تحلیل دینامیکی موتور سه استوانه با میلۀ متعادل‌کننده

طراحی موتورهای سه استوانه خطی با هدف کوچک‌سازی، کاهش مصرف سوخت و آلایندگی صورت می‏گیرد. معایب این نوع موتورها، ارتعاش شدید ذاتی آنها است. هدف این پژوهش، متعادل‌سازی موتورهای سه استوانه خطی با میلۀ متعادل‌کننده است. بنابراین با تحلیل دینامیکی این نوع موتورها، منابع نامتعادل مشخص می‌شوند. نتایج تحلیل دینامیکی نشان داد، گشتاور لَختی‏ ناشی از جرم‌های رفت و برگشتی و دورانی موتورهای سه استوانه خطی نامتعادل است. سپس به متعادل‌سازی تحلیلی این نوع موتورها با میلۀ متعادل‌کننده پرداخته شد. نتایج متعادل‌سازی تحلیلی موجب استخراج یک معادله برای محاسبه مشخصات هندسی و جرمی و همچنین نحوۀ جانمایی میلۀ متعادل‌کننده در این نوع موتورها منجر شد. برای بررسی صحت عملکرد متعادل‌سازی انجام شده به روش تحلیلی، موتور سه استوانۀ پایه با میلۀ متعادل‌کننده آن در نرم‌افزار GT-Power شبیه‏سازی شد. نتایج شتاب نگهدارنده‌ها بین مدل شبیه‌سازی شده با آزمون تجربی مقایسه شدند و تطابق مناسبی بین آن‌ها برقرار بود. نتایج سطح ارتعاش موتور پایه با میلۀ متعادل‌کننده طراحی شده به روش تحلیلی با نتایج مدل صحه‌گذاری شده، مقایسه شد. نتایج نشان داد، متعادل‌سازی تحلیلی انجام شده، عملکرد مطلوب و مناسبی دارد. سپس به ارائه راهکار اصلاح میل‌لنگ با استفاده از ضریب تعادل و امکان حذف میلۀ متعادل‌کننده جهت متعادل‌سازی موتورهای سه استوانه خطی پرداخته شد. برای پذیرش متعادل‌سازی به این روش نتایج سطح شتاب ریل صندلی راننده به عنوان معیار پذیرش در نظر گرفته شده است. نتایج نشان داد، متعادل‌سازی موتورهای سه استوانه خطی با افزایش ضریب تعادل میل‌لنگ و حذف میلۀ متعادل‌کننده امکان‌پذیر است.

Keywords:

Downsizing , Three-cylinder engine , Balancing shaft , Balance factor , کوچک‌سازی , موتور سه استوانه , میلۀ متعادل‌کننده , ضریب تعادل