Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Гаситель — крутильное колебание

Гаситель крутильных колебаний ( демпфер) применяют в высокооборотных многоцилиндровых двигателях для гашения крутильных колебаний и частичного поглощения энергии, вносимой возбуждающим моментом в систему коленчатого вала при резонансе. Его обычно устанавливают на переднем конце коленчатого вала, где амплитуда колебаний достигает максимальных значений. [1]

Гасители крутильных колебаний [3,4] предназначены для снижения или полного устранения высокочастотных колебаний, возникающих в трансмиссии от действия периодических возмущений. Вне зависимости от конструкции все они работают по принципу рассеивания энергии. Устройства состоят из упругого элемента ( пружины, резины), обеспечивающего относительное перемещение ведущей и ведомой частей диска, и диссипа-тивного элемента. [3]

Гаситель крутильных колебаний предохраняет трансмиссию от крутильных колебаний, возникающих в результате пульсации крутящего момента двигателя. При колебаниях крутящего момента пружины гасителя позволяют диску перемещаться относительно ступицы. Они сжимаются при увеличении крутящего момента и разжимаются при уменьшении. При этом происходит трение дисков / 5 и 20 о сухари 2 / и энергия крутильных колебаний превращается в теплоту. В целом гаситель крутильных колебаний повышает долговечность трансмиссии, особенно зубчатых колес и карданных валов. Кроме того, он повышает плавность включения сцепления. [4]

Гаситель крутильных колебаний ( демпфер), или антивибратор, служит для гашения крутильных колебаний и частичного поглощения энергии, вносимой при резонансе возбуждающим моментом в систему коленчатого вала. Обычно его устанавливают на переднем конце коленчатого вала, где амплитуда колебаний достигает максимальных значений. [5]

Гаситель крутильных колебаний ( рис. 61, в) способствует плавному включению муфты и предохраняет силовую передачу от резких изменений скоростей, возникающих при переменных режимах работы двигателя. [6]

Гаситель крутильных колебаний состоит из двух дисков, имеющих по восемь радиальных отверстий, и восьми пружин с опорными пластинками. К ведомому диску прикреплено кольцо гасителя крутильных колебаний с восемью прорезями, совпадающими с такими же прорезями в ведомом диске. Стальные диски гасителя прикреплены к ступице ведомого диска. В отверстия дисков гасителя и ведомого диска установлены пружины с опорными пластинами. Снаружи гаситель закрыт маслоотражательными шайбами. Крутильные колебания гасятся за счет трения между стальными дисками гасителя и упругости его пружин. [7]

Гаситель крутильных колебаний служит для гашения колебаний, возникающих в коленчатых валах и достигающих опасной величины при совпадении ( резонансе) частоты вспышек, происходящих в цилиндрах, с собственной частотой колебаний коленчатого вала. Число оборотов вала двигателя, при котором происходит резонанс, называется критическим числом оборотов. При этом двигатель начинает сильно вибрировать и вал может сломаться. У некоторых двигателей такие гасители устанавливаются также и на распределительных валах. Примером может служить двигатель ЯАЗ-206, имеющий гасители на коленчатом, распределительном и балан-сирном валах. [8]

Гаситель крутильных колебаний предохраняет трансмиссию от крутильных колебаний, обусловливаемых пульсацией крутящего момента двигателя. Снижая жесткость трансмиссии, пружины гасителя уменьшают частоту ее собственных колебаний и тем самым устраняют возможность возникновения резонансных колебаний на эксплуатационных режимах работы двигателя. При колебаниях крутящего момента пружины гасителя позволяют диску перемещаться относительно ступицы. При этом происходит трение дисков 15 к 20 о сухари 21, и энергия крутильных колебаний превращается в тепло. В целом гаситель крутильных колебаний повышает долговечность трансмиссии, особенно шестерен и карданных валов. Кроме того, он повышает плавность включения сцепления. [9]

Гасители крутильных колебаний имеют различную конструкцию, в зависимости от рода возникающего при их работе трения. У двигателей ЗИС-110 установлен гаситель фрикционно-моле-кулярного трения ( рис. 11), состоящий из штампованного корпуса 2 и маховичка 4, связанного с корпусом слоем 5 привулка-низованной к металлу резины. Внутри корпуса имеется также фрикционное кольцо /, прижатое к корпусу пружинами 3, установленными в гнездах маховичка. Энергия колебаний гасится молекулярным трением слоя резины и трением фрикционного кольца. [10]

