《船舶柴油机》第六章 柴油机及推进轴系的振动（6.2）柴油机的振动与平衡

第二节柴油机的振动与平衡 EEpfe-T QMC 单缸柴油机振动力源 1.气体力F 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F 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

第二节 柴油机的振动与平衡 一、单缸柴油机振动力源 1.气体力Fg 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

Epee- 3回转惯性力(离心力)FR QMC 会使柴油机发生上下、左右方向的振 动 4.倾覆力矩M 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 5连杆力偶M 将引起柴油机左右摆动。因数值较小, 般不考虑

3.回转惯性力(离心力)FR 会使柴油机发生上下、左右方向的振 动 4.倾覆力矩MD 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 5.连杆力偶ML 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 Epee- QMC 1F的平衡曲柄臂上配置平衡重块 2F的平衡 平衡F和F2的方法为正反转矢量平衡法 3倾覆力矩M无法平衡,由机座地脚螺栓承 4连杆力偶M 较小,一般不采取平衡措施。为了减小M, 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

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 4.连杆力偶ML 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

多缸柴油机的振动 Epee- QMC 1合成离心惯性力ΣF 为0,不会造成振动 2合成离心力矩∑M 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EF 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

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ΣM QMC 不平衡会使柴油机在纵向平面内上下 振动 5总倾覆力矩ΣM 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ΣM 多缸机相互抵消,多为0

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a 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

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

Epee- QMC 图6-7多缸柴油机的外力矩

图6－7多缸柴油机的外力矩

Epee- QMC 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 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

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 QMC 1)大型低速二冲程机的不平衡力矩一般不 超过500KNM 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200Nm/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

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 EEpfe-T QMC 1)柴油机的外部平衡和内部平衡 (1)外部平衡:.取措施使合成离心力∑F 合成离心力矩ΣM、合成一次往复惯性力 次往复惯性力F、合成三次往复惯性力矩 ∑M,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)

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）