平衡軸

平衡軸技術是機車發動機中套用較廣的一項技術，它的結構簡單實用，可有效地緩減機車的整車振動，提高駕駛的舒適性。本文對平衡軸技術原理和在機車上的套用做一個簡單介紹。

基本介紹

• 中文名：平衡軸
• 屬於：套用較廣的一項技術
• 含義：有效地緩減機車的整車振動
• 擁有：雙平衡軸和單平衡軸

振動原理

在發動機的工作循環中，活塞的運動速度非常快，而且速度很不均勻。在上下止點位置，活塞的速度為零，而在上下止點中間的位置速度達到最高。由於活塞在氣缸內做反覆的高速直線運動，必然在活塞、活塞銷和連桿上產生很大的慣性力。在連桿上配置的配重可以有效地平衡這些慣性力．但連桿上的配重只有一部分運動質量參與直線運動，另一部分參與旋轉。除了上下止點位置外，各種慣性力不能被完全平衡，使發動機產生了振動。

平衡軸

當活塞每上下運動一次，將使發動機產生一上一下兩次振動，所以發動機的振動頻率和發動機的轉速有關。在振動理論上，常使用多個諧波振動來描述發動機的振動，其中振動頻率和發動機轉速相同的叫一階振動，頻率是發動機轉速2倍的叫二階振動，依次類推，還存在三階、四階振動。但振動頻率越高，振幅就越小，2階以上可以忽略不計。其一階振動占整個振動的70%以上，是振動的主要來源。

途徑

為了消除振動，採用的方法有很多，例如採用輕質的活塞減少運動件的質量、提高曲軸的剛度、採用60度夾 角的v型雙缸布置發動機等等。但在機車發動機上普遍採用的方式是增加一個平衡軸來解決。增加平衡軸（如上圖中間位置所示部件）也是這些辦法其中之一，簡單說平衡軸其實就是一個裝有偏心重塊並隨曲軸同步旋轉的軸，利用偏心重塊所產生的反向振動力，使發動機獲得良好的平衡效果，降低發動機振動。

平衡軸圖片

分類

機車發動機採用的平衡軸方式有兩種：雙平衡軸和單平衡軸。兩種方式在工作原理上是相同的，但具體結構有不同。

雙平衡軸方式

雙平衡軸採用鏈傳動方式帶動兩根平衡軸轉動，其中一根平衡軸與發動機的轉速相同，可以消除發動機的一階振動；另一根平衡軸的轉速是發動機轉速的2倍，可以消除發動機的二階振動，可達到理想減振效果。雙平衡軸方式較為複雜，成本高，占用發動機的空間大，—般在大排量機車上使用。

還有一種雙平衡軸布置方式，就是兩個平衡軸與氣缸中心線成角度對稱布置，旋轉方向相反，轉速與曲軸轉速相同，用以平衡發動機的一階往復慣性力。例如276Q發動機上的平衡軸，就是如上布置。

單平衡軸方式

單平衡軸採用單一的平衡軸，利用齒輪傳動方式進行工作，通過曲軸旋轉帶動固連的平衡軸驅動齒輪——>平衡軸從動齒輪——>平衡軸。單平衡可以平衡占整個振動比例相當大的一階振動，可以使發動機的振動得到明顯改善。由於單平衡軸方式結構簡單，占用的空間小，在單缸和小排量的發動機中套用較廣。

小貼士：當活塞每上下運動一次，將使發動機產生一上一下兩次振動，所以發動機的振動頻率和發動機的轉速有關。在振動理論上，常使用多個諧波振動來描述發動機的振動，其中振動頻率和發動機轉速相同的叫一階振動，頻率是發動機轉速2倍的叫二階振動，依次類推，還存在三階、四階振動。但振動頻率越高，振幅就越小，二階以上可以忽略不計。其一階振動占整個振動的70%以上，是振動的主要來源。

套用

綜上所述，平衡軸就是用來平衡和減少機車發動機的振動，以達到減少發動機振動，降低發動機的噪音，延長發動機使用壽命，提升駕乘者的舒適度的目的。作為一項專利，它由YAMAHA( 山葉）機車首先使用，收到了良好的效果，在建設山葉的每一個車系裡都有平衡軸套用，這也是它的特色和賣點，在同類車型里，它無疑是最安靜的。

斷裂原因

單缸柴油機維修時要注意消除平衡軸斷裂的原因。現將導致平衡軸斷裂的有關原因總結如下：

(一)軸承松曠。所謂平衡軸軸承松曠，引起座孔不正常磨損的常見原因為發動機平衡不好，流動軸承運轉不靈活，平衡軸兩端座孔同軸度超差，平衡軸軸向游隙過大等。座孔磨損增大後，運轉平衡軸承受過大的衝擊負荷，導致平衡軸斷裂。

(二)裝配錯誤。在柴油機拆裝、維修過程中，有時會將平衡軸裝錯，例如裝正時齒輪時把正時記號裝錯了。這時平衡軸不僅不能起平衡作用，反而會引起更大的振動，從而造成平衡軸的斷裂。

(三)齒輪嚙合不良。平衡軸齒輪和與之嚙合的齒輪中軸線平等度超差，相嚙合的齒輪在傳動過程中發生卡滯，使平衡軸受到周期性的彎曲應力，從而導致平衡軸疲勞斷裂。