曲軸動平衡的意義

發布時間：

2024-07-03 17:39

在汽車發動機中曲軸是發動機中最重要的部件。它承受連桿傳來的力，并將其轉變為轉矩通過曲軸輸出并驅動發動機上其他附件工作。當曲軸質量均勻，安裝良好，轉動就平穩，這時在理想的情況下，發動機缸體曲軸孔的支承只受重力，曲軸動與不動一樣只有靜載荷。當曲軸質量分布不均勻或安裝不當，就會使曲軸的慣性主軸與轉子回轉軸不重合，從而導致曲軸的質心與回轉中心存在偏離。質心的偏離就產生慣性離心力和離心力偶，在缸體支承上造成額外的轉動載荷。

　　曲軸產生不平衡的原因是多方面的：

1.設計方面

(1)曲軸轉子幾何尺寸形狀設計的呈典型不對稱結構：如曲柄銷、曲柄臂、油孔、正時齒輪和皮帶輪鍵槽等；

(2)曲軸成品上40%的面屬于未加工的毛面（質量面不均勻）。

2.材料方面從材料上有鍛件和鑄件兩種，內部組織存在不均勻的情況。

3.制造工藝方面從形式上有整體式和組合式曲軸兩種情形：

(1)加工誤差造成質心偏移；

(2)裝配造成質量偏移；

(3)整機安裝時，軸承偏心引起旋轉軸線偏移。

4.運行中平衡狀態的改變曲軸在發動機中多軸頸支承和多處受力（活塞連桿的作用力），使得平衡狀態發生改變。

　　發動機是汽車的心臟，曲軸是發動機中高速旋轉的運動件。曲軸處于動不平衡狀態時，發動機缸體支承軸承除了承受正常的工作載荷之外還要承受由離心慣性力引起的交變動反力，使支承及整個發動機承受附加的動載荷，從而造成曲軸與主軸瓦之間的摩擦副加速磨損及高頻疲勞破壞。曲軸不平衡的存在輕則造成發動機乃至整個汽車的振動、噪音，增加能耗，影響發動機使用壽命及工作性能，使發動機工作環境劣化，造成共振并引發失穩等；重則造成整機破壞如缸體、飛輪殼等開裂，產生重大事故。研究曲軸不平衡對振動和磨損影響，通過曲軸對不平衡量在300gcm與平衡后不平衡量在50gcm時發動機的振動分別為位移0.108mm和0.09mm，振動速度分別為1.65cm/s和0.85cm/s；軸瓦平均磨損量分別為787mg和348mg。

　　隨著科技的不斷發展和制造業的迅速進步，產品的競爭日趨激烈，人們對產品的性能及其品質的要求和期望越來越高。生產高性能、高壽命、低能耗和無污染的產品（噪音是污染之一）是企業的追求，因而制造業對轉子的平衡愈加重視，平衡是轉子制造過程中不可缺少的工藝。轉子的不平衡能夠通過動平衡機來進行校正。

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