1、I本科毕业论文（20 届）浅析“育鲲”轮副机的振动所在学院专业班级 轮机工程学生姓名指导教师完成日期IIIII摘 要柴油机的振动问题已备受关注。 “育鲲”轮设置有三台副机，型号为WARTSILA AUXPAC 4L20。本文先简单介绍振动的危害，类型，后结合 AUXPAC 4L20 的结构和工作原理主要介绍其引起不同类型振动的激振力矩，分别为往复惯性力、离心惯性力和倾覆力矩。并分析了 AUXPAC 4L20 所采取的减振措施，曲轴平衡重和平衡轴，包括其结构和工作原理。根据自己实习期间的学习和观察，总结了柴油机振动控制的四大主要途径，避免共振、减小激振力、减小振动的传递和科学的管理。关键字：副机
2、 振动 激振力 振动控制IVABSTRACTEngine vibration problem has draw a lot of attention .MV Yukun is equipped with three auxiliary engines, AUXPAC 4L20, made by WARTSILA. This article firstly introduces the vibration hazard and the vibration types, then the engine excited moment which cause different kinds of vi
3、bration, according to the engine structure and working principle. Then analysis the measures that AUXPAC 4L20 has taken to reduce the vibration, the counterweights on the crankshaft and the balancing shaft, especial their constructions and balance principle. On the basis of my study ,at last, the ar
4、ticle make a summarize about options on vibration control as follows, avoiding resonance, reducing the excited forces, reducing the vibration transmit, and scientific engine management.Keywords: auxiliary engine，vibration，excited force，vibration controlV目 录第 1 章 绪论 .1第 2 章 振动的类型 .12.1 自由振动 .12.2 强迫振
5、动 .2第 3 章 AUXPAC 4L20 基本结构和工作原理 .23.1 主要参数： .23.2 AUXPAC 4L20 基本结构 .33.3 AUXPAC 4L20 的工作原理 .3第 4 章 AUXPAC 4L20 振动分析 .54.1 单缸往复惯性力和离心惯性力 .54.1.1 单缸往复惯性力 .64.2.2 单缸离心惯性力 .74.2 AUXPAC 4L20 的往复惯性力和离心惯性力 .74.3 AUXPAC 4L20 的往复惯性力钜和离心惯性力矩 .74.4 倾覆力矩 .8第 5 章 AUXPAC 4L20 采取的减振措施 .105.1 平衡重 .105.2 平衡轴 .11第 6
6、章.综述 AUXPAC 4L20 振动控制 .126.1 防止共振 .136.2 减小激振力 .136.3 减小振动传递 .136.3.1 隔振器 .13VI6.3.2 防振支撑 .146.4 科学的管理 .14第 7 章 AUXPAC 4L20 平衡轴实物图 .15结论 .17参考文献 .19致谢 .181浅析“育鲲”轮副机的振动第 1 章 绪论“育鲲”轮是交通部直属的一艘教学实习船，能在“育鲲”轮完成自己的毕业实习，是一件值得开心与兴奋的事情。住在副机舱上层，能清晰的感受到副机的振动。靠近副机，震感愈强烈。船舶及其动力装置都可以看成是由质量或惯性元件、弹性元件和阻尼元件组合而成的振动系统。
7、振动系统在受到周期性的激振力或力矩的作用下就会产生振动。由于柴油机采用曲柄连杆机构，必然要产生周期性变化的不平衡力和力矩。柴油机是主要的激振力源。为了提高经济性，现代柴油机普遍采用了增大行程缸径比、降低转速、提高最高燃烧压力等措施，这使得柴油机的振动问题更加严重。过度的振动会带来如下严重的后果： 产生撞击和变形，影响柴油机的可靠性和耐久性； 使管理人员的工作条件恶化，损害健康，甚至因疲劳而酿成事故； 对于大型低速柴油机还可能引起船体振动，危害船舶安全。第 2 章 振动的类型为了分析和控制不同类型的振动，可以从单质量简化模型入手，如图 1 所示。2.1 自由振动2图 1.单质量振动系统的振动模型
8、图如果质量为 m 的物体离开平衡位置（X=0） ，它就会以某一特定的频率 在初始位置附近振动，振动方程为： =Asin( t+ )式中： A振幅；自由振动的圆频率， = =2 2 振动的初相位这种振动即为自由振动，其振动频率称为系统的固有频率，它只与系统的质量和弹簧刚度有关，而与其它外界因素无关。2.2 强迫振动由于有阻尼的存在，自由振动的振幅会逐渐衰减，所以自由振动不会长期存在。若要使振动维持下去，就必须不断向系统输入能量，才能克服阻尼，维持系统的振 动状态。能够使系统持续振动的力称为激振力。这是一种周期性变化的力F（t）= sin(i t+ )1 式中： 第 i 次激振力的幅值；3第 i
9、次激振力的相位；激振力的圆频率；i简谐次数，i=1,2,3,4，。第 3 章 AUXPAC 4L20 基本结构和工作原理图 2.“育鲲”轮副机“育鲲”轮设置了三台副机，型号为 WARTSILA AUXPAC 4L20，如图2。3.1 主要参数旋转方向 顺时针发火顺序 1-3-4-2转速 1000rpm频率 50hz输出功率 520kw4柴油机总重 14t连杆长度 777mm3.2 AUXPAC 4L20 基本结构WARTSILA AUXPAC 4L20 是一增压，内部冷却式四冲程柴油机，燃油属直接喷射式。气缸体采用球墨铸铁，一体式铸造。刚性强，减少变形和应力集中。 支撑悬挂式曲轴的主轴承盖由四
10、个液力拉伸螺栓分别从下方和水平方向紧固。AUXPAC 4L20 由四个螺栓连接的基座底角提供支撑，这种设置为最优化安装提供了良好的挠性。且基座底角采用球墨铸铁材质。主轴承是可更换的双金属组合式滑动轴承，可通过拆下轴承盖拆下轴承，轴承上轴瓦有润滑油槽，而下轴瓦没有。曲轴是一体锻造的，设置有一体式平衡重。轴向间隙由组合式飞轮、推力轴承控制。在驱动端红套安装有驱动凸轮轴的齿轮。钢制飞轮用四个定位螺钉和四个螺栓安装在曲轴上。连杆采用落锻式，工字型断面。连杆大端采用阶梯型切口，在配合面处为锯齿型结构，这种设计尽可能的增大了曲柄销的直径，且仍可以从气缸套中吊出连杆机构。两个连杆螺栓液压上紧。活塞为组合式，
11、锻钢（或球墨铸铁）活塞裙与锻钢活塞头用螺栓连接在一起。活塞顶部存在燃烧凹陷室，防止喷射油注接触气缸套。3.3 AUXPAC 4L20 的工作原理AUXPAC 4L20 的工作过程：图 3 所示的四个简图分别表示四个活塞行程的进行情况以及活塞曲轴气阀等部件的有关动作位置。第一行程进气行程，空气进入气缸时相应的活塞行程。活塞从上止点下行，进气阀 a 打开。由于气缸容积不断增大，缸内压力下降，依靠其缸内与大气的压差，新鲜空气经进气阀被吸入气缸。第二行程压缩行程，工质在气缸内被压缩时相应的活塞行程。活塞从下止点向上运动，自进气阀 a 关闭（点 2）才开始压缩，一直到上止点（点 3）为止。第一行程吸入的新气经压缩后，压力增高到 36MPa，温度升高到600700（燃油的自燃温度为 210270） 。在压缩过程的后期由喷油器 c
