平衡轴

平衡轴用于活塞发动机，通过抵消不平衡的动力来减少振动。平衡轴具有偏心重块并相互反向旋转，从而产生净垂直力。平衡轴由英国工程师弗雷德里克·W·兰彻斯特于1907年发明并获得专利。它最常用于汽车和摩托车的直列四缸和V6发动机。

平衡轴系统的工作原理是两个承载相同偏心重量的轴以发动机速度的两倍以相反方向旋转。轴的定相使得重物产生的离心力抵消了发动机产生的垂直二阶力（发动机转速的两倍）。平衡轴产生的水平力相等且相反，因此相互抵消。平衡轴不会减少曲轴所经历的振动。

许多摩托车发动机——尤其是直列双缸发动机——都采用了平衡轴系统，例如雅马哈TRX850和雅马哈TDM850发动机有一个带有平衡轴的270°曲轴。BMWGS平行双缸使用的另一种方法是使用“虚拟”连杆来移动铰接配重。

平衡轴通常用于直列四缸发动机，以减少典型直列四缸发动机设计中固有的二阶振动（以发动机RPM的两倍振动的垂直力）。产生这种振动的原因是连杆在均匀点火的直列四缸发动机中的运动在整个曲轴旋转过程中是不对称的；因此，在给定的曲轴旋转周期内，下降和上升活塞的加速度并不总是完全相反，在每转中产生两次净垂直力（随RPM呈二次方增加）。振动量也随着发动机排量而增加，导致平衡轴通常用于排量为2.2升（134立方英寸）或更大的直列四缸发动机。增加的冲程或孔都会导致增加的二次振动；较大的冲程会增加加速度的差异，而较大的孔会增加活塞的质量。平衡轴系统的兰彻斯特设计在1975年推出的MitsubishiAstron80中得到改进，这是一款直列四缸汽车发动机。该发动机是xxx个将一个平衡轴定位于高于另一个平衡轴的发动机，以抵消二阶滚动偶合器（即大约曲轴轴线）由于发动机转速的增减引起的惯性所施加的扭矩。在对置四缸发动机中，力被沿相反方向移动的活塞抵消。因此，四缸发动机不需要平衡轴。

平衡轴也用于GMVortec3700等直列五缸发动机。

在直列六缸发动机和对置六缸发动机中，摇摆力自然平衡，因此不需要平衡轴。无论V角如何，V6发动机本质上都是不平衡的。任何具有奇数气缸的直列式发动机都存在主要的不平衡，这会导致端到端的摇摆运动。由于V6中的每个气缸组都有三个气缸，因此每个气缸组都会经历这种运动。平衡轴用于各种V6发动机以减少这种摇摆运动。与90°V6发动机不同，60°V6发动机不需要平衡轴。