內燃機軸系扭轉振動是內燃機軸系由鋼材或球墨鑄鐵製成，既有彈性，又有慣性，並有自身的固有頻率。強烈的共振會破壞內燃機的正常工作和各缸的均衡，導致齒輪撞擊、噪聲增大、功率下降、零件損壞，甚至斷軸。
基本介紹
- 中文名：內燃機軸系扭轉振動
- 外文名：Torsional vibration of engine crankshaft
- 組成：內燃機軸系由鋼材或球墨鑄鐵
- 特點：有彈性，有慣性以及固有頻率
正文,
正文
內燃機軸系由鋼材或球墨鑄鐵製成，既有彈性，又有慣性，並有自身的固有頻率。在簡諧性扭矩的激勵下，它會產生強迫扭轉振動，當激勵扭矩的頻率趨近於軸系的固有頻率時,扭振振幅急劇增大,即出現共振現象。強烈的共振會破壞內燃機的正常工作和各缸的均衡，導致齒輪撞擊、噪聲增大、功率下降、零件損壞，甚至斷軸。
軸系的固有頻率 軸系的固有頻率取決於軸系的彈性特性和慣性特性。彈性特性以柔度（單位扭矩引起的變形）或剛度（單位弧度變形所需的扭矩）表示。慣性特性以轉動慣量表示。柔度和慣量越小，固有頻率越高。軸系往往不限於一個固有頻率。
激勵扭矩 激勵扭矩來源於氣缸內的氣體壓力和往復慣性力，是以內燃機工作周期為基本周期的扭矩，可以分解為若干簡諧扭矩。往復慣性力在高頻時甚小，可以略而不計。對於軸系扭振起激振作用的，主要是氣缸內氣體壓力所形成的扭矩（見內燃機動力學）。在船舶內燃機軸繫上還存在螺旋槳不均勻受力所形成的激勵扭矩。
軸系將出現共振時的內燃機轉速稱為臨界轉速。當無阻尼軸系處於共振時,其振幅會無限增大。但是,實際上總是存在阻尼的，當阻尼所耗的功與激勵扭矩給軸系的功相等時,振幅就不再增大。當軸系的共振振幅或扭振的附加應力大於許用值時就必須採取振幅消減措施。這些措施大致有:避免在臨界轉速及其附近連續運轉;通過改變軸系的彈性特性或慣性特性來改變其固有頻率；通過改變內燃機的點火次序以減小軸系的激勵功；在軸系中加裝扭振消減裝置，以加大其阻尼功。常用的扭振消減裝置有乾阻式減振器和液阻式減振器、內阻式減振器和擺式減振器。
軸系的固有頻率 軸系的固有頻率取決於軸系的彈性特性和慣性特性。彈性特性以柔度（單位扭矩引起的變形）或剛度（單位弧度變形所需的扭矩）表示。慣性特性以轉動慣量表示。柔度和慣量越小，固有頻率越高。軸系往往不限於一個固有頻率。
激勵扭矩 激勵扭矩來源於氣缸內的氣體壓力和往復慣性力，是以內燃機工作周期為基本周期的扭矩，可以分解為若干簡諧扭矩。往復慣性力在高頻時甚小，可以略而不計。對於軸系扭振起激振作用的，主要是氣缸內氣體壓力所形成的扭矩（見內燃機動力學）。在船舶內燃機軸繫上還存在螺旋槳不均勻受力所形成的激勵扭矩。
軸系將出現共振時的內燃機轉速稱為臨界轉速。當無阻尼軸系處於共振時,其振幅會無限增大。但是,實際上總是存在阻尼的，當阻尼所耗的功與激勵扭矩給軸系的功相等時,振幅就不再增大。當軸系的共振振幅或扭振的附加應力大於許用值時就必須採取振幅消減措施。這些措施大致有:避免在臨界轉速及其附近連續運轉;通過改變軸系的彈性特性或慣性特性來改變其固有頻率；通過改變內燃機的點火次序以減小軸系的激勵功；在軸系中加裝扭振消減裝置，以加大其阻尼功。常用的扭振消減裝置有乾阻式減振器和液阻式減振器、內阻式減振器和擺式減振器。