Гасители крутильных колебаний применяются в сцеплениях некоторых автомобилей ( М-20 Победа, ЗИС-110, Москвич) для гашения колебаний, возникающих в силовой передаче. При наличии гасителя крутильных колебаний усилие от ведомого диска к его ступице передается через 6 — 8 сжатых спиральных пружин, допускающих небольшое угловое перемещение диска относительно ступицы. Возникающее при таком перемещении трение между диском и фланцем ступицы гасит крутильные колебания. [11]

Гаситель крутильных колебаний обеспечивает значительное снижение амплитуд крутильных колебаний при резонансе, а следовательно, и уменьшение дополнительных напряжений в коленчатом вале. [12]

Гасители крутильных колебаний обычно устанавливают на переднем конце коленчатого вала, где амплитуда колебаний достигает максимальных значений. [13]

Гаситель крутильных колебаний коленчатого вала представляет собой тяжелый маховичок, устанавливаемый на переднем конце коленчатого вала таким образом, что он имеет возможность провертываться относительно вала на небольшой угол со значительным трением. Обычно гаситель конструктивно объединяют со шкивом для ремня вентилятора. При возникновении крутильных колебаний значительной величины гаситель вследствие своей инерции стремится вращаться равномерно и начинает проскальзывать по валу, то опережая вал, то отставая от него. Возникающее при этом трение поглощает энергию крутильных колебаний и этим препятствует их усилению. [14]

Гасители крутильных колебаний разных конструкций ( рис. 269) устанавливаются на передней части вала. Принцип действия гасителей состоит в том, что силы трения поглощают энергию колебаний. [15]

Как работает гаситель крутильных колебаний

Быстрое развитие технологий производства автомобилей за последние десятилетия привело к созданию более мощных двигателей одновременно с серьезным ужесточением требований к комфорту водителя и пассажиров. Поэтому перед разработчиками встала задача уменьшить влияние вибрации двигателя, что выразилось в разработке маховика с максимально возможной изоляцией крутильных колебаний, передающихся от вращающихся масс двигателя далее к трансмиссии. Выполнить заявленные требования удалось с помощью разработки двухмассового маховика, который благодаря встроенной пружинно-демпферной системе практически полностью поглощает крутильные колебания.

Процесс переключения передач при использовании двухмассового маховика становится комфортнее, поскольку у диска сцепления без гасителя крутильных колебаний, который применяется в трансмиссии с двухмассовым маховиком, снижается момент инерции, что значительно облегчает переключение.

Перед детальным рассмотрением свойств и характеристик такого сложного устройства, как двухмассвый маховик, скажем несколько слов о том, что такое маховик, какие функции он выполняет, и какие виды маховиков бывают. Маховик представляет собой металлический многосоставный диск, изготовленный из прочных видов закаленного металла, и является важной частью сразу нескольких систем двигателя. Помимо передачи крутящего момента от двигателя автомобиля к коробке передач, при помощи маховика осуществляется запуск двигателя за счет вращения стартером зубчатого венца на маховике. Еще одна важная функция, которая наиболее интересна нам в рамках данной статьи — это функция снижения вибрационных шумов (гашение колебаний коленчатого вала).

По типу конструкции маховики для грузовых автомобилей можно разделить на сплошные и двухмассовые.

Сплошной маховик тяжеловесный чугунный диск, диаметр которого составляет 35-45 см. На внешней поверхности маховика находится стальной венец с зубьями, обеспечивающий вращение маховика и коленвала при прокрутке стартером. С одной стороны маховика находится ступица, соединяющая маховик с фланцем коленвала. Противоположная сторона взаимодействует с диском и корзиной сцепления, передавая крутильный момент двигателя.

Двухмассовый маховик (демпферный) — часто используемый вид маховика в современном автомобильном двигателе. Двухмассовый маховик – устройство, состоящее из двух дисков, соединенных специальным пружинно-демпферным устройством. Основными элементами двухмассового маховика являются: маховик, подшипник, пружина-дуга с наружным демпфером, нажимная пружина с внутренним демпфером и приводная пластина.

Так как темой нашей статьи является двухмассовый маховик, рассмотрим его подробнее.

