机 平 衡 示 意 图 一 阶 往 复 惯 性 力 矩 与 离 心 惯 性 力 矩 合 力 如 图 % 所 示 ， 其 中 % 3 为 一 阶 往 复 惯 性 力 矩 ， % ! 为 离 心 力 矩 ， 图 % $ & / ’ 汽 油 机 合 力 矩 示 意 图 则 平 衡 轴 产 生 的 离 心 惯 性 力 矩 为 % ! ! 6 4 / ( ) $ ! " # ! ! $ ［ 8 9 : （ # ; 3 ) / & ） ; " " : 1 2 （ # ; 3 ) / & ） ］ 发 动 机 的 不 平 衡 力 矩 为 % ! 6 4 $ ! " # ! ! $ 8 9 : （ # 4 $ / & ） ! 4 / ( ) $ ! " # ! ! $ ［ 8 9 : （ # ; 3 ) / & ） ; " " : 1 2 （ # ; 3 ) / & ） ］ （ 下 转 第 ! < 页 ） + ! / / / 年 （ 第 ! < 卷 ） 第 7 期 三 缸 发 动 机 的 平 衡 与 结 构 设 计 （ ! ） 新 型 及 智 能 型 传 感 器 的 研 制 ； （ " ） 安 全 保 护 与 提 高 故 障 诊 断 及 紧 急 运 行 能 力 的 研 究 ； （ # ） 集 成 电 喷 系 统 、 车 辆 其 它 电 控 系 统 及 整 车 优 化 控 制 的 研 究 。 $ 结 论 柴 油 机 电 控 燃 油 喷 射 系 统 是 一 个 动 力 机 电 一 体 化 系 统 ， 仅 通 过 电 子 学 途 径 进 行 喷 油 定 时 和 油 量 的 实 时 优 化 不 足 以 全 面 改 善 柴 油 机 性 能 。 只 有 按 照 机 电 一 体 化 途 径 ， 同 时 变 革 柴 油 机 的 固 有 特 性 ， 才 能 开 发 出 真 正 的 高 效 低 污 染 的 电 控 柴 油 机 。 参 考 文 献 % & ’ ( ) ) * + , * ( ) ， - . * / 0 1 2 3 4 - 5 + 6 . 7 - 8 / - 9 . 3 + ( ’ 9 : ( ; - 9 . ’ + ( * ( < = + ( . 3 + / + 6 > ’ - ? - / 8 ( ) ’ ( - ? 0 1 @ 8 # A B C ! " D 宓 浩 祥 E 国 内 外 柴 油 机 电 控 技 术 发 展 动 态 及 我 国 今 后 的 方 向 E 内 燃 机 燃 料 喷 射 和 控 制 ， % # # $ ， （ % ） C 周 龙 保 等 E 内 燃 机 学 ， 北 京 ： 机 械 工 业 出 版 社 ， % # # " A 李 国 柚 等 E 柴 油 机 分 配 泵 电 控 系 统 E 兵 工 学 报 ， % # # $ ， （ A ） F 李 冠 峰 译 E 柴 油 机 电 控 系 统 的 构 造 与 工 作 E 国 外 内 燃 机 ， % # # # ， （ C ） $ 平 增 荣 译 E 共 轨 柴 油 机 喷 射 系 统 的 设 计 E 国 外 内 燃 机 ， % # # # ， （ C ） ! G 2 - / : ( ; - 9 . ’ + ( 1 5 ? . - H 6 + 3 > ’ - ? - / 8 ( ) ’ ( - ? ， I 2 9 * ? > ’ - ? - / 1 5 ? J . - H ， % # # $ 北 京 技 术 交 流 会 资 料 " 杜 传 进 等 E 柴 油 机 电 控 燃 油 喷 射 系 统 的 系 统 构 型 分 析 E 车 用 发 动 机 ， % # # $ ， （ F ） # 左 承 基 等 E 电 控 K K L : 燃 油 喷 射 系 统 柴 油 机 的 单 缸 性 能 初 步 试 验 E 车 用 发 动 机 ， % # # " ， （ C ） % B 翁 祖 亮 E 内 燃 机 产 业 关 键 技 术 分 析 E 内 燃 机 工 程 ， % # # # ， （ D ） % % 尚 宇 辉 等 E 车 用 柴 油 机 电 控 燃 油 喷 射 系 统 的 研 究 现 状 和 发 展 趋 势 E 柴 油 机 ， % # # # ， （ A ） % D 苏 万 华 等 E 新 型 中 压 共 轨 式 柴 油 机 电 控 系 统 的 开 发 E 内 燃 机 燃 料 喷 射 和 控 制 ， % # # " ， （ D ） % C K / - 3 3 - I * 2 4 ’ ( ， - . * / 0 8 / - 9 . 3 + ( ’ 9 * / / 5 = + ( . 3 + / / - < M ’ ) 7 K 3 - ? ? 2 3 - N ( ’ . : ( ; - 9 . ’ + ( 1 5 ? . - H 6 + 3 > ’ - ? - / 8 ( ) ’ ( - ? ， 1 @ 8 # % % " % # % A O * P 2 + 1 7 ’ ( + < * ， - . * / 0 > - 4 - / + Q H - ( . + 6 R - S 8 / - 9 . 3 + ( ’ 9 = + ( . 3 + / 1 5 ? . - H 6 + 3 * > ’ - ? - / 8 ( ) ’ ( - ， 1 @ 8 " $ B F ! # （ 收 稿 日 期 ： D B B B J B A J D B ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ） （ 上 接 第 ! 