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为了消除这种振动,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、采用60度夹角的“V”型布置发动机等等。增加平衡轴(如上图中间位置所示部件)也是这些办法其中之一,简单说平衡轴其实就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,降低发动机振动。
平衡轴可分为单平衡轴和双平衡轴两种。单平衡轴顾名思义采用单一平衡轴,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。由于单平衡轴结构简单,占用空间小,因而在单缸和小排量发动机中应用较为广泛。而双平衡轴则采用的是链传动方式带动两根平衡轴转动,其中一根平衡轴与发动机的转速相同,可以消除发动机的一阶振动;另一根平衡轴的转速是发动机转速的2倍,可以消除发动机的振动,从而达到更加理想的减振效果。由于双平衡轴的结构较为复杂、成本高、占用发动机的空间又相对较大大,因此一般在大排量汽车上较为常用。另外,还有一种双平衡轴布置方式,就是两个平衡轴与气缸中心线成角度对称布置,旋转方向相反,转速与曲轴转速相同,用以平衡发动机的一阶往复惯性力。
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『中间为气门弹簧、右端为气门以及两个锁夹』
气门个数有2、3、4、5四种情况,其中目前主流的为4气门,原因有二。其一,相比2、3个气门,4气门的气门直径小、同材料的情况质量会更轻,由于物体的惯性与质量成正比,因此4气门的运动惯性相对较小,从而会更加灵活、开启或关闭的角度也更。其二,5气门的结构制造上会更复杂,对应的生产成本和维修保养费用也会增加,且气门越多,各气门孔之间的厚度会相应变薄,从而降低了缸盖强度,因此4气门的应用较广泛。
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