曲轴动平衡的意义

发布时间：

2019-06-29 10:44

在汽车发动机中曲轴是发动机中最重要的部件。它承受连杆传来的力，并将其转变为转矩通过曲轴输出并驱动发动机上其他附件工作。当曲轴质量均匀，安装良好，转动就平稳，这时在理想的情况下，发动机缸体曲轴孔的支承只受重力，曲轴动与不动一样只有静载荷。当曲轴质量分布不均匀或安装不当，就会使曲轴的惯性主轴与转子回转轴不重合，从而导致曲轴的质心与回转中心存在偏离。质心的偏离就产生惯性离心力和离心力偶，在缸体支承上造成额外的转动载荷。

　　曲轴产生不平衡的原因是多方面的：

1.设计方面

(1)曲轴转子几何尺寸形状设计的呈典型不对称结构：如曲柄销、曲柄臂、油孔、正时齿轮和皮带轮键槽等；

(2)曲轴成品上40%的面属于未加工的毛面（质量面不均匀）。

2.材料方面从材料上有锻件和铸件两种，内部组织存在不均匀的情况。

3.制造工艺方面从形式上有整体式和组合式曲轴两种情形：

(1)加工误差造成质心偏移；

(2)装配造成质量偏移；

(3)整机安装时，轴承偏心引起旋转轴线偏移。

4.运行中平衡状态的改变曲轴在发动机中多轴颈支承和多处受力（活塞连杆的作用力），使得平衡状态发生改变。

　　发动机是汽车的心脏，曲轴是发动机中高速旋转的运动件。曲轴处于动不平衡状态时，发动机缸体支承轴承除了承受正常的工作载荷之外还要承受由离心惯性力引起的交变动反力，使支承及整个发动机承受附加的动载荷，从而造成曲轴与主轴瓦之间的摩擦副加速磨损及高频疲劳破坏。曲轴不平衡的存在轻则造成发动机乃至整个汽车的振动、噪音，增加能耗，影响发动机使用寿命及工作性能，使发动机工作环境劣化，造成共振并引发失稳等；重则造成整机破坏如缸体、飞轮壳等开裂，产生重大事故。研究曲轴不平衡对振动和磨损影响，通过曲轴对不平衡量在300gcm与平衡后不平衡量在50gcm时发动机的振动分别为位移0.108mm和0.09mm，振动速度分别为1.65cm/s和0.85cm/s；轴瓦平均磨损量分别为787mg和348mg。

　　随着科技的不断发展和制造业的迅速进步，产品的竞争日趋激烈，人们对产品的性能及其品质的要求和期望越来越高。生产高性能、高寿命、低能耗和无污染的产品（噪音是污染之一）是企业的追求，因而制造业对转子的平衡愈加重视，平衡是转子制造过程中不可缺少的工艺。转子的不平衡能够通过动平衡机来进行校正。

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