一种双平衡轴系统的设计方法技术方案

本发明专利技术公开了一种双平衡轴系统的设计方法，包括以下步骤：步骤A：获取作用在活塞销上的往复运动质量mj；步骤B：获取曲柄半径R以及曲柄连杆比λ；步骤C：获取曲轴角速度ω；步骤D：得到发动机的最大二阶往复惯性力Fjmax；步骤E：获取待设平衡块的偏心质量MB以及偏心距RB；步骤F：得到双平衡轴系统的最大二阶往复惯性力FBmax；步骤G：根据最大二阶往复惯性力Fjmax与最大二阶往复惯性力FBmax的关系,得到平衡率η。与现有技术相比，本发明专利技术提供的设计方法简单、有效，通过既定步骤得到平衡率，如果平衡率低于既定要求，通过调整平衡块偏心质量以及偏心距等参数的大小,直至满足设计要求。

A Design Method of Double Balanced Axis System

The invention discloses a design method of a double balancing shaft system, which includes the following steps: step A: obtaining reciprocating motion mass MJ acting on the piston pin; step B: obtaining crank radius R and crank-connecting rod ratio lambda; step C: obtaining crankshaft angular velocity_; step D: obtaining maximum second-order reciprocating inertia force Fjmax of the engine; step E: obtaining eccentric mass MB of the balance block to be set up in order to achieve the maximum second-order reciprocating inertia force of the Step F: Get the maximum second-order reciprocating inertial force FBmax of the double balancing axis system; Step G: According to the relationship between the maximum second-order reciprocating inertial force Fjmax and the maximum second-order reciprocating inertial force FBmax, get the balance rate_. Compared with the prior art, the design method provided by the present invention is simple and effective. The balance rate can be obtained through the established steps. If the balance rate is lower than the established requirement, the eccentricity mass and the eccentricity of the balance block can be adjusted until the design requirement is satisfied.

