4。3。1 平衡分析 30

4。3。2 方案设计 31

结论与展望 33

致谢 34

参考文献 35

第一章 绪论

1。1 研究的背景和意义

机械平衡历来是现代机械的首要研究问题，更是机械设计环节中所需考虑的重要指 标。柴油机作为国民经济和国民建设中广泛应用的动力机械，其平衡性能优劣意义重大。 而 V 型柴油机作为柴油机中结构较为复杂的一种型式，其平衡性能的研究和优化一直 是业内研究的重点。尤其随着近几年环保法规的逐渐完善，用户对于改善机械振动和噪 声的呼声也日益高涨。可见，柴油机的平衡问题已成为市场设计和应用的技术关键所在。论文网

[1]一般来说，柴油机振动引起的危害大致有以下几方面 ：（1）影响设备的使用性能，

降低设备使用的可靠性和使用寿命；（2）额外增加机器的功率损耗；（3）机器引起的振 动和噪声造成污染，破坏其他设备的正常工作；（4）影响操作人员的工作环境，降低操 作人员的工作效率。所以随着现代技术的发展，对柴油机平衡性能的要求越来越高，各 技术单位也都予以高度重视。

[2]自 1892 年第一台柴油机成功研发至今，柴油机已有 100 多年的历史 。经过不断的改进和发展，在汽车、船舶、拖拉机、工程机械和机车领域获得大量的应用，已成为 当下应用最为广泛、用途最多样的重要的热能动力机械。尤其近二十年来，随着市场对 柴油机性能要求的不断提高，在日趋激烈的市场竞争下，柴油机正朝着轻型化、高速化、 大功率、低污染的方向不断发展。然而在技术发展的同时，柴油机的振动和噪声问题也 被凸现出来。柴油机在运动过程中，主要的激励源之一来自于缸内气压和动构件惯性力 对柴油机内固定件所施加的周期循环冲击激励。曲柄连杆机构在周期性的运动过程中所 产生的惯性力传递至机体，影响柴油机内部零件的工作性能和可靠性，减短柴油机的使 用寿命。所以对柴油机的平衡性能的研究已是市场的大势所趋，具有极其重要的意义。

1。2 国内外研究现状

1。2。1 国外研究现状分析

1。2。2 国内研究现状分析

1。3 主要研究内容

由于引起柴油机振动的主要因素是柴油机在工作周期内产生并不断变化的力和力 矩，主要包括旋转惯性力、旋转惯性力矩、往复惯性力、往复惯性力矩和倾覆力矩等。 因此，本文采用传统算法对 60°、45°、50°和 90°四种不同气缸夹角的空间曲轴型式 8V280 柴油机进行平衡分析，并选取合适的气缸夹角的柴油机设计相应的平衡方案。主要工作 内容包括以下几点：

（1）对传统算法中的图解法和解析法两种常用方法进行比较，选取其中一种进行

接下来对柴油机平衡分析的计算。

（2）对 60°、45°、50°和 90°四种不同气缸夹角的柴油机的旋转惯性力、旋转惯性 力矩、往复惯性力和往复惯性力矩分别进行分析和计算。

（3）根据平衡分析的结果选择其中一种较合适进行平衡优化的气缸夹角，计算这 种气缸夹角的柴油机的倾覆力矩。

（4）对所选气缸夹角的柴油机进行平衡方案的设计。

第二章 平衡分析计算方法选取

2。1 平衡的基本概念