汽车NVH综合技术：解决方案与平衡块装备方式详解

众所周知，旋转不平衡力矩是如何产生的。图14-10表示力矩产生的原理。

为了更容易理解V形发动机1个气缸的惯性力，省略式（14-8）、式（14-9）中的d²θ/dt²项，只保留转动1次成分，用图14-5的坐标表示为

式中，F_L为右侧1缸部分的惯性力；F_R为左侧1缸部分的惯性力；r为曲轴半径；β为反弹角；γ为曲轴销偏心角。

对于V形10缸发动机，把从第3个气缸中心到各气缸中心的距离，乘以各气缸的惯性力，求和后即可得到旋转不平衡力矩C，用图14-10表示气缸中心到各气缸的位置关系。

图14-10 V形发动机惯性力产生的原理

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式中，L为各气缸之间的距离；δ_n为把第1缸作为0°时候的第n个气缸的角度。

把式（14-19）换成系数A、B进行简化计算，可得出式（14-20）。

括号内的第1项表示与曲轴旋转同方向的旋转不平衡力矩。此旋转不平衡力矩可以由安装在曲轴上的配重消掉。第2项表示相反方向的不平衡力矩。为消除本力矩需要配置与曲轴相反方向旋转的新配重。

下面介绍为消去此力矩的1次平衡块设计案例。

因旋转不平衡力矩残留在曲轴的旋转方向和相反方向，1次平衡块必须与曲轴相反方向且以同一转数旋转。为了有效地产生力矩，需要尽量将平衡块间的间距加大。如果在发动机前后端装备平衡块，取较大的间距，就可减轻平衡块的重量。本案例中的发动机，因缸体前后端配置了齿轮系，此齿轮系中追加了1次平衡块。图14-11中表示了前侧、后侧平衡块的装备状态。在前侧，为了由凸轮轴齿轮驱动而追加了平衡块及驱动齿轮。后侧的惰轮与曲轴是以1∶1的比例相互啮合的，因此在惰轮上追加了平衡块。