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发动机平衡轴加工工艺解析

作者:admin     时间:2020-11-20 13:44     已有 人浏览
    发动机处在工作状态时,活塞的运动速度极快,且速度不均匀。活塞在发动机气缸上下止点的运动速度为零,在上下止点中间位置的速度则达到最高。活塞在气缸内做高速往复直线运动,因此会在活塞、活塞销和连杆上产生较大的惯性力。在连杆上增加的配重可以有效等平衡这些惯性力,由于这部分增重只有部分参与直线运动,另外一部分参与旋转运动,因此,除在上下止点外,其他状态惯性力不能完全达到平衡状态,故发动机产生振动。
 
 
    活塞上下运动一次,发动机产生一上一下两次振动,因此发动机转速和发动机的振动频率息息相关。在振动理论上,经常使用多个谐波振动来描述发动机的振动。随着振动频率的增大,振幅逐渐减小,发动机二阶以上的振动可以忽略不计。发动机70%以上的振动为一阶振动,为了消除这些振动,设计者采用了很多方法,例如采用轻质的活塞减少运动件的质量、提高曲轴的刚度以及采用“V”型布置发动机等。增加平衡轴也是解决发动机拉缸故障的办法之一,其实质是一个装有偏心重块并随曲轴同步旋转的轴,利用偏心重块所产生的反向振动力使发动机获得良好的平衡效果。目前,此项技术在发动机上得到广泛的应用,可以大大降低发动机的振动和噪声。
 
   平衡轴分为单平衡轴和双平衡轴两种。单平衡轴利用齿轮传动方式进行工作,通过曲轴旋转带动固连的平衡轴驱动齿轮、平衡轴从动齿轮以及平衡轴。单平衡轴可以平衡占整个振动比例相当大的一阶振动,使发动机的振动得到明显改善。单平衡轴结构简单,占用空间小,因而广泛应用在单缸和小排量发动机中。而双平衡轴则采用的是链传动方式带动两根平衡轴转动,其中一根平衡轴的转速与发动机相同,能够消除发动机的一阶振动;另一根平衡轴的转速是发动机的两倍,能够消除发动机的二阶振动,从而达到更加理想的减振效果。因为双平衡轴的结构较复杂,占用较大的发动机空间且成本较高,因此常用于大排量发动机上。另外,双平衡轴还存在一种双对旋布置方式,将两个平衡轴与气缸中心线呈对称布置,两平衡轴转速与曲轴转速相同但旋转方向相反,用来平衡发动机的一阶振动。
发动机安装平衡轴后能够较好地平衡和减少发动机的振动,从而实现降低发动机噪声、延长使用寿命和提升驾乘者舒适性的目的。
 
  为了保证平衡轴中间部分的公差,所以采用了两个主轴同时夹持并且加工的方法。
 
工艺节拍
 
  磨削
    磨床的定位方式采用俩顶尖定位夹紧和中心架夹紧方式,主顶尖上采用圆柱销对工件进行角向限位,中心架夹片仍采用合金片结构。中心架的上下及前后精度仍采用调整顶丝机构进行调整,X轴及砂轮轴进给轴方向采用静压丝杠和静压光杠机构。采用双砂轮方式分别对俩轴径表面及端面进行磨削,俩砂轮成90度分布,通过B轴旋转控制俩砂轮的加工顺序。该机床的主轴头及主顶尖均不移动,尾座顶尖通过液压缸的驱动方式进行夹紧。该磨床有一个金刚石修整轮固定在主轴头上分别对砂轮的径向表面和俩侧面进行修整处理。
 

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