Смысл внедрения сложного и весьма дорогостоящего механизма, вопреки расхожему мнению, вполне обоснован. Одной из его функций является гашение крутильных колебаний, которые ранее гасились ведомым диском сцепления. Резонансные колебания наибольшей величины возникают при запуске и остановке двигателя. Это весьма негативно отражается на деталях сцепления и коробки передач. Поэтому с целью гашения колебаний применяются пружины. И если в классическом сцеплении их было 6-8, размещенных по радиусу до 60 миллиметров от оси сцепления, то в современных двухмассовых маховиках их количество достигает 32-54, а радиус их посадки составляет от 120 миллиметров. Это намного эффективнее обеспечивает плавность работы трансмиссии. Технология нейтрализации колебаний шагнула вперед не только благодаря возрастанию количества пружин. Для увеличения угла упругого скручивания корпусов относительно друг друга в двухмассовых маховиках существует несколько степеней сжатия пружин. Современные двухмассовые маховики производятся с двумя и тремя степенями сжатия. Третья степень сжатия была разработана для лучшей защиты трансмиссии от пиковых нагрузок.

Устройство маховика

Двухмассовый маховик располагается между двигателем и сцеплением. Конструктивно он разделен на два корпуса. Первый корпус с установленным на нем венцом стартера соединен с коленчатым валом. На втором корпусе маховика устанавливается узел сцепления. Оба корпуса соединяются друг с другом с помощью упорного и радиального подшипников скольжения и допускают осевое вращение одного относительно другого.

Между корпусами установлена пружинная демпфирующая система. Консистентная смазка, которой заполнен внутренний объем маховика, обеспечивает эффективную работу пакетов пружин, разделенных пластиковыми сепараторами, предотвращающими блокировку пружин. Двухмассовый маховик отличает ступенчатый принцип действия пружинных пакетов различной жесткости. Первая ступень с мягкими пружинами обеспечивает безукоризненную работу при запуске и выключении двигателя. Во второй ступени работают жесткие пружины, что позволяет добиться оптимального демпфирования крутильных колебаний в нормальном режиме езды.

Неправильная эксплуатация

По утверждению специалистов, малый ресурс двухмассового маховика – в 100-130 тыс. км – обусловлен неправильной эксплуатацией автомобиля. На дизельных моторах с огромным крутящим моментом водители допускают длительную езду на низких оборотах – близких к холостым. В этом режиме крутильные колебания у вращающегося коленвала очень высоки, что и приводит к ускоренной поломке пружин двухмассового маховика.

Сервис и монтаж

Двухмассовый маховик имеет надежную конструкцию, гарантирующую его долговечность при нормальной эксплуатации. Тем не менее, при замене сцепления автомобиля рекомендуется тщательно проверять состояние двухмассового маховика.

Если же замена сцепления происходит уже во второй раз, то и двухмассовый маховик в этом случае подлежит замене. При замене двухмассового маховика и установке нового узла требуется соблюдать несколько обязательных условий, к которым в первую очередь относятся необходимость использования только нового крепежа при сборке двухмассового маховика и обязательный контроль правильности положения установочных штифтов. Кроме рекомендаций есть и категорические запреты на выполнение некоторых технологических операций при работе с двухмассовыми маховиками. Прежде всего, не допускается какая-либо механическая обработка, например перешлифовка рабочей поверхности двухмассового маховика. Не позволяется также установка узла, если в процессе работы было допущено падение двухмассового маховика на твердую поверхность. Протирать двухмассовый маховик можно только чистой тканью. Не разрешается применять водоструйную очистку высокого давления, пароструйную очистку, аэрозоли или сжатый воздух.

Замена на обычный маховик

У двухмассовых маховиков ввиду их дороговизны все же остается альтернатива – замена на классический маховик. Таких предложений на рынке немного, но сцепление с переоборудованным маховиком в самом деле работает. Однако, одномассовый маховик не в силах справляться с такими большими значениями крутящих моментов и сильнейшими резонансными колебаниями современных автомобилей, которые «выносит» его двухмассовый собрат. Вследствие этих причин при установке маховика классического типа страдает комфорт при переключении передач, трогании с места, разгоне, торможении двигателем и остановке, а всю отдачу принимает на себя КПП, преждевременно выходя из строя.

