什么是内燃机轴系扭转振动?

[拼音]：neiranji zhouxi niuzhuan zhendong

[外文]：torsional vibration of engine crankshaft

内燃机轴系由钢材或球墨铸铁制成，既有d性，又有惯性，并有自身的固有频率。在简谐性扭矩的激励下，它会产生强迫扭转振动，当激励扭矩的频率趋近于轴系的固有频率时，扭振振幅急剧增大，即出现共振现象。强烈的共振会破坏内燃机的正常工作和各缸的均衡，导致齿轮撞击、噪声增大、功率下降、零件损坏，甚至断轴。

轴系的固有频率取决于轴系的d性特性和惯性特性。d性特性以柔度（单位扭矩引起的变形）或刚度（单位弧度变形所需的扭矩）表示。惯性特性以转动惯量表示。柔度和惯量越小，固有频率越高。轴系往往不限于一个固有频率。

激励扭矩来源于气缸内的气体压力和往复惯性力，是以内燃机工作周期为基本周期的扭矩，可以分解为若干简谐扭矩。往复惯性力在高频时甚小，可以略而不计。对于轴系扭振起激振作用的，主要是气缸内气体压力所形成的扭矩（见内燃机动力学）。在船舶内燃机轴系上还存在螺旋桨不均匀受力所形成的激励扭矩。

轴系将出现共振时的内燃机转速称为临界转速。当无阻尼轴系处于共振时，其振幅会无限增大。但是，实际上总是存在阻尼的，当阻尼所耗的功与激励扭矩给轴系的功相等时，振幅就不再增大。当轴系的共振振幅或扭振的附加应力大于许用值时就必须采取振幅消减措施。这些措施大致有:避免在临界转速及其附近连续运转;通过改变轴系的d性特性或惯性特性来改变其固有频率；通过改变内燃机的点火次序以减小轴系的激励功；在轴系中加装扭振消减装置，以加大其阻尼功。常用的扭振消减装置有干阻式减振器和液阻式减振器、内阻式减振器和摆式减振器。