汽車發(fā)動機的運行平穩(wěn)性

www.guilinhy.com 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：追夢人2004 類別：汽車電器維修時間：2006-12-20

    一般來講，氣缸數(shù)目越多，運行越平穩(wěn)，發(fā)動機的價格也越貴。以往復活塞式內(nèi)燃機為例，燃料在氣缸中燃燒，推動活塞做功，使汽車克服阻力運動。發(fā)動機要連續(xù)運行，就必須有循環(huán)周期，按照吸氣、壓縮、做功、排氣的動作周而復始地運行。其中吸氣、壓縮、排氣都是耗功的。一般的四沖程發(fā)動機每個氣缸的活塞來回四次，也就是曲柄要旋轉(zhuǎn)兩周才做功一次。因此單靠一個氣缸工作是比較困難的。就象我們踩自行車，單腳踩很費勁。
    踩過自行車的人都知道，踏板從上到下運動時腳能用上力，踏板從下往上運動時腳就用不上勁了，要靠慣性使車連續(xù)運動。實際上，蹬自行車最有效的位置大約只有90度左右，如圖所示。即使兩只腳一起蹬，中間一些位置仍然是空的，要靠慣性維持運動。發(fā)動機也一樣，如果氣缸的數(shù)目比較少，就會產(chǎn)生動力不連續(xù)現(xiàn)象，影響運行的平穩(wěn)性。
    如果兩個人踩一部自行車，情況就不同了。可以把四只腳用力的時間均勻分布在90度間隔，四個90度剛好是一周，動力就不會出現(xiàn)斷續(xù)現(xiàn)象了。
    四沖程汽車發(fā)動機的一個氣缸做功一次對應曲柄轉(zhuǎn)兩周，即720度。所以，一般4缸發(fā)動機曲軸的相位角為180度，6缸發(fā)動機的曲軸相位角為120度，而8缸則是90度。缸數(shù)越多，前后依次做功的間隔角度就越小，就越不會發(fā)生動力斷續(xù)的情況，運行的平穩(wěn)性就越好。
    但是，為什么同樣缸數(shù)的發(fā)動機，運行狀況有很大不同？多缸是發(fā)動機運行平穩(wěn)的一個重要條件，但不是唯一的條件，其實影響發(fā)動機振動的原因是很多的，其中慣性力就是一個重要的因素。
    發(fā)動機內(nèi)高速運動的零部件會產(chǎn)生很大的慣性力，造成發(fā)動機的劇烈振動。雖然對于定軸轉(zhuǎn)動的構(gòu)件如曲柄可以通過動平衡方法減少由于慣性力對軸承產(chǎn)生的動壓力，但對于缸數(shù)多曲軸長的情況，會因旋轉(zhuǎn)慣性力而產(chǎn)生內(nèi)力矩，使曲軸產(chǎn)生彎曲，影響運行平穩(wěn)性。因此現(xiàn)在6缸以上高速發(fā)動機氣缸大都采用V型排列，縮短曲軸長度。
    而對于非定軸轉(zhuǎn)動的構(gòu)件，如曲柄連桿機構(gòu)中活塞和連桿的運動所產(chǎn)生的慣性力是無法在構(gòu)件內(nèi)部得到平衡的，這些慣性力的存在會使發(fā)動機發(fā)生搖晃。對于這種類型慣性力的平衡稱為“機構(gòu)在機座上的平衡”，涉及更加復雜的技術(shù)。此外，對于多缸發(fā)動機而言，由于結(jié)構(gòu)的差異、各零件制造尺寸加工誤差及材料密度的均勻性，都會影響到整機的平穩(wěn)性。
    慣性力的平衡是發(fā)動機設計和制造中的一個關(guān)鍵問題，只有通過精心的設計和精確的測試手段，才能夠把慣性力的影響減至最小，品牌的差異在此亦可以略見一斑了。