Маховик сложный и новый для отечественного рынка агрегат, поэтому требует к себе повышенного внимания и профессионального обслуживания.

В следующей статье мы подробно рассмотрим распространенные проблемы двухмассовых маховиков и возможные способы диагностики неисправностей. Расскажем, каким образом можно распознать первые признаки неправильной работы маховика самостоятельно и в каких случаях необходимо срочно обратиться к специалистам. Только профессионалы при наличии современного оборудования могут предоставить в полном объеме информацию о работе маховика и ликвидировать неполадки. Высококвалифицированные специалисты станции технического обслуживания «Коммерческий транспорт» выполнят самые сложные виды работ: от диагностики неисправностей до их устранения. Вы гарантированно получите подробную техническую консультацию по всем возникшим вопросам. Записаться на диагностику, установку двухмассового маховика можно по телефону, указанному на сайте.

29.1.85. Гаситель крутильных колебаний. Конструкция, назначение.

При движении автомобиля крутящий момент, действующий в трансмиссии, непостоянен. Даже при постоянной скорости автомобиля и постоянной подаче топлива момент пульсирует. Основной причиной этого является периодичность рабочего процесса автомобильного двигателя, сильную пульсацию момента могут вызывать дорожные неровности. На рис. 2.10 показана осциллограмма крутящего момента при движении автомобиля в тяжелых условиях (на участках А и Б включенное сцепление, нагруженное моментом, большим, чем максимальный момент, который оно может передать, пробуксовало подобно предохранительной муфте).

Колебания крутящего момента вызывают переменные напряжения в деталях и сокращают срок их службы. Для уменьшения колебаний применяют специальные гасители колебаний (демпферы). Основной причиной установки демпфера именно в ведомый диск сцепления является желание приблизить его к основному источнику колебаний -двигателю. Следует, однако, отметить, что существуют и альтернативные конструкции, когда гаситель устанавливается в коробку передач или маховик двигателя.

Один из вариантов демпфера крутильных колебаний, встроенного в ведомый диск сцепления, показан на рис. 2.11 (та же конструкция приведена на рис. 2.9). Он включает в себя диск 5, соединенный со ступицей 4 посредством тангенциально расположенных предварительно сжатых пружин 6, установленных в прямоугольных окнах. Диск 5 связан с пластиной 7 при помощи дистанционных заклепок 8. В центральной части находятся фрикционные кольца 9, тарельчатая пружина 10 и упорное кольцо 11. Последнее установлено относительно диска при помощи отогнутых усов, вставленных в окна диска. Крутящий момент с ведомого диска сцепления на ступицу передается двумя путями:

—с граней прямоугольных окон диска 5 и пластины 7 окружная сила передается на торцы пружин и через противоположные торцы на грани окон фланца ступицы. Этим путем передается 80— 90% крутящего момента;

— с диска 5 и пластины 7 трением через фрикционные кольца на ступицу. Если передаваемый сцеплением крутящий момент превысит сумму момента трения фрикционных колец 9 и крутящего момента, создаваемого предварительно сжатыми пружинами 6, то диск повернется относительно ступицы. При пульсации крутящего момента в трансмиссии ведомый диск и его ступица непрерывно колеблются относительно друг друга и кольца 9 трутся о фланец ступицы. Работа трения сопровождается выделением тепла, которое эквивалентно энергии, выведенной гасителем из колеблющейся системы. Так как энергия колебаний определяет их амплитуду, то в результате работы гасителя в трансмиссии уменьшается амплитуда колебаний крутящего момента. Следует иметь в виду, что полного гашения колебаний не происходит, поскольку по мере уменьшения амплитуды колебаний уменьшается и работа трения и, следовательно, эффективность работы гасителя.

Из конструктивных особенностей гасителя нужно отметить, что из-за малой работы трения возможно использование в качестве фрикционного материала металла. В некоторых случаях вместо единых фрикционных колец применяют несколько сегментов. Величина поджатая тарельчатых пружин 10 задается длиной утолщенной части дистанционных заклепок 8. Они же служат ограничителем динамического сжатия пружин 6. Такой ограничитель предохраняет пружины от поломок при пиковых значениях передаваемого момента.

Тарельчатые пружины имеют очень высокую жесткость, что затрудняет получение стабильного значения момента трения, поэтому иногда вместо них применяют витые цилиндрические пружины.

