柴油机的平衡分析是在假设机座、机体、曲轴等零件都为绝对刚体的前提下，分析 柴油机作用在机座上的力和力矩的大小、方位及柴油机整机的平衡情况，从而找到避免 或减轻柴油机振动和噪声的方法。

通过分析曲轴连杆机构的作用力，引起单缸发动机振动的自由力主要包括不平衡离心惯性力，往复惯性力和倾覆力矩 （由于连杆力偶值很小，故可忽略不计），上述的激振自由力构成一个平面力系。将若干个单缸机通过曲轴串联则组成一个直列式多缸机， 所以直列式多缸机是由多个平面力系所组成的空间力系。在组成的空间力系中，存在有 多个激振力源：合成离心惯性力、合成离心惯性力矩、合成往复惯性力、合成往复惯性 力矩、合成倾覆力矩。倾覆力矩是发动机输出扭矩的反转矩，它和输出转矩大小始终相 等，方向相反，是由缸内的气体压力和曲柄连杆机构的往复惯性力引起产生的，具有周 期性变化的特点。倾覆力矩会给发动机带来剧烈的振动，是发动机的激励力源之一，对 发动机危害较大。因此，单缸发动机需要设法平衡往复惯性力，不平衡离心惯性力和倾 覆力矩，直列式多缸发动机则需要平衡合成离心惯性力，合成离心惯性力矩，合成往复 惯性力，合成往复惯性力矩以及合成倾覆力矩。文献综述

V 型多缸机所产生的一、二阶往复惯性力分别作用在两列气缸中心线平面内，所以 需要分别先求出各列气缸的一、二阶往复惯性力和一、二阶往复惯性力矩并求出其合力 和合成力距，然后根据不同的气缸夹角，通过余弦定理得出两列气缸的总的合力及合成 力矩。或者先求出每一对气缸的一、二阶往复惯性力的合力，再按照直列式柴油机的分 析方法，求出曲轴上所有气缸的合力以及合力所引起的力矩[20]。如果求得所有的不平 衡力和不平衡力矩都为零，则发动机外部达到完全平衡。

柴油机工作时引起的周期性离心惯性力、往复惯性力和倾覆力矩是造成柴油机不平 衡的主要原因，所有不平衡力的大小和方向随着曲轴的周期性转动发生变化，引起柴油 机的振动。所以我们在柴油机中设置平衡机构，通过平衡机构的作用产生与柴油机的不 平衡力或力矩方向相反的力或力矩，与柴油机产生的力或力矩达到部分或全部抵消，以 此减小柴油机的振动和噪声，消减柴油机的不平衡性，提高柴油机的性能。

2。2 解析法和图解法简介

解析法和图解法是进行柴油机平衡分析时常用的两种传统方法。两种方法的主要特点如下：

（1）解析法：在柴油机平衡性能的分析过程中，引入正、反转矢量的概念，利用 复数的形式表示力和力矩的方向，其中与曲轴同向旋转的为正转矢量，与曲轴反向旋转 的为反转矢量。

（2）图解法：任取一个坐标系，求出各个力和力矩在坐标轴上的投影和 P 和来,自.优;尔:论[文|网www.youerw.com +QQ752018766-

M ，如果 P 0 且 M 0 ，则柴油机达到平衡，如果其中一项不为 0，则柴油机 不平衡。

下面以气缸夹角为 90°时的空间曲轴型式 8V280 柴油机为例，分别用解析法和图解 法对 8V280 柴油机进行平衡分析计算，对两种方法进行比较。