內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組聯(lián)軸器新匹配策略

在內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組軸系中，聯(lián)軸器作為連接主、從動(dòng)軸的關(guān)鍵部件，具有將內(nèi)燃機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩傳遞到發(fā)電機(jī)的作用，部分聯(lián)軸器還能夠補(bǔ)償聯(lián)軸器主、被動(dòng)端的不對(duì)中性，對(duì)從動(dòng)軸起到緩沖和減振的作用，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組軸系中聯(lián)軸器的選用關(guān)系很重要。內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)不可避免會(huì)產(chǎn)生周期性的激振力，特別是當(dāng)各缸做功不均衡時(shí)，某些諧次激振力會(huì)明顯增加，如果聯(lián)軸器匹配不合理，軸系部件就可能出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞．在聯(lián)軸器類(lèi)型、參數(shù)的變動(dòng)對(duì)軸系部件的影響方面，聯(lián)軸器參數(shù)改變對(duì)該系統(tǒng)響應(yīng)有很大影響．某些聯(lián)軸器斷裂現(xiàn)象是由內(nèi)燃機(jī)非均衡工況造成．因而聯(lián)軸器的匹配問(wèn)題關(guān)系到整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定和，對(duì)其進(jìn)行研究.目前常用的聯(lián)軸器主要包括剛性聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器，其中彈性聯(lián)軸器包含了彈簧阻尼型和橡膠型等．剛性聯(lián)軸器的主、從動(dòng)軸幾乎剛性連接，聯(lián)軸器剛度越大，從動(dòng)軸工作環(huán)境越惡劣．彈性聯(lián)軸器具有補(bǔ)償兩軸間的位移、緩沖和降低從動(dòng)機(jī)械扭振響應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，因而中、高轉(zhuǎn)速船舶內(nèi)燃機(jī)軸系多采用彈性聯(lián)軸器，內(nèi)燃機(jī)車(chē)的內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組軸系也不例外．彈性聯(lián)軸器的匹配策略主要為：在工作轉(zhuǎn)速內(nèi)，結(jié)點(diǎn)位于聯(lián)軸器主、被動(dòng)端之間的聯(lián)軸器模態(tài)固有頻率需避開(kāi)內(nèi)燃機(jī)主簡(jiǎn)諧激振力頻率，使內(nèi)燃機(jī)在穩(wěn)態(tài)均衡工況運(yùn)行時(shí)軸系聯(lián)軸器模態(tài)不會(huì)與主簡(jiǎn)諧力產(chǎn)生共振．此外，彈性聯(lián)軸器可以降低內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組軸系中電機(jī)轉(zhuǎn)子的扭振響應(yīng)，電機(jī)轉(zhuǎn)子工作性．但是當(dāng)內(nèi)燃機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中出現(xiàn)各缸點(diǎn)火不均勻(非均衡工況)時(shí)，0.諧次和1.0諧次的扭振響應(yīng)幅值激增，軸系聯(lián)軸器模態(tài)常和內(nèi)燃機(jī)0.諧次或1.0諧次的激振力在轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)產(chǎn)生共振，導(dǎo)致軸系和聯(lián)軸器的性降低，采用傳統(tǒng)的聯(lián)軸器匹配策略并不能滿(mǎn)足軸系實(shí)際工作的需要?；诖?，筆者提出一種使用連續(xù)變剛度聯(lián)軸器與內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組軸系扭振特性匹配的新策略，采用仿真計(jì)算與試驗(yàn)測(cè)試相結(jié)合的方法，分析傳統(tǒng)的匹配策略相對(duì)新匹配策略的不足。并對(duì)新匹配策略在均衡工況和非均衡工況下的軸系扭振響應(yīng)影響進(jìn)行驗(yàn)證．

1匹配策略分析

1.1軸系聯(lián)軸器傳統(tǒng)匹配策略以及存在的問(wèn)題基于內(nèi)燃機(jī)軸系聯(lián)軸器的抗扭振設(shè)計(jì)基本原則，在工作轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)，要求調(diào)整聯(lián)軸器模態(tài)頻率避開(kāi)內(nèi)燃機(jī)主簡(jiǎn)諧激振力頻率。在內(nèi)燃機(jī)軸系中常用的聯(lián)軸器有大剛度聯(lián)軸器和、小剛度聯(lián)軸器兩種．、小剛度聯(lián)軸器因其剛度較小，軸系聯(lián)軸器模態(tài)固有頻率低于內(nèi)燃機(jī)主簡(jiǎn)諧激振力頻率，但由于、小剛度聯(lián)軸器模態(tài)固有頻率低，在非均衡工況運(yùn)行時(shí)會(huì)在工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)產(chǎn)生共振，造成較大的扭振幅值。

內(nèi)燃機(jī)車(chē)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中因非均衡工況時(shí)聯(lián)軸器匹配不合理產(chǎn)生共振進(jìn)而導(dǎo)致軸系聯(lián)軸器損壞的實(shí)例。因而采用彈性聯(lián)軸器時(shí)，軸系聯(lián)軸器模態(tài)固有頻率在工作轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)應(yīng)避開(kāi)0.諧次和1.0諧次激振力頻率．大剛度聯(lián)軸器的剛度大，電機(jī)轉(zhuǎn)子與曲軸幾乎固定連接在一起，使得軸系聯(lián)軸器模態(tài)固有頻率高于內(nèi)燃機(jī)主簡(jiǎn)諧激振力頻率。大剛度聯(lián)軸器往往結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且加工安裝較方便，較高的聯(lián)軸器模態(tài)使得軸系在工作轉(zhuǎn)速范圍避開(kāi)內(nèi)燃機(jī)主簡(jiǎn)諧激振力，但是大剛度聯(lián)軸器內(nèi)撓性元件，因而大剛度聯(lián)軸器不能補(bǔ)償內(nèi)燃機(jī)輸出軸與電機(jī)軸的不對(duì)中誤差，也不能提供減振效果，會(huì)惡化從動(dòng)機(jī)械工作環(huán)境.