曲軸扭振與減振器
F-DIESEL工程機械動力部件 2013/10/29 14:23:14
(1)扭振的概念假設有一個彈性鋼棒,其一端被固定,而另一自由端上有一個圓盤,如果把圓盤施加一個扭矩,將他轉動某一角度,然后放開,則系統將在鋼棒材料彈力及圓盤質量慣性力的作用下進行角振動,圓盤和彈性鋼棒時而轉到其平衡位置(靜止時的位置)的這一邊,時而又轉到其平衡位置的另一邊。這樣的角振動,稱為自由扭轉振動;偏離平衡位置的最大角度,稱為振幅,其振動頻率(即每分鐘振動的次數)稱為自由振動頻率。圓盤質量越大及鋼棒的剛性愈小,自振頻率越小。由于鋼棒材料內部的分子之間有摩擦作用(稱為阻尼),自由扭陣現象將逐漸衰減,振幅逐漸變小,最后整個系統便停止振動。
(2)
曲軸的扭振柴油機的曲軸也不是絕對剛體,它與隨同一起運動的活塞組、連桿組及飛輪等構成一個質量很大的彈性系統,在外力作用下,也會發生扭轉振動。這樣一個彈性系統,如圖所示的情況:其前端為自由端,其后端好像固定在飛輪前的附近,振動系統的質量分散在曲軸全長上。當柴油機的曲柄連桿機構和飛輪的尺寸、材料等一定時,這個彈性系統,也就是曲軸便有完全確定的自振頻率。
(3)硅油減振器減振器殼體和蓋板內密封一個慣量相當大的慣性盤,在殼體與慣性盤之間有狹窄間隙,間隙中充滿硅油。當曲軸發生扭振時,固定在自由端的殼體因慣量小隨曲軸一起振動,而慣性盤的慣量相對于殼體則很大,殼體與慣性盤之間產生相對角位移,粘度很大的硅油在狹窄的間隙中產生阻尼,衰減曲軸扭振能量。
(4)橡膠減振器輪轂固定在曲軸上,減振體為圓環形,他們與中間的硫化橡膠層貼合。當
曲軸旋轉時,輪轂通過橡膠層帶著減振體一起旋轉,當曲軸發生扭轉振動時,減振體由于慣性力圖保持原來的運動狀態,橡膠層便產生很大的交變剪切變形,吸收很多的扭振能量,使曲軸扭振減弱。