【技术实现步骤摘要】
一种双平衡轴系统的设计方法
本专利技术涉及发动机零部件
，特别是一种双平衡轴系统的设计方法。
技术介绍
在发动机的工作循环中，活塞的运动速度非常快，而且速度不均匀。由于活塞在气缸内做反复的高速直线运动，必然在活塞、活塞销和连杆上产生很大的惯性力，使发动机产生振动。其中振动频率域发动机转速相同的是一阶振动，频率是发动机转速两倍的叫二阶振动，以此类推还存在三阶振动、四阶振动，频率越高振幅越小，两阶以上可以忽略不计。随着发动机动力性能的提高，活塞的往复速度提高，发动机的振动增大，通过设计平衡轴可以抵消一部分的二阶振动，提升发动机的NVH性能。通过研究发动机双平衡轴系统的设计方法，可以有效的设计出平衡轴。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种双平衡轴系统的设计方法，以解决现有技术中的技术问题，它能够有效设计出高平衡率的平衡轴。本专利技术提供了一种双平衡轴系统的设计方法，包括以下步骤：步骤A：获取作用在活塞销上的往复运动质量mj；步骤B：获取曲柄半径R以及曲柄连杆比λ；步骤C：获取曲轴角速度ω；步骤D：根据前述步骤中的往复运动质量mj、曲柄半径R、曲柄连杆比λ以及曲轴角速度ω的关系，得到发动机的最大二阶往复惯性力Fjmax；步骤E：获取待设平衡块的偏心质量MB以及偏心距RB；步骤F：根据前述步骤中的曲柄半径R、偏心质量MB以及偏心距RB的关系，得到双平衡轴系统的最大二阶往复惯性力FBmax；步骤G：根据最大二阶往复惯性力Fjmax与最大二阶往复惯性力FBmax的关系,得到平衡率η。如上所述的双平衡轴系统的设计方法，其中，优选的是，所述步骤A中，根据以下公式，得到往复运动质量mj：mj＝mh+m1其中mh代表活塞总成换算到活塞销中心的当量往复质量，m1代表连杆总成换算到连杆小头中心的当量往复质量。如上所述的双平衡轴系统的设计方法，其中，优选的是，所述步骤B中，根据以下公式，得到曲柄连杆比λ：λ＝R/L其中L代表连杆长度。如上所述的双平衡轴系统的设计方法，其中，优选的是，所述步骤C中，根据以下公式，得到曲轴角速度ω：ω＝nπ/30其中n代表发动机额定转速。如上所述的双平衡轴系统的设计方法，其中，优选的是，所述步骤D中，根据以下公式，得到发动机的最大二阶往复惯性力Fjmax：Fjmax＝4λmjRω2。如上所述的双平衡轴系统的设计方法，其中，优选的是，所述步骤F中，根据以下公式，得到双平衡轴系统的最大二阶往复惯性力FBmax：FBmax＝16MBRBω2。如上所述的双平衡轴系统的设计方法，其中，优选的是，所述步骤G中，根据以下公式，得到平衡率η：η＝FBmax/Fjmax。与现有技术相比，本专利技术提供的设计方法简单、有效，通过既定步骤得到平衡率，如果平衡率低于既定要求，通过调整平衡块偏心质量以及偏心距等参数的大小,直至满足设计要求。附图说明图1是双平衡轴系统的结构示意图。附图标记说明：1-平衡轴，2-驱动轴，3-曲轴齿轮，4-平衡块，5-第一平衡轴齿轮，6-驱动齿轮，7-第二平衡轴齿轮。具体实施方式下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。如图1所示，本专利技术的实施例所针对设计的双平衡轴系统包括平衡轴1、驱动轴2以及曲轴(未示出)，平衡轴1的角速度是曲轴3的两倍，平衡轴1和驱动轴2的两端均安装有平衡块4，两端的平衡块4呈180度相对方向设置，平衡轴1上安装有第一平衡轴1齿轮5，驱动轴2上安装有驱动齿轮6和第二平衡轴齿轮7，第一平衡轴1齿轮5和第二平衡轴齿轮7啮合，驱动齿轮6和曲轴上的曲轴齿轮3啮合。本专利技术的实施例针对上述双平衡轴系统的设计方法，包括以下步骤：步骤A：获取作用在活塞销上的往复运动质量mj,本实施例中，优选根据以下公式，得到往复运动质量mj：mj＝mh+m1其中mh代表活塞总成换算到活塞销中心的当量往复质量，m1代表连杆总成换算到连杆小头中心的当量往复质量。步骤B：获取曲柄半径R以及曲柄连杆比λ,本实施例中，优选根据以下公式，得到曲柄连杆比λ：λ＝R/L其中L代表连杆长度。步骤C：获取曲轴角速度ω,本实施例中，优选根据以下公式，得到曲轴角速度ω：ω＝nπ/30其中n代表发动机额定转速。步骤D：根据前述步骤中的往复运动质量mj、曲柄半径R、曲柄连杆比λ以及曲轴角速度ω的关系，得到发动机的最大二阶往复惯性力Fjmax,本实施例中，优选根据以下公式，得到发动机的最大二阶往复惯性力Fjmax：Fjmax＝4λmjRω2。步骤E：获取待设平衡块的偏心质量MB以及偏心距RB；步骤F：根据前述步骤中的曲柄半径R、偏心质量MB以及偏心距RB的关系，得到双平衡轴系统的最大二阶往复惯性力FBmax,本实施例中，优选根据以下公式，得到双平衡轴系统的最大二阶往复惯性力FBmax：FBmax＝16MBRBω2。步骤G：根据最大二阶往复惯性力Fjmax与最大二阶往复惯性力FBmax的关系,得到平衡率η，本实施例中，优选根据以下公式，得到平衡率η：η＝FBmax/Fjmax。上述实施例的实际应用举例说明如下：活塞总成(活塞、活塞销、活塞环、活塞销卡簧等零部件)换算到活塞销中心的当量往复质量：mh＝1.1127kg；连杆总成总重：1.04kg，换算到连杆小头中心的当量往复质量为：m1＝0.3267kg；因此，作用在活塞销上的往复运动质量mj＝mh+m1＝1.1127+0.3267＝1.4394kg；曲柄半径R＝50mm；连杆长度L＝158mm；曲柄连杆比λ＝R/L＝50/158＝0.3165；发动机额定转速：n＝3600r/min；曲轴角速度ω＝nπ/30＝3600×π/30＝376.99rad/s；设每个平衡块的偏心质量为MB，偏心距为RB；先设定单个平衡块的偏心质量MB＝0.4747kg，质心偏距RB＝11.92mm。计算发动机最大的二阶往复惯性力为：Fjmax＝4λmjRω2＝4×0.3165×1.4394×0.05×376.992＝12949.25N计算双平衡轴系统的最大二阶往复惯性力为：FBmax＝16MBRBω2＝16×0.4747×0.01192×376.992N＝12866.94N平衡率为：η＝FBmax/Fjmax＝12866.94/12949.25＝0.9936＝99.36％，设计的平衡轴满足平衡要求。如果平衡率低于99％，可以调整平衡块的偏心质量MB，偏心距RB等参数的大小，重新计算，直至满足设计要求。以上依据图式所示的实施例详细说明了本专利技术的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本专利技术的较佳实施例，但本专利技术不以图面所示限定实施范围，凡是依照本专利技术的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双平衡轴系统的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A：获取作用在活塞销上的往复运动质量mj；步骤B：获取曲柄半径R以及曲柄连杆比λ；步骤C：获取曲轴角速度ω；步骤D：根据前述步骤中的往复运动质量mj、曲柄半径R、曲柄连杆比λ以及曲轴角速度ω的关系，得到发动机的最大二阶往复惯性力Fjmax；步骤E：获取待设平衡块的偏心质量MB以及偏心距RB；步骤F：根据前述步骤中的曲柄半径R、偏心质量MB以及偏心距RB的关系，得到双平衡轴系统的最大二阶往复惯性力FBmax；步骤G：根据最大二阶往复惯性力Fjmax与最大二阶往复惯性力FBmax的关系,得到平衡率η。

【技术特征摘要】
1.一种双平衡轴系统的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A：获取作用在活塞销上的往复运动质量mj；步骤B：获取曲柄半径R以及曲柄连杆比λ；步骤C：获取曲轴角速度ω；步骤D：根据前述步骤中的往复运动质量mj、曲柄半径R、曲柄连杆比λ以及曲轴角速度ω的关系，得到发动机的最大二阶往复惯性力Fjmax；步骤E：获取待设平衡块的偏心质量MB以及偏心距RB；步骤F：根据前述步骤中的曲柄半径R、偏心质量MB以及偏心距RB的关系，得到双平衡轴系统的最大二阶往复惯性力FBmax；步骤G：根据最大二阶往复惯性力Fjmax与最大二阶往复惯性力FBmax的关系,得到平衡率η。2.根据权利要求1所述的双平衡轴系统的设计方法，其特征在于：所述步骤A中，根据以下公式，得到往复运动质量mj：mj＝mh+m1其中mh代表活塞总成换算到活塞销中心的当量往复质量，m1代表连杆总成换算到...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵礼飞，胡必谦，高巧，杨光，林欣欣，吴义磊，李贺柱，宁科亮，
申请(专利权)人：安徽江淮汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34