三缸發動機的震動問題是如何被解決的，僅靠平衡軸嗎？

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對於三缸機而言，振動發生的原因主要是工作過程的周期性和機件運動的周期性，運轉所產生的旋轉慣性力和往複慣性力都是周期性變化的。這些力在機內如果不能相互抵消，傳給支承的力也會不斷的變化。然後由於輸出轉矩的波動，也會造成支反力的變化。

總之，發動機之所以會發生振動，是由於

1、發動機轉矩是周期性變化的

2、旋轉慣性力，往複慣性力是周期性變化的

那麼以三缸機為例，振動問題是如何解決的呢，且聽慢慢道來：

1、旋轉慣性力

旋轉慣性力是繞曲軸中心作旋轉運動的運動質量產生的離心力，慣性力又能產生相應的力矩；這些就是振動的來源。

旋轉慣性力與力矩可以通過配重來消除。

對於四衝程三缸機，其點火間隔為720°/3=240°，所以其旋轉慣性力是平衡的，但是其力矩不是平衡的，需要用平衡塊加以平衡。

如圖為平衡塊以及曲軸圖：

曲軸圖：

幾種平衡方法：

【感謝內燃機原理的圖！！】

首先有完全平衡法（a方案），在每個曲柄上都加一個平衡塊，此時共有六塊平衡塊。顯然，6塊平衡塊時主軸承負荷最輕。

其次有整體平衡法（b方案），在曲軸的第一塊曲柄和第六塊曲柄上各加一塊平衡塊，此時需要2塊平衡塊。這種方案所需平衡塊質量最輕，但主軸承負荷最重。而且使用2塊平衡塊的方案需要加厚曲軸兩端的曲柄，使曲軸和機體，氣缸蓋的長度加大；或者加大平衡塊的旋轉半徑，此時會導致連桿長度加長。

最後，有兩者折中的，用四塊平衡塊（C方案）。

具體用哪種方案，不同發動機各有不同。

就這樣旋轉慣性力解決了

2、
往複慣性力的平衡

活塞組件和連桿在氣缸內往複運動會產生慣性力。往複慣性力由一階和二階往複慣性力組成。對於三缸機而言，跟旋轉慣性力一樣，其一階和二階往複慣性力也是平衡的，但是一階和二階慣性力矩都不平衡。

往複慣性力始終沿氣缸軸線作用，會引起支承的縱向振動。特別說明的是，曲柄圖呈中心對稱的單列式發動機，往複慣性力都是平衡的。

力矩作用在氣缸中心線與曲軸中心線組成的平面內，力矩矢量方向與該平面垂直。

如圖所示為三缸機的往複慣性力及縱向力矩示意圖。

由b圖可以看出，一階慣性力FI=0，表示三缸機一階往複慣性力是平衡的；FII=0，也表示二階慣性力也是平衡的。

由c圖可以看出，一階慣性力矩最大值MI=2M+I；二階慣性力矩最大值MII=2M+II

這兩階慣性力矩都不平衡。

因此，三缸機需要平衡軸來平衡慣性力矩！

接下來就是說說平衡軸的時間了：

平衡軸的反向轉動（這裡指的是相對曲軸轉動方向而言），能緩解發動機的振動，大多數三缸機都會採用平衡軸設計，通常都採用加裝一根平衡軸來平衡一階力矩。

從理論上來說，三缸機的不平衡力矩完全可以用四軸平衡掉，即除了在曲柄上加平衡重外，另加設兩根平衡軸，組成一組雙軸平衡裝置，平衡一階慣性力矩；如果再要平衡二階往複慣性力矩，則還要一組雙軸平衡裝置，但是由於發動機結構等方面的限制，大多採用半平衡法，僅平衡掉部分力矩以減輕發動機的振動。

如圖平衡軸：

【感謝汽車之家的圖】

當然，為了達到平衡性，工程師們也是很拼的，不僅僅是平衡軸上下文章，還有在皮帶輪，齒輪上下了很多功夫。

比如：這位PSA的1.2THP，就運用了大質量慣性曲軸皮帶輪，去耦式平衡軸齒輪，在平衡軸從動齒輪上增加去耦橡膠圈等等。

【感謝汽車之家的圖】

當然還有任性不加平衡軸的：

如果不加平衡軸，採用過量平衡法可以達到提高平衡效果的目的。過量平衡法既簡單，又能提高平衡效果，降低垂直方向振動效應。

過量平衡法是指在平衡重上加上額外的重量，或者在皮帶盤或者飛輪上加一定量的平衡重量。

這種平衡法就需要在飛輪，皮帶輪上下文章了

用這種方法的有福特的Ecoboost系列。EcoBoost 1.0T去掉了平衡軸，而在飛輪與皮帶輪上採用「不平衡」設計，飛輪設計成偏心式的，重點是偏心式飛輪。

【感謝易車網的圖】

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個人愚見，歡迎點贊（交流）！

在同濟做了快兩年懸置，三缸機的振動問題有點意思，上面的好像都沒解釋清楚，我來嘗試解答一下。

目前三缸發動機已經成為很多小型車的一種選擇甚至是唯一配置，已經進入C級車平台。首先做NVH的角度來說，我們並不關心振源本身有多大，我們關心的是頻率。解決振動的方法有許多，大致分為三類：振源減弱，路徑減弱和接受體處減弱。要想回答這個這個問題，首先必須弄清楚，與傳統四缸機相比，三缸機的振動問題到底難在哪裡？三缸機的主要激勵為：1.5階Pitch激勵（發火階次相關）；1階roll或Yaw激勵。沒錯，多就多在有個一階的激勵，這是三缸機問題的核心！