Изображенные на рис. 2.12 возможные характеристики гасителей крутильных колебаний показывают изменение передаваемого крутящего момента в зависимости от угла поворота ведомого диска относительно ступицы. На рис. 2.12 a M_T соответствует величине момента трения, М_< характеризует предварительное сжатие пружин гасителя, угол а — их жесткость, a q>_max, — угол срабатывания ограничителя. Гаситель колебаний, имеющий такую характеристику, настроен на определенный режим работы трансмиссии (резонансный, наиболее опасный с точки зрения прочности и неприятный с точки зрения комфортабельности), на котором он эффективно рассеивает энергию колебаний.

Характеристика, изображенная на рис. 2.12 б, отличается тем, что благодаря последовательному включению пружин (четыре из шести пружин установлены в окна с зазором, который постепенно выбирается при увеличении передаваемого крутящего момента) крутильная жесткость демпфера прогрессивно возрастает при увеличении внешней нагрузки и он более эффективно работает в широком диапазоне нагрузочных режимов.

Гаситель крутильных колебаний. Что такое крутильные колебания и как их гасить? Вал гасящий крутильные колебания

Гаситель колебаний (демпфер)

Гаситель крутильных колебаний (а) и его нерабочее (б) и рабочее <в) положения:

1 и 9 — накладки диска; 2 — пластинчатая пружина; 3 — ведомый диск; 4 — фрикционные шайбы; 5 — ступица ведомого диска; 6 — регулировочная шайба; 7 — пружина; 8 —пластина гасителя.

Для предотвращения передачи угловых колебаний от двигателя на валы трансмиссии в конструкции сцепления предусмотрен гаситель крутильных колебаний (демпфер) . Пружины демпфера обеспечивают упругую связь ведомого диска сцепления с его ступицей.

При отсутствии передачи крутящего момента вырезы фланца ступицы и ведомого диска, в которых расположены демпферные цилиндрические пружины, совпадают. Передача крутящего момента от ведомого диска к его ступице осуществляется через демпферные пружины. При этом ведомый диск поворачивается на некоторый угол относительно фланца ступицы и между ними возникает трение. Таким образом, энергия крутильных колебаний превращается в тепловую. Предельное угловое смещение дисков ограничено размером вырезов во фланце ступицы.

Гаситель колебаний (демпфер) вводят в конструкцию сцепления для предохранения трансмиссии автомобиля от резонансных крутильных колебаний , возникающих при совпадении одной из частот собственных колебаний трансмиссии с частотой действия возмущающей силы, вызываемой пульсацией крутящего момента двигателя.

Упругий элемент гасителя служит для снижения жесткости трансмиссии. При этом уменьшаются частоты собственных колебаний трансмиссии и устраняется возможность появления высокочастотного резонанса. Поскольку минимальную жесткость упругого элемента гасителя приходится ограничивать из конструктивных соображений, трансмиссия автомобиля не может быть предохранена от резонанса на низких частотах. Поэтому помимо упругого элемента, в конструкцию гасителя приходится вводить поглотитель энергии низкочастотных резонансных колебаний обычно при помощи трения.

На рисунке показаны наиболее распространенные схемы гасителей. Упругим элементом служат пружины 3 , тангенциально расположенные и вставленные в окна, прорезанные в ведущих дисках 1 и 2 и во фланце ведомой ступицы 4 . На диске 1 закреплен ведомый диск сцепления; диски 1 и 2 соединены между собой заклепками 6 . Прокладки 5 (а), изготовленные из стали или фрикционного материала, по толщине и количеству подбирают так, чтобы обеспечить необходимый момент трения между ведущим и ведомым элементами гасителя для поглощения энергии колебаний при резонансе.

В сцеплениях грузовых автомобилей обычно вместо прокладок 5 устанавливают пружинные кольца 7 (б), которые при стягивании заклепками создают осевую силу, необходимую для получения определенного момента трения. В данном случае при сборке гасителя не требуется такая точная регулировка момента трения, как в первом варианте.

Конструкционные схемы гасителей в трансмиссии автомобиля.