页 ） " T U B E F C ! " # ! D $ 9 + ? （ " U C B % ） V " # " B E F C ! " # ! D $ ? ’ ( （ " U C B % ） " T U B E F C ! " # ! D $ ［ 9 + ? （ " U C B % ） U " # ? ’ ( （ " U C B % ） ］ 力 矩 最 大 值 为 & T " C D ! " # ! D $ 可 见 ， 采 用 了 该 平 衡 方 式 后 ， 发 动 机 的 平 衡 性 能 得 到 了 大 幅 度 的 改 善 。 其 与 夏 利 C ! $ W 汽 油 机 平 衡 系 不 同 的 是 C " B W 汽 油 机 的 平 衡 块 是 按 理 论 位 置 设 置 的 。 因 此 ， 尽 管 该 机 的 缸 径 要 比 夏 利 C ! $ W 大 F X ， 排 量 大 D B X ， 但 在 相 同 的 平 衡 情 况 下 却 可 以 采 用 较 轻 的 平 衡 块 ， 这 对 减 轻 汽 油 机 整 机 重 量 十 分 有 利 。 另 外 ， 夏 利 C ! $ W 的 平 衡 块 采 用 齿 轮 直 接 啮 合 驱 动 ， 而 C " B W 则 使 用 同 步 齿 形 带 ， 因 此 后 者 不 但 可 以 降 低 发 动 机 的 噪 声 ， 而 且 使 平 衡 轴 的 布 置 更 加 灵 活 ， 此 外 ， 设 计 时 考 虑 到 要 使 用 原 机 的 正 时 齿 轮 ， 因 此 重 新 设 计 了 同 步 齿 形 带 并 保 证 齿 形 带 与 齿 轮 的 最 小 啮 合 齿 数 不 小 于 ! 个 。 由 于 C " B W 汽 油 机 平 衡 系 统 结 构 设 计 的 这 些 特 点 ， 使 得 整 机 既 紧 凑 又 轻 巧 ， 突 出 了 现 代 汽 车 发 动 机 的 设 计 特 点 。 C 结 束 语 从 理 论 上 来 说 ， 三 缸 机 的 不 平 衡 力 矩 完 全 可 以 用 四 轴 平 衡 掉 ， 但 是 由 于 发 动 机 结 构 等 方 面 的 限 制 ， 大 多 采 用 半 平 衡 法 ， 仅 平 衡 掉 部 分 不 平 衡 力 矩 以 减 轻 发 动 机 的 振 动 并 提 高 发 动 机 的 可 靠 性 。 就 目 前 的 平 衡 方 式 而 言 ， 主 要 有 两 种 ， 一 种 是 加 装 平 衡 轴 法 ， 适 用 于 平 衡 性 和 舒 适 性 要 求 较 高 的 发 动 机 ， 一 般 用 于 轿 车 发 动 机 ； 另 一 种 是 在 曲 轴 平 衡 块 上 采 用 过 量 离 心 力 转 移 不 平 衡 的 力 矩 法 ， 主 要 适 用 于 很 小 缸 径 或 速 度 不 高 且 对 平 衡 性 要 求 不 太 高 的 发 动 机 。 在 具 体 应 用 中 ， 究 竟 采 用 何 种 方 式 ， 应 根 据 发 动 机 的 应 用 场 合 、 工 厂 的 生 产 条 件 、 开 发 能 力 及 周 期 等 诸 多 因 素 来 最 后 决 定 。 参 考 文 献 % 吴 兆 汉 ， 汪 长 民 等 E 内 燃 机 设 计 E 北 京 理 工 大 学 出 版 社 ， % # # A 年 A 月 D 杨 连 生 E 内 燃 机 设 计 E 中 国 农 业 机 械 出 版 社 ， % # " % 年 " 月 C 郑 启 福 E 内 燃 机 动 力 学 E 国 防 工 业 出 版 社 ， % # # % 年 A 月 A ! E " E 谢 加 里 E 内 燃 机 动 力 学 E 机 械 工 业 出 版 社 ， % # " B 年 D 月 F 卜 炎 E 机 械 传 动 装 置 设 计 手 册 E 上 册 ， 机 械 工 业 出 版 社 ， % # # # 年 A 月 （ 收 稿 日 期 ： D B B B J B C J B # ） $ D 小 型 内 燃 机 R + E A （ L + / E D # ） D B B B 三缸发动机的平衡与结构 作者： 何邦全， 姚春德， 刘增勇， 曹金龙， 李振林， He Bangquan， Yao Chunde， Liu Zengyong， Cao Jinlong， Li Zhenlin 作者单位： 何邦全,姚春德,刘增勇,He Bangquan,Yao Chunde,Liu Zengyong(天津大学内燃机燃烧学国家 重点实验室,天津,300072)， 曹金龙,李振林,Cao Jinlong,Li Zhenlin(安徽汽车零部件股份 有限公司) 刊名： 小型内燃机 英文刊名： SMALL INTERNAL COMBUSTION ENGINE 年，卷(期)： 2000，29(4) 引用次数： 0次 参考文献(5条) 1.吴兆汉.汪长民 内燃机设计 1994 2.杨连生 内燃机设计 1981 3.郑启福 内燃机动力学 1991 4.В Ф 谢加里 内燃机动力学 1980 5.卜炎 机械传动装置设计手册 1999 相似文献(0条) 本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_xxnrj200004002.aspx 下载时间：2010年6月3日