发动机由于实际工作中工作过程的周期性和机件运动的周期性,产生的旋转惯性力和往复惯性力都是周期性变化的。这些力在机体内部是不能相互抵消的,都会传递到发动机支撑上,支撑上的力也会不断变化,使发动机运转不平衡,产生振动。
发动机所产生的往复惯性力,是不能通过在曲轴上增加平衡重的方式来完全平衡的。特别是二阶往复惯性力,由于其变化的频率比曲轴旋转的频率快一倍,所以只能通过平衡机构来解决。
对于四缸四冲程柴油机来说,其一阶往复惯性力是平衡的,二阶往复惯性力不平衡。不平衡的二阶往复惯性力是四冲程四缸机的主要振动来源,以为活塞质量与气缸直径的平方成正比,所以对于缸径超过100mm的柴油机,二阶往复惯性力会很大,要想减轻柴油机的惯性力,必须采用二阶平衡机构。
本作品针对4110柴油机进行二阶平衡装置上的设计,其缸径为110mm,二阶往复惯性力较大,采用二阶平衡装置是非常有必要的。
增加平衡机构会增加发动机的整机高度,平衡轴需要采用链条或者齿轮进行驱动,增加的零件越多,对发动机的可靠性影响越大,另外会影响机油泵的安装。机油泵的驱动机构和平衡轴的驱动机构会导致机构庞大。针对现有产品的不足以及4110柴油机的特点,本作品设计了一种可集机油泵与一体结构紧凑可拆卸的二级平衡装置。
4110柴油机二阶平衡装置包括框架、机油泵、机油泵齿轮、平衡轴、平衡块等零部件。