Для более эффективного гашения колебаний иногда гасители конструируют с переменной жесткостью : сначала жесткость меньше, а затем она увеличивается. Такое изменение начальной жесткости достигается тем, что сначала в работу вступает лишь часть пружин 3 , а затем уже все остальные. Для этого длину окон во фланце ступицы и в ведомых дисках, в которые вставлены пружины 3 , делают меньше, чем у остальных окон. Предельный момент М max , скручивающий гаситель до упоров и ограничивающий его минимальную жесткость, выбирают обычно равным моменту, определяемому сцепным весом автомобиля при коэффициенте сцепления 0,8 , то есть:

Приспособления, обеспечивающие чистоту выключения сцепления.

Предохранение трансмиссии автомобиля от инерционных нагрузок обеспечивается правильным выбором коэффициента запаса сцепления. Дальнейшего снижения инерционных нагрузок, передаваемых от двигателя на трансмиссию, можно добиться, ограничивая резкость включения сцепления или введением гидродинамической муфты. Гаситель (демпфер) при небольшом числе оборотов коленчатого вала двигателя снижает инерционный момент, передаваемый от двигателя на трансмиссию, на 10-15%. При числе оборотов свыше 2500 в минуту инерционный момент уменьшается при наличии гасителя лишь на 5-6%.

Полное отключение двигателя от трансмиссии достигается наличием зазора между дисками сцепления в выключенном состоянии. В однодисковых сцеплениях при отсутствии рычажков выключения, принудительно отводящих нажимной диск, для этой цели применяют слабую пружину 2, оттягивающую нажимной диск 1 от ведомого при выключенном сцеплении (а). В двухдисковых сцеплениях средний ведущий диск 4 в момент выключения сцепления отталкивается от маховика слабой витой или пластинчатой пружиной 3 (б) и упирается в болт 5, ввернуты в корпус 6 сцепления.

Крутильные колебания коленчатого вала возникают при его вращении под влиянием приложенных к кривошипам периодически действующих сил. Если период действия этих сил совпадает с периодом свободных колебаний коленчатого вала или кратен ему, то возникает явление резонанса: амплитуда крутильных колебаний возрастает, и вал вследствие увеличения напряжения может разрушиться. Двигатели конструируют так, чтобы резонанс не наступал при частоте вращения, соответствующей эксплуатационным режимам работы, однако крутильные колебания существуют всегда. Гаситель крутильных колебаний, устанавливаемый в некоторых конструкциях сцеплений, служит для предохранения трансмиссии от крутильных колебаний, которые могут возникнуть в ней вследствие неравномерности вращения коленчатого вала двигателя, вызываемой его крутильными колебаниями.

Рис. Ведомый диск сцепления с гасителем крутильных колебаний

Виды гасителей крутильных колебаний

Существуют два типа гасителей крутильных колебаний:

фрикционные
гидравлические

Наиболее широкое распространение получили фрикционные гасители. К ведомому диску 1 с его фрикционными накладками 10 и балансировочной пластиной 11 сцепления присоединен заклепками 7 диск 9 гасителя, который установлен между двумя дисками 5, прикрепленными к фланцу ступицы 6 ведомого диска. В дисках гасителя и фланца ступицы имеются окна (например, их может быть восемь), в которых при сборке установлены пружины 2 гасителя вместе с опорными пластинами 3. К фланцу ступицы прикреплены также маслоотражательные кольца 4, благодаря чему исключается возможность выпадания пружин из дисков. Между дисками фланца ступицы и диском гасителя расположены фрикционные элементы 8 (в виде кольца или пластин). Диск гасителя, не связанный жестко со ступицей, при возникновении крутильных колебаний получает угловое перемещение относительно дисков фланца ступицы, которое сопровождается трением между указанными деталями и фрикционными элементами. Этим и достигается поглощение энергии крутильных колебаний и как следствие гашение колебаний ведущего вала коробки передач и связанных с ним деталей трансмиссии. Деформация пружин гасителя при взаимном перемещении дисков гасителя и фланца ступицы уменьшает резкость включения сцепления. Наличие гасителя крутильных колебаний способствует уменьшению шума и износа зубьев шестерен коробки передач.

Крутильные колебания или вибрации возникают в процессе из-за его неравномерной по разные стороны формы и маховика. В этой статье мы поговорим о том, откуда они возникают, чем опасны, и расскажем об устройстве, снижающим воздействие этих вибраций – гаситель крутильных колебаний.

