汽機車四行程引擎介紹5:引擎的震動與平衡

無論是汽車還是大型重型機車,直列四缸引擎佔有非常高的市佔率,平順的動力輸出與較少的震動,讓人們很容易接受。但現在環保法規越來越嚴苛、對油耗越來越重視,導致直列三缸、雙缸引擎大舉出現,這兩種形式的引擎,在平順度方面就差了點,也讓引擎震動這個問題受到很多的關注。在這邊介紹一下引擎產生震動的原因,以及廠商用了哪些手段來消弭震動。 諸如平衡軸、一階震動與二階震動、V缸引擎夾角的玄機、十字曲軸到底減少什麼震動等?都會在這一篇文章中介紹。 在本網誌只是就大架構介紹一下四行程引擎,提供一個粗淺的認識。 但引擎有點複雜,就算是粗淺介紹,文章還是搞的蠻長的,於是分了幾篇來說明 1.汽機車四行程引擎介紹1:基本原理與架構(連結) 2.汽機車四行程引擎介紹2:進氣系統(連結) 3.汽機車四行程引擎介紹3:壓縮與燃燒(連結) 4.汽機車四行程引擎介紹4:排氣系統(連結) 5.汽機車四行程引擎介紹5:引擎的震動與平衡(連結) (就是本篇啦) 除了基本架構外,還有針對比較熱門的機件結構進行說明: 引擎的冷卻方式:氣冷、油冷與水冷(連結) 引擎的燃燒與爆震(連結) 點火提前角(退點火角)(連結) 最大震動來源:燃燒震動 引擎是靠汽缸內油氣的燃燒來產生動力,這動力藉由推動上下運動的活塞,繼而轉動曲軸來輸出。 活塞是上下運動,被燃燒產生的壓力往下推動,當然會產生很大的震動,這種震動在大家熟悉的單缸引擎上就很明顯,催個油門就可以感受到引擎抖呀抖的,感受到滿滿的動力啊! 更慘的是這燃燒壓力在曲軸轉兩圈時才有一次產生,因此曲軸也就一直在加速與減速中循環,讓動力輸出很不平順。 要消除這種燃燒造成的震動與不順感,當然是不可能的事,但可以藉由安裝大質量的飛輪與增加汽缸數目來減少影響。 1.儲存動能的飛輪 引擎都會在曲軸上安裝一個大質量的飛輪,在燃燒行程中產生壓力時,可以儲存動能,在其他三個活塞行程中來釋放動能,如此就可以維持曲軸轉速,讓曲軸不會轉得忽快忽慢的。 要讓動力輸出越平順,飛輪的質量要越大,但質量太大會讓引擎轉速的變化變的很慢,就是你油門催下去,過了一陣子轉速才拉上來,油門放開後,轉速也是過了一會兒才降下來。 當然,質量越重的飛輪,會吃掉越多的引擎動力,因此調配適當的飛輪質量,也是廠商傷腦筋的地方,市面上也會有改裝輕量化飛輪的產品,來減少動力的耗損,但抖動就會增加一點哩! 一般飛輪都是做成一片大齒盤,...