文档介绍：第二节柴油机的振动与平衡
一、单缸柴油机振动力源
拉伸柴油机的固定件,在内部得到平衡,气体力的作用会产生倾覆力矩而使柴油机左右摆动
2. 往复惯性力Fj
自身无法平衡,将引起柴油机上下方向振动,还会产生侧推力形成倾覆力矩作用于柴油机机体,使之左右摆动
(离心力)FR
会使柴油机发生上下、左右方向的振动
由气体力和往复惯性力产生,在内部不能平衡,使柴油机产生左右摆动(横向振动),一般由地脚螺栓来承担
将引起柴油机左右摆动。因数值较小,一般不考虑
二、单缸柴油机振动的平衡
1FR的平衡曲柄臂上配置平衡重块
2Fj的平衡
平衡Fj1和Fj2的方法为正反转矢量平衡法 3倾覆力矩MD 无法平衡,由机座地脚螺栓承受
较小,一般不采取平衡措施。为了减小ML,中高速机连杆杆身应轻些,大端轴承盖中心离大端中心远些,以使连杆质量小,连杆打击中心靠近连杆大端中心
三、多缸柴油机的振动
1合成离心惯性力ΣFR
为0,不会造成振动
2合成离心力矩ΣMR
不平衡会使柴油机在纵向产生上下左右方向的振动
3合成往复惯性力ΣFj
作用在纵向垂直平面上,不平衡会造成纵向上下跳动,多为零
4合成往复惯性力矩ΣMj
不平衡会使柴油机在纵向平面内上下振动
5总倾覆力矩ΣMD
会引起柴油机主要固定件左右摇摆,缸数越多影响越小
6总连杆力偶ΣML
多缸机相互抵消,多为0
综上所述,多缸柴油机的合成惯性力为零,不会造成柴油机的振动,而合成惯性力矩和总倾覆力矩是造成多缸柴油机振动的激振力源。各合成惯性力矩的作用性质,可将其归纳为:
1) 一次力矩的垂直分量,即合成离心力矩的垂直分量和合成一次往复惯性力矩;
2) 一次力矩的水平分量,即合成离心力矩的水平分量;
3) 二次力矩的垂直分量,即合成二次往复惯性力矩
图6-7 多缸柴油机的外力矩
四、多缸柴油机振动的平衡
对于多缸机,柴油机合成离心力、合成一次往复惯性力、合成二次往复惯性力都能达到完全平衡,只有合成离心力矩、合成一次往复惯性力矩、合成二次往复惯性力矩、总倾覆力矩不平衡。特别是长行程少气缸数的柴油机,有较大的不平衡力矩,采用平衡法减轻柴油机振动
1规范要求
1)大型低速二冲程机的不平衡力矩一般不超过500KN*M
2)单位功率不平衡力矩值=不平衡力矩值/柴油机功率,若该值小于60Nm/kW,可不安平衡补偿装置;若大于200 Nm/kW,则建议安装平衡补偿装置
2平衡补偿装置分类
1)由曲轴驱动并安装在柴油机上
2)由电动机驱动安装在柴油机自由端或舵机室甲板处
3平衡方法
1)柴油机的外部平衡和内部平衡
(1)外部平衡:采取措施使合成离心力ΣFR、合成离心力矩ΣMR、合成一次往复惯性力ΣFj1、合成一次往复惯性力矩ΣM j1、合成二次往复惯性力ΣFj2、合成二次往复惯性力矩ΣΜj2都等于零(虽不对外产生力和力矩,但仍会引起变形和振动)
(2)内部平衡:采取措施分别使各缸的惯性力得到平衡(一般只使离心力得到平衡,较难实现,采取内部平衡后能消除柴油机的振动)