作品名稱:4110柴油機二階平衡裝置設計
學校名稱:鹽城工學院
參賽隊伍:永創隊
參賽學生:石偉豪 顧嘉禹 單文涵
指導老師:侯全會 邵俊
發動機由于實際工作中工作過程的周期性和機件運動的周期性,產生的旋轉慣性力和往復慣性力都是周期性變化的。這些力在機體內部是不能相互抵消的,都會傳遞到發動機支撐上,支撐上的力也會不斷變化,使發動機運轉不平衡,產生振動。
發動機所產生的往復慣性力,是不能通過在曲軸上增加平衡重的方式來完全平衡的。特別是二階往復慣性力,由于其變化的頻率比曲軸旋轉的頻率快一倍,所以只能通過平衡機構來解決。
對于四缸四沖程柴油機來說,其一階往復慣性力是平衡的,二階往復慣性力不平衡。不平衡的二階往復慣性力是四沖程四缸機的主要振動來源,以為活塞質量與氣缸直徑的平方成正比,所以對于缸徑超過100mm的柴油機,二階往復慣性力會很大,要想減輕柴油機的慣性力,必須采用二階平衡機構。
本作品針對4110柴油機進行二階平衡裝置上的設計,其缸徑為110mm,二階往復慣性力較大,采用二階平衡裝置是非常有必要的。
增加平衡機構會增加發動機的整機高度,平衡軸需要采用鏈條或者齒輪進行驅動,增加的零件越多,對發動機的可靠性影響越大,另外會影響機油泵的安裝。機油泵的驅動機構和平衡軸的驅動機構會導致機構龐大。針對現有產品的不足以及4110柴油機的特點,本作品設計了一種可集機油泵與一體結構緊湊可拆卸的二級平衡裝置。
4110柴油機二階平衡裝置包括框架、機油泵、機油泵齒輪、平衡軸、平衡塊等零部件。