五缸机平衡分析ppt课件

四冲程直列五缸机平衡分析,吉林大学汽车学院内燃机系袁兆成,1,一、曲柄连杆机构受力分析,（一）曲柄连杆机构的运动学(活塞的运动学)（二）曲柄连杆机构中的作用力,2,曲柄连杆机构中的惯性力惯性力与运动质量有关，该机构中的运动质量有往复运动质量,旋转运动质量,往复惯性力,旋转惯性力Fr,3,往复惯性力的性质：a.Fj与a的变化规律相同，两者相差一个常数mj，方向相反。b.可以用旋转矢量法确定Fj和Fj的大小、方向，用来判断往复惯性力作用性质。c.Fj和Fj始终沿着气缸轴线作用。d.往复惯性力总是存在。所以由Fj产生的单缸扭矩、翻倒力矩和自由力总是存在。但是曲轴一转内，翻转力矩之和、自由力矩之和为零。,4,四、往复惯性力和气压力作用的差别,气压力Fg是做功的动力，产生输出扭矩。气压力Fg在机体内部平衡，没有自由力。Fj没有平衡，有自由力产生，是发动机纵向振动的根源。FjmaxFgmaxFj所占区域长，总是存在，正负面积相等；Fg呈脉冲性。,5,二、内燃机的平衡,平衡的基本概念旋转惯性力的分析单列式内燃机往复惯性力的平衡分析,6,旋转惯性力的分析,旋转质量,旋转惯性力,、静平衡和动平衡,质心在旋转轴上,动平衡,静平衡,旋转惯性力平衡分析,为使动平衡：,1.单拐曲轴,7,2.三拐曲轴（132，四冲程或二冲程),作曲柄侧视图及轴侧图,图解法,对三个缸作离心力的矢量图,是静平衡,8,对O点（最后一拐中心）取矩，作力矩矢量图,整体平衡方法,9,四拐平面曲轴离心力分析,离心惯性力的合力为零，离心惯性力矩也是零,曲轴本身承受有最大达,的内弯矩，而且中间主轴承承受较大的离心负荷,常见的有如图所示的四块平衡重方案，以减轻内弯矩和轴承负荷,10,四冲程五拐曲轴旋转惯性力分析（1-2-4-5-3）,四冲程5曲拐布置图,四冲程5曲拐轴测图,11,1,2,4,3,5,四冲程五缸机旋转惯性力分析图解法,曲柄侧视图,四冲程5拐曲轴旋转惯性力多边形,12,四冲程五缸机旋转惯性力矩分析,四冲程5拐曲轴旋转惯性力矩多边形旋转惯性力矩不平衡，值比较小,13,利用矢量投影求和的代数方法，求离心力矩的大小和方向,假设缸心距为a，对第五缸中心取矩,各矢量在x轴的投影和为,各矢量在y轴的投影和为,14,合力矩为,合力矩的方向与y轴的夹角为,旋转惯性力矩不平衡，但是值很小，在平衡块上简单处理采用整体平衡时，平衡块质径积为：,15,二冲程五拐曲轴旋转惯性力分析（1-2-4-5-3）,二冲程5曲拐布置图,二冲程5曲拐轴测图,16,1,4,3,5,2,二冲程五缸机旋转惯性力分析图解法,曲柄侧视图,二冲程5拐曲轴旋转惯性力多边形,17,二冲程五缸机旋转惯性力矩分析,二冲程5拐曲轴旋转惯性力矩多边形旋转惯性力矩不平衡，值比较大,18,利用矢量投影求和的代数方法，求离心力矩的大小和方向,假设缸心距为a，对第五缸中心取矩,各矢量在x轴的投影和为,各矢量在y轴的投影和为,19,合力矩为,合力矩的方向与y轴的夹角为,旋转惯性力矩不平衡，值很大，设计曲轴必须考虑采用整体平衡时，平衡块质径积为：,20,单列式内燃机往复惯性力的平衡分析,几个基本概念,2往复惯性力始终沿气缸轴线作用，大小和方向按简谐规律变化，力矩总是作用在气缸中心线与曲轴中心线组成的平面内。,都是不平衡的自由力，如果不采取平衡措施，就会传到支承上，引起纵向振动。,1.往复惯性力可以用旋转矢量表示为,3,21,单列式三缸机平衡分析法,发火顺序132,发火间隔角,22,单列四冲程四缸机（1342）,作曲柄图和轴侧图,141234,23,一阶曲柄图二阶曲柄图,惯性力分析,23,单列四冲程六缸机（153624）,惯性力分析：,惯性力矩分析：,相当于两个三拐曲轴对称安置，,在自身已经达到静平衡和动平衡性的曲轴上添加平衡重，目的是减轻轴承负荷和减小曲轴的内弯矩。,24,单列四冲程五缸机（12453）发火间隔角,作曲柄图和轴测图,可以看出：一阶惯性力和二阶惯性力的合力都是零，是平衡的。,25,1,2,4,3,5,1,2,4,3,5,26,四冲程五缸机一阶往复惯性力矩分析,27,一阶力矩各矢量在x轴的投影和为,各矢量在y轴的投影和为,28,合力矩为,一阶合力矩的方向与y轴的夹角为,与水平轴的夹角为54向水平轴投影得到此时的实际一阶往复惯性力矩为,29,二阶往复惯性力矩分析,30,二阶往复惯性力矩的合力矩幅值为,31,与水平轴的夹角为18向水平轴投影得到此时的实际一阶往复惯性力矩为,即使考虑到连杆比（1/3），二阶往