发动机多个活塞同时工作,是如何保证发动机的平衡的?

这个我知道!

所谓发动机的平衡,包括以下方面的平衡:

1、做功输出的平衡性,要求对n缸的4冲程发动机,必须保证每旋转720/n度就有一个缸做功。例如,5缸发动机每旋转144度就有一个缸做功。

2、活塞重量的横向平衡性,也就是保证曲轴两边的活塞位置始终对称。以直4为例,1号和4号的位置总是同步,2号和3号的位置总是同步,这就是左右对称。活塞重量左右不对称的发动机会呈钟摆式震动,如直3、直5、v6、v10。

3、活塞重量的纵向平衡性,就是几个活塞的重量运动相互抵消。还是以直4为例,1号和4号运行到上止点的时候,2号和3号运行到下止点,这样它们的重心运动就抵消了。纵向不平衡的主要也是直3、直5、v6、v10。

4、活塞重量的二阶平衡性。这是直4无法解决的典型缺陷,刚才我们说了,1号和4号运行到上止点的时候,2号和3号运行到下止点,因此四个活塞的整体重心在行程的中点。但是当曲轴旋转90度,也就是四个活塞位置重叠的时候,它们并不在行程的中点,而是在行程中点偏下的位置,也就是说四个活塞的整体重心比行程的中点下移了。因此在发动机的运行过程中,活塞的整体重心仍在反复震动。二阶不平衡最严重的典型代表是直4以及两个直4拼成的v8,但水平对置4是平衡的,直6、v12也是平衡的。

5、活塞动能的平衡性。曲轴的旋转速度是恒定的,但活塞的往复线性运动速度并不是匀速的,而是在上下止点附近最小,行程中部最大,因此每个活塞储存的动能也是变化的。动能平衡的发动机要求一些活塞在上止点和下止点时,另一些活塞在行程中部,这样所有活塞的动能总和才是固定的。3、6、8、12缸都是动能平衡的、而直4和水平对置4都是不平衡的。

总而言之,直6和水平对置6是所有方面都平衡需要的最少缸数,但直6太长了,水平对置6的加工精度太难了。

来源:知乎 www.zhihu.com

作者:猥琐的民工

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