單缸柴油機四軸平衡機構減振效果測試

（常柴股份有限公司，213002，江蘇常州）

傳統單缸柴油機平衡機構一般含有雙平衡軸或單平衡軸及其齒輪，柴油機在運轉中帶動雙平衡軸或單平衡軸運動，以平衡或者部分平衡一階往復慣性力，但柴油機在運行過程中不平衡的二階往復慣性力會帶來較大的振動和噪聲。為此，常柴股份有限公司專門開發了一款HS250 柴油機（四沖程、水冷、自然吸氣），采用四軸平衡機構，即兩個大平衡軸平衡一階往復慣性力，兩個小平衡軸平衡二階往復慣性力。

1 四軸平衡機構結構

四軸平衡機構示意圖見圖1。

圖1 四軸平衡機構示意圖

單缸柴油機的四軸平衡機構，包括：1 個曲軸齒輪（10）；1 個與曲軸齒輪（10）相嚙合的調速齒輪（12）；1 個藉由調速齒輪（12）與曲軸齒輪（10）相連的凸輪軸齒輪（14）；1 個藉由調速齒輪（12）與曲軸齒輪（10）相連的啟動軸齒輪（16）；1 對一階平衡軸齒輪（182，184），其包括1 個與調速齒輪（12）相嚙合的一階下平衡軸齒輪（182）和1 個與啟動軸齒輪（16）相嚙合的一階上平衡軸齒輪（184）；1 個與一階下平衡軸齒輪（182）同軸設置的二階下平衡軸過渡齒輪（22）；1 個與一階上平衡軸齒輪（184）同軸設置的二階上平衡軸過渡齒輪（24）；1 個與二階下平衡軸過渡齒輪（22）相嚙合的二階下平衡齒輪（222）；1 個與二階上平衡軸過渡齒輪（24）相嚙合的二階上平衡齒輪（224）。

在單缸柴油機的四軸平衡機構的一種示意性的實施方式中，二階下平衡軸齒輪的齒數為二階下平衡軸過渡齒輪的齒數的一半，二階上平衡軸過渡齒輪的齒數與調速齒輪的齒數相同，且二階上平衡軸齒輪的齒數為二階上平衡軸過渡齒輪的齒數的一半。

2 減振效果試驗

2.1 測試條件

測控儀采用浙大奕科生產的EIM301D 型發動機測控儀，振動測試設備采用VTCL DSP 振動測試系統。依據GB/T7184-2008《中小功率柴油機振動測量及評級》進行測試。

2.2 測試方法

取如圖2 所示的相同位置點在8.55 kW/1 200 r·min-1，12.4 kW/1 600 r·min-1，14.2 kW/1 760 r·min-1，15.3 kW/2 000 r·min-1和15.9 kW/2 200 r·min-1工況下測試增加平衡軸前后的加速度，以反映振動情況。

圖2 振動測點示意圖

2.3 試驗結果

增加平衡軸前后的振動測試結果如表1 所示。

表1 HS250 柴油機增加平衡軸前后測試點不同工況的各向加速度測試結果

3 結論

采用四軸平衡機構后，柴油機的振動值總體上小于之前的二軸平衡機構，有效降低了柴油機的振動；但改動后，增加了兩根平衡軸及其齒輪，增加了一定的成本。