下面我們來聊聊這個1階玩意兒。我們來舉個怠速的例子，工況：發動機750RPM。1.5th order: 750/60 x1.5=19.5Hz；1st order: 750/60 x1.0=13.8Hz。三缸發動機展現出低頻（1階）的縱向轉動和/或左右轉動的激勵，這對於模態配置來說帶來極大麻煩。容易與其他子部件產生共振，這是對三缸機進行NVH設計時首先要花功夫考慮的問題。為什麼？我們在做模態匹配之間會對整個動力總成懸置系統進行解耦率計算，計算動力總成剛體的六個自由度的固有頻率，一般來說，yaw和roll模態的頻率都會達到13Hz左右，如果轉速稍低，這個1階振動就會在怠速引起動力總成yaw和roll方向的共振，造成NVH問題突出。那麼怎麼解決？嗯，加平衡軸，有加一根的，有家兩根的。加一根和曲軸相同轉速的，可以消除roll激勵，具體原理我不再贅述，讀者可以查閱相關論文。總之，平衡軸只解決了發動機的一階激勵問題！注意，如果只有配重塊，沒有平衡軸的話，一階激勵能夠被改變但不能被消除，只會在roll和yaw之間轉移！但是，平衡軸會由於重量和摩擦增加油耗，.需要安裝空間和增加成本，低端車一般來說不會這麼干，那麼就去找懸置嘍，當然也是可以解決的。

總的來說，三缸機避頻難，導致怠速振動偏大，易在用戶常用發動機轉速段與重要部件模態共振，表現為高檔位大負荷加速時方向盤振動大。

不知道怎麼劃重點，於是用了感嘆號，若有不適請見諒。如果看的人多的話，我會再詳細點介紹。

瀉藥，非內燃機專業人士。
據我所知GM用的是平衡軸式的，而且這一塊做的也不是很好，振動以及怠速穩定性都不如成熟的4缸機。福特的小型渦輪增壓發動機做的不錯，可以參考下福特Ecoboost發動機的做法-偏心飛輪。
再有關係比較大的就是發動機本體支撐點位置的選取以及支撐剛度這些，三缸機對這些要求更嚴格一些。

另外曲軸扭轉減震器這東西難得不是所有發動機都帶的么？

平衡軸只能解決一階，1.5才是要命的，不是解決不掉，而是成本太高了，而且對發動機的體積影響很大。據我所知的諸多主流廠商中，基本沒有在發動機層面解決掉三缸機nvh問題。更多的是以整車牽頭通過其餘系統的優化來保證整車nvh滿足指標要求。

寶馬三缸發動機-蘿蔔報告的秒拍

就沒有被解決過，解決的只是盡量通過隔音件和相對軟性的連接，減少乘員艙里的人感覺到的震動而已

謝邀，目前我能想到的如樓上，平衡軸和偏心輪，現在製造精度提高了，也有一定的幫助。
我不是業內人士。
邀張文川等專業一些的人來回答吧。
@張文川
@李老鼠
@Gocon

瀉藥，我拆過V5，但是沒拆過W3啊。

先介紹一個相對成熟的技術，也就是大家都提到的偏心輪。

消除3缸發動機振動的方案：
3缸發動機中有兩個活塞的升降活動同步，而另一個活塞則與它們不同步，因此它「天生」是不平衡的。福特採取的對策是，改進發動機懸置系統的設計，利用發動機的飛輪和前段皮帶輪消除振動能量，達到平衡。寶馬、三菱、通用三家車企採用的是另一種方法，即在發動機內安裝平衡軸，它以與曲軸相反的方向轉動來抵消振動。

ECOBOOST 1.0T是一台三缸增壓發動機，為解決三缸發動機本身運轉不夠平順，抖動較大的結構缺陷，福特的工程師有意識把這台發動機的飛輪設計成偏心式的，從而避免設計專門的平衡軸，既簡化了發動機結構，又降低了內部的能耗。

還有一個偏門一點的扭轉減振器。

4. 工作原理
當內燃機產生扭轉振動時，橡膠減振器的輪轂和多楔帶輪之間產生相對運動，使橡膠來回揉搓，振動能量就這樣被橡膠的內摩擦阻尼所吸收，從而使振動得到消減，由於橡膠有一定的柔度，故對軸系有一定的調頻作用。

5. 橡膠減振器的優點
（1）橡膠減振器具有持久的高彈性、良好的隔振緩衝和隔聲性能，造型和壓制方便；可自由地選擇形狀和尺寸，以滿足剛度要求，具有適量的阻尼以吸收振動能量，對高頻能量的吸收尤為見效。
（2）橡膠的另一個重要的特性是體積不可壓縮性.其彈性是由於受力後體積形態發生變化的結果，為使橡膠具有彈性，必須留有足夠的空間，保證橡膠自由地向四周膨脹。