Комбинированный антивибратор предназначен для уменьшения амплитуды резонансных крутильных колебаний коленчатого вала дизеля.

Рассмотрим параметры колебательного процесса. Для этого возьмем маятник, отведем его в сторону и отпустим. Маятник начнет колебаться.

Прохождение груза из одного крайнего положения, а затем возвращение его в первоначальное положение называется полным колебанием.

Время необходимое для совершения одного полного колебания называется периодом колебания.

Число колебаний за единицу времени называется частотой колебаний.

Максимальное отклонение груза от положения равновесия называется амплитудой колебания.

Колебания груза, вызванные единичным приложением силы, называются собственными. Собственными они называются потому, что их частота не зависит от амплитуды, а определяется массой груза и длиной его подвески.

Снова выведем маятник из положения равновесия и во время колебания будем прикладывать силу так, чтобы амплитуда колебаний поддерживалась на одном уровне. Такие колебания будут называться вынужденными. Частота вынужденных колебаний равна частоте приложения силы.

Совпадение частоты собственных, колебаний груза с частотой вынужденных колебаний называется резонансом колебаний.

Резонанс характеризуется сильным возрастанием амплитуды колебаний.

Чтобы ответить на вопрос, что такое крутильные колебания, представим себе стальной стержень, один конец которого жестко закреплен, а на другом находится маховик. Стержень возле маховика опирается на подшипник.

Приложим к маховику вращающий момент и в результате скручивания стержня, маховик повернется на некоторый угол. Если теперь отпустим маховик, то он начнет совершать собственные крутильные колебания. Маховик имеет только одну частоту собственных колебаний.

Если на длинном валу закрепить через определенные промежутки несколько маховиков и повернуть их на некоторый угол, а затем отпустить, то получим сложные крутильные колебания. Система будет иметь не одну частоту собственных колебаний, а несколько (на единицу меньше числа маховиков).

На коленчатом валу дизеля роль маховиков выполняют кривошипы с прикрепленными к ним шатунами и поршнями.

Во время работы дизеля на коленвал действуют усилия от давления газов на поршни и силы инерции шатунно-кривошипного механизма. Воздействия эти повторяются с частотой прямо пропорциональной числу оборотов коленвала.

Благодаря переменному характеру приложения вращающего момента коленвал будет совершать крутильные колебания, при которых происходит периодическое закручивание и раскручивание упругих участков вала.

Таким образом, крутильные колебания накладываются на установившееся вращение вала.

Число оборотов коленчатого вала, при котором возникает резонанс колебаний, называется критическим.

Работа дизеля на критических оборотах недопустима, так как при этом наблюдается тряска дизеля, быстрый износ и разрушение подшипников, а иногда и поломка коленвала.

Чтобы предотвратить эти явления изменяют размеры коленвала, увеличивают его жесткость, уменьшают массу поршневой группы, с тем, чтобы рабочий диапазон вращения коленвала удалить от критических оборотов. Однако этого бывает недостаточно, и поэтому применяют антивибратор.

Поясним работу маятникового антивибратора на прежнем примере с грузом, но теперь к нему подвесим дополнительный груз. Приложим ту же силу, что и в начале опыта, и мы заметим, что амплитуда колебаний грузов будет меньше, а частота собственных колебаний грузов будет другой.

Комбинированный антивибратор состоит из маятникового антивибратора и демпфера, присоединенных друг к другу. Антивибратор устанавливается на заднем фланце коленвала.

В отверстия ступицы маятникового антивибратора запрессованы втулки. Во втулках установлены пальцы, на которые подвешены с зазором шесть грузов. Четыре из них настроены на одну частоту, а два других — на другую.

При равномерном вращении колевала грузы, под действием центробежной силы переместятся в крайнее положение, но как только коленвал начнет вращаться на критических оборотах, то один комплект грузов придет в действие. Это приведет к изменению частоты собственных колебаний коленвала и предупреждению резонанса.

Для того чтобы действие грузов было эффективным диаметр пальцев подбирают так, чтобы частота собственных колебаний грузов соответствовала частоте колебаний вала, которые нужно погасить. Тогда чем больше будет амплитуда крутильных колебаний вала, тем больше будет гасящая эти колебания амплитуда колебаний грузов.

Демпфер состоит из герметичного корпуса, заполненного жидким каучуком в виде густого вязкого геля. Внутри корпуса размещен маховик, направляемый двумя боковыми кольцами.

Когда коленвал дизеля вращается равномерно, то маховик за счет сил трения между ним и жидкостью, также будет вращаться с равномерной скоростью. Если же возникнут крутильные колебания на коленвалу, то благодаря наличию вязкого трения, энергия колебаний будет поглощаться.

Крутильные колебания коленчатого вала ДВС (СоюзВузФильм)


Похожие статьи:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: