内燃发电机组联轴器新匹配策略

内燃发电机组联轴器新匹配策略

在内燃发电机组轴系中，联轴器作为连接主、从动轴的关键部件，具有将内燃机的输出转矩传递到发电机的作用，部分联轴器还能够补偿联轴器主、被动端的不对中性，对从动轴起到缓冲和减振的作用，内燃发电机组轴系中联轴器的选用关系很重要。内燃机工作时不可避免会产生周期性的激振力，特别是当各缸做功不均衡时，某些谐次激振力会明显增加，如果联轴器匹配不合理，轴系部件就可能出现严重损坏．在联轴器类型、参数的变动对轴系部件的影响方面，联轴器参数改变对该系统响应有很大影响．某些联轴器断裂现象是由内燃机非均衡工况造成．因而联轴器的匹配问题关系到整个传动系统的稳定和，对其进行研究.目前常用的联轴器主要包括刚性联轴器和弹性联轴器，其中弹性联轴器包含了弹簧阻尼型和橡胶型等．刚性联轴器的主、从动轴几乎刚性连接，联轴器刚度越大，从动轴工作环境越恶劣．弹性联轴器具有补偿两轴间的位移、缓冲和降低从动机械扭振响应的优点，因而中、高转速船舶内燃机轴系多采用弹性联轴器，内燃机车的内燃发电机组轴系也不例外．弹性联轴器的匹配策略主要为：在工作转速内，结点位于联轴器主、被动端之间的联轴器模态固有频率需避开内燃机主简谐激振力频率，使内燃机在稳态均衡工况运行时轴系联轴器模态不会与主简谐力产生共振．此外，弹性联轴器可以降低内燃发电机组轴系中电机转子的扭振响应，电机转子工作性．但是当内燃机实际运转中出现各缸点火不均匀(非均衡工况)时，0.谐次和1.0谐次的扭振响应幅值激增，轴系联轴器模态常和内燃机0.谐次或1.0谐次的激振力在转速范围内产生共振，导致轴系和联轴器的性降低，采用传统的联轴器匹配策略并不能满足轴系实际工作的需要。基于此，笔者提出一种使用连续变刚度联轴器与内燃发电机组轴系扭振特性匹配的新策略，采用仿真计算与试验测试相结合的方法，分析传统的匹配策略相对新匹配策略的不足。并对新匹配策略在均衡工况和非均衡工况下的轴系扭振响应影响进行验证．

1匹配策略分析

1.1轴系联轴器传统匹配策略以及存在的问题基于内燃机轴系联轴器的抗扭振设计基本原则，在工作转速区域内，要求调整联轴器模态频率避开内燃机主简谐激振力频率。在内燃机轴系中常用的联轴器有大刚度联轴器和、小刚度联轴器两种．、小刚度联轴器因其刚度较小，轴系联轴器模态固有频率低于内燃机主简谐激振力频率，但由于、小刚度联轴器模态固有频率低，在非均衡工况运行时会在工作转速范围内产生共振，造成较大的扭振幅值。

内燃机车实际运行过程中因非均衡工况时联轴器匹配不合理产生共振进而导致轴系联轴器损坏的实例。因而采用弹性联轴器时，轴系联轴器模态固有频率在工作转速范围内应避开0.谐次和1.0谐次激振力频率．大刚度联轴器的刚度大，电机转子与曲轴几乎固定连接在一起，使得轴系联轴器模态固有频率高于内燃机主简谐激振力频率。大刚度联轴器往往结构简单且加工安装较方便，较高的联轴器模态使得轴系在工作转速范围避开内燃机主简谐激振力，但是大刚度联轴器内挠性元件，因而大刚度联轴器不能补偿内燃机输出轴与电机轴的不对中误差，也不能提供减振效果，会恶化从动机械工作环境.