柴油机的振动与平衡课件

柴油機的振動與平衡

一、單缸柴油機振動力源1.氣體力Fg拉伸柴油機的固定件，在內部得到平衡,氣體力的作用會產生傾覆力矩而使柴油機左右擺動2.

往復慣性力Fj自身無法平衡，將引起柴油機上下方向振動，還會產生側推力形成傾覆力矩作用於柴油機機體,使之左右擺動3.回轉慣性力(離心力)FR

會使柴油機發生上下、左右方向的振動4.傾覆力矩MD

由氣體力和往復慣性力產生，在內部不能平衡，使柴油機產生左右擺動(橫向振動)，一般由地腳螺栓來承擔5.連杆力偶ML

將引起柴油機左右擺動。因數值較小,一般不考慮二、單缸柴油機振動的平衡1FR的平衡曲柄臂上配置平衡重塊2Fj的平衡平衡Fｊ1和Fｊ2的方法為正反轉向量平衡法

3傾覆力矩MD無法平衡，由機座地腳螺栓承受4.連杆力偶ML

較小,一般不採取平衡措施。為了減小ML，中高速機連杆杆身應輕些，大端軸承蓋中心離大端中心遠些，以使連杆品質小，連杆打擊中心靠近連杆大端中心三、多缸柴油機的振動1合成離心慣性力ΣFR

為0，不會造成振動2合成離心力矩ΣMR

不平衡會使柴油機在縱向產生上下左右方向的振動3合成往復慣性力ΣFj

作用在縱向垂直平面上，不平衡會造成縱向上下跳動,多為零4合成往復慣性力矩ΣMj

不平衡會使柴油機在縱向平面內上下振動5總傾覆力矩ΣMD

會引起柴油機主要固定件左右搖擺，缸數越多影響越小6總連杆力偶ΣML

多缸機相互抵消，多為0

綜上所述，多缸柴油機的合成慣性力為零，不會造成柴油機的振動，而合成慣性力矩和總傾覆力矩是造成多缸柴油機振動的激振力源。各合成慣性力矩的作用性質，可將其歸納為：1)一次力矩的垂直分量，即合成離心力矩的垂直分量和合成一次往復慣性力矩；2)一次力矩的水準分量，即合成離心力矩的水準分量；3)二次力矩的垂直分量，即合成二次往復慣性力矩

圖6－7多缸柴油機的外力矩

四、多缸柴油機振動的平衡對於多缸機，柴油機合成離心力、合成一次往復慣性力、合成二次往復慣性力都能達到完全平衡，只有合成離心力矩、合成一次往復慣性力矩、合成二次往復慣性力矩、總傾覆力矩不平衡。特別是長行程少氣缸數的柴油機，有較大的不平衡力矩,採用平衡法減輕柴油機振動1規範要求1）大型低速二衝程機的不平衡力矩一般不超過500KN＊M2）單位功率不平衡力矩值＝不平衡力矩值/柴油機功率，若該值小於60Nm/kW，可不安平衡補償裝置；若大於200Nm/kW，則建議安裝平衡補償裝置2平衡補償裝置分類1）由曲軸驅動並安裝在柴油機上2）由電動機驅動安裝在柴油機自由端或舵機室甲板處3平衡方法1）柴油機的外部平衡和內部平衡（1）外部平衡：採取措施使合成離心力ΣFR、合成離心力矩ΣMR、合成一次往復慣性力ΣFj1、合成一次往復慣性力矩ΣMj1、合成二次往復慣性力ΣFj2、合成二次往復慣性力矩ΣΜj2都等於零（雖不對外產生力和力矩，但仍會引起變形和振動）（2）內部平衡：採取措施分別使各缸的慣性力得到平衡(一般只使離心力得到平衡，較難實現，採取內部平衡後能消除柴油機的振動）2離心力和離心力矩的平衡1）合成離心力的平衡採用均勻分佈的曲柄排列2）合成離心力矩的平衡

曲柄臂裝平衡重，方法有：（1）各缸平衡法既達到外部平衡也達到內部平衡，新型船用中速機多用（2）分段平衡法只能達到外部平衡，但可以適當減少平衡重數量，曲軸重量減輕，改善曲軸及機座受力（3）整體平衡法僅在首尾曲柄臂加平衡重，使曲軸重量最輕，達到外部平衡，但內部平衡性能最差（4）不規則平衡法能夠改善發動機的內部平衡和某些軸承的軸承負荷3）往復慣性力矩的平衡正反轉平衡輪系，具體有：（1）雙軸平衡裝置多用於中小型高速機（2）首尾齒輪傳動式平衡裝置2正反轉的平衡重以平衡二次往復慣性力矩，多用於大、中型低速及中速柴油機上（3）鏈條傳動的正反轉平衡輪系正反轉平衡重由曲軸或凸輪軸通過鏈條傳動，用於超長或長行程少