Любой маховик двигателя имеет определенную массу, которая не в полной мере сочетается с коленчатым валом мотора. При вращении коленвала, маховик, обладая большой массой, начнет колебаться, что приводит к появлению определенных вибраций не только на нем, но и на валу. Частота и амплитуда колебаний будет напрямую зависеть от массы маховика, а также его радиуса. Чем больше расстояние от края до центра и больше масса маховика, тем выше эта частота колебаний.

При уменьшении воздействия, которое прилагается от поршней и шатунов, уменьшаются и вибрации. Логично предположить, что если не прилагать большую нагрузку на коленвал, от этих вибраций можно избавиться, однако мы не в состоянии постоянно снижать нагрузку на вал, так как автомобиль все время находится в движении. Данный вид колебаний, получаемых при воздействии на маховик внешних сил, называется вынужденным.

Опасным явлением, в которое могут перерасти колебания – это резонанс. В процессе вращения маховика, он находится в механической связи с первичным валом коробки передач. Вал КПП также имеет небольшую величину вибраций, которая взаимно передается на маховик коленвала. Если эти колебания совпадают, это приводит к резонансу – пропорциональному повышению колебаний обоих механических элементов и, как следствие, к разрушению обоих валов.

Гаситель крутильных колебаний

Как вы поняли, совпадение частот этих вибраций совершенно не допустимо, именно поэтому в трансмиссии автомобиля предусмотрено специальное устройство – демпфер. Он устанавливается на диске сцепления автомобиля и имеет специальную конструкцию. Задача демпфера заключается в создании самой упругой связи диска сцепления с его небольшой ступицей на коленчатом валу.

Демпфер представляет собой пружины цилиндрической формы, которые по кругу устанавливаются на всей внутренней окружности диска сцепления. Пружины гасителя обеспечивают защиту трансмиссии автомобиля от совпадения частот колебаний маховика и сцепления на больших оборотах вращения коленвала. Однако, такое устройство не способно обеспечить надежную защиту при низких частотах колебаний. Специально для этого служить другое устройство, которое называется поглотитель низкочастотных колебаний.

В грузовых же автомобилях на сцеплении вместо демпферных пружин применяются круглые, сжимаемые при скручивании элемента. Главное отличие от демпфера – это отсутствие необходимо проводить широкую регулировку элемента. Такая пружина в процессе вращения сжимается и с помощью повышения трения передает вращающий момент на первичный вал КПП.

Видео — Теория ДВС: Коленвал часть 2, «Гаситель крутильных колебаний»

Вот так происходит снижение крутильных колебаний в двигателе и трансмиссии автомобиля при эксплуатации. Как видим, здесь нет ничего сложного или непонятного. Желаем вам удачи на дорогах!

Демпферы от Dayco. Что такое демпфер и зачем он нужен?

Dayco, ведущий поставщик продукции для двигателей и систем привода для автомобильной промышленности и рынка послепродажного обслуживания, также является крупным игроком в производстве оригинального оборудования: гасителей крутильных колебаний — демпферов (или виброгасителей), которые производятся для многих известных производителей ТС, как для автомобилей, так и техники для использования в тяжелых условиях, по всей Европе и всему миру.

Современные силовые установки имеют высокотехнологическую конструкцию, обеспечивающую оптимальное сочетание мощности и крутящего момента, а также эффективность использования топлива и минимальные выбросы выхлопных газов. Подобная цель часто достигается за счет высокого уровня вибрации двигателя, которая обычно усиливается значительным давлением, присутствующим в камерах сгорания двигателя, что особенно характерно для дизельных агрегатов.

Такая вибрация передается через коленчатый вал и, следовательно, оказывает значительное влияние на системы трансмиссии двигателя. Для уменьшения этой проблемы инженеры Dayco разработали виброгасители (демпферы) или DPV.

Обычно устанавливаемый непосредственно на коленчатый вал, демпфер уменьшает круговые вибрации, которые составляют главную проблему, и уменьшают износ многих компонентов двигателя. Само собой разумеется, система привода навесного оборудования переднего расположения является здесь основным бенефициаром, поскольку увеличивается срок службы всей силовой установки и повышается комфорт для пассажиров транспортного средства.

Имеется три вида демпферов, которые устанавливаются в зависимости от целей: простые, двойные и разъединительные.

Вместо прямого присоединения к коленчатому валу простой демпфер встроен в систему привода навесного оборудования переднего расположения, поскольку обеспечивает достаточное снижение вибрации для решений со стандартными требованиями к шуму и вибрации при езде.

