內燃發電機組聯軸器新匹配策略
內燃發電機組聯軸器新匹配策略
在內燃發電機組軸系中，聯軸器作為連接主、從動軸的關鍵部件，具有將內燃機的輸出轉矩傳遞到發電機的作用，部分聯軸器還能夠補償聯軸器主、被動端的不對中性，對從動軸起到緩沖和減振的作用，內燃發電機組軸系中聯軸器的選用關系很重要。內燃機工作時不可避免會產生周期性的激振力，特別是當各缸做功不均衡時，某些諧次激振力會明顯增加，如果聯軸器匹配不合理，軸系部件就可能出現嚴重損壞．在聯軸器類型、參數的變動對軸系部件的影響方面，聯軸器參數改變對該系統響應有很大影響．某些聯軸器斷裂現象是由內燃機非均衡工況造成．因而聯軸器的匹配問題關系到整個傳動系統的穩定和，對其進行研究.目前常用的聯軸器主要包括剛性聯軸器和彈性聯軸器，其中彈性聯軸器包含了彈簧阻尼型和高彈性橡膠型等．剛性聯軸器的主、從動軸幾乎剛性連接，聯軸器剛度越大，從動軸工作環境越惡劣．彈性聯軸器具有補償兩軸間的位移、緩沖和降低從動機械扭振響應的優點，因而中、高轉速船舶內燃機軸系多采用彈性聯軸器，內燃機車的內燃發電機組軸系也不例外．彈性聯軸器的匹配策略主要為：在工作轉速內，結點位于聯軸器主、被動端之間的聯軸器模態固有頻率需避開內燃機主簡諧激振力頻率，使內燃機在穩態均衡工況運行時軸系聯軸器模態不會與主簡諧力產生共振．此外，彈性聯軸器可以降低內燃發電機組軸系中電機轉子的扭振響應，電機轉子工作性．但是當內燃機實際運轉中出現各缸點火不均勻(非均衡工況)時，0.諧次和1.0諧次的扭振響應幅值激增，軸系聯軸器模態常和內燃機0.諧次或1.0諧次的激振力在轉速范圍內產生共振，導致軸系和聯軸器的性降低，采用傳統的聯軸器匹配策略并不能滿足軸系實際工作的需要?；诖?，筆者提出一種使用連續變剛度聯軸器與內燃發電機組軸系扭振特性匹配的新策略，采用仿真計算與試驗測試相結合的方法，分析傳統的匹配策略相對新匹配策略的不足。并對新匹配策略在均衡工況和非均衡工況下的軸系扭振響應影響進行驗證．
1匹配策略分析
1.1軸系聯軸器傳統匹配策略以及存在的問題基于內燃機軸系聯軸器的抗扭振設計基本原則，在工作轉速區域內，要求調整聯軸器模態頻率避開內燃機主簡諧激振力頻率。在內燃機軸系中常用的聯軸器有大剛度聯軸器和高彈性、小剛度聯軸器兩種．高彈性、小剛度聯軸器因其剛度較小，軸系聯軸器模態固有頻率低于內燃機主簡諧激振力頻率，但由于高彈性、小剛度聯軸器模態固有頻率低，在非均衡工況運行時會在工作轉速范圍內產生共振，造成較大的扭振幅值。
內燃機車實際運行過程中因非均衡工況時聯軸器匹配不合理產生共振進而導致軸系聯軸器損壞的實例。因而采用彈性聯軸器時，軸系聯軸器模態固有頻率在工作轉速范圍內應避開0.諧次和1.0諧次激振力頻率．大剛度聯軸器的剛度大，電機轉子與曲軸幾乎固定連接在一起，使得軸系聯軸器模態固有頻率高于內燃機主簡諧激振力頻率。大剛度聯軸器往往結構簡單且加工安裝較方便，較高的聯軸器模態使得軸系在工作轉速范圍避開內燃機主簡諧激振力，但是大剛度聯軸器內撓性元件，因而大剛度聯軸器不能補償內燃機輸出軸與電機軸的不對中誤差，也不能提供減振效果，會惡化從動機械工作環境.