Двойной демпфер включает в себя два резиновых элемента в пределах своих металлических деталей, которые предназначены для поглощения вибрации на разных частотах и может использоваться в случаях, когда генерируется высокая мощность и повышенная вибрация, например, на современных дизельных двигателях.

Хотя разъединительный демпфер включает в себя резиновое кольцо, функция гашения вибраций выполняется с помощью металлических пружин, а не осуществляется исключительно резиновым элементом. Такой виброгаситель используется в двигателях последнего поколения с большей мощностью и позволяет системе привода навесного оборудования переднего расположения справляться с большим пробегом и неблагоприятными условиями, особенно в случаях, где имеется функция ленточного пускового генератора.

Замена демпфера

Естественно, с любой подлежащей износу деталью со временем и по мере увеличения пробега ТС могут возникать проблемы, и виброгаситель может потерять свою эффективность или иногда даже сломаться, что увеличивает риск отказов в других частях систем привода двигателя.

Во избежание этих проблем демпферы следует проверять на наличие признаков износа, таких как необычные шумы, неприятные вибрации или даже колебания рулевого управления, приблизительно через каждые 65 000 километров или при замене вспомогательного ремня. Однако, независимо от наличия указанных признаков Dayco рекомендует производить замену каждый раз вместе с заменой ремня ГРМ.

Тем не менее, техническим специалистам следует иметь в виду, что для надлежащей проверки виброгасителя его необходимо снять с двигателя, так как необходимо осмотреть заднюю, а также переднюю часть для полной оценки состояния. Кроме того, независимо от наличия необходимости замены, следует заменить болты, поскольку они рассчитаны на растяжение при первоначальной установке и уже не будут соответствовать проектным допускам при повторном использовании.

Комплекты демпферов с болтами

При замене гасителя крутильных колебаний монтажные болты, как правило, тоже нужно менять. Болты, затянутые с рекомендуемым усилием, деформируются и не должны использоваться вторично. Деформация болтов в момент затяжки является необходимым условием, обеспечивающим надежную установку демпфера на коленвал. Использование болтов, бывших в употреблении, поставит под угрозу установку нового демпфера.

В дополнение к уже существующей номенклатуре шкивов, в комплект поставки которых не входят крепежные болты, теперь ассортимент Dayco включает Комплекты с необходимым количеством крепежных элементов (болтов), замена которых необходима и регламентирована автопроизводителями при проведении процедуры замены демпферов.

Пример: DPV1210 -шкив и DPV120K – шкив + болты крепления.

Такие комплекты гарантируют автомеханику наличие всех необходимых деталей для безопасной и корректной замены демпферов.

Решения для рынка послепродажного обслуживания

Как и все изделия, производимые Dayco, демпферы производятся на одних и тех же предприятиях в соответствии с идентичными стандартами, поэтому независимо от того, предназначен ли виброгаситель для оригинальных (OE) или послепродажных (Aftermarket) поставок, он обладает высочайшим качеством, гарантируя надежность для станций техобслуживания и их клиентов. Данный подход удобен и делает виброгасители Dayco идеальным выбором взыскательного потребителя.

Гаситель крутильных колебаний

При движении автомобиля крутящий момент, действующий в трансмиссии, непостоянен. Даже при постоянной скорости автомобиля и постоянной подаче топлива момент пульсирует. Основной причиной этого является периодичность рабочего процесса автомобильного двигателя, сильную пульсацию момента могут вызывать дорожные неровности. На рис. 2.10 показана осциллограмма крутящего момента при движении автомобиля в тяжелых условиях (на участках А и Б включенное сцепление, нагруженное моментом, большим, чем максимальный момент, который оно может передать, пробуксовало подобно предохранительной муфте).

Рис. 2.10. Осциллограмма крутящего момента в трансмиссии

ные конструкции, когда гаситель устанавливается в коробку передач или маховик двигателя.

Один из вариантов демпфера крутильных колебаний, встроенного в ведомый диск сцепления, показан на рис. 2.11 (та же конструкция приведена на рис. 2.9). Он включает в себя диск 5, соединенный со ступицей 4 посредством тангенциально расположенных предварительно сжатых пружин 6, установленных в прямоугольных окнах. Диск 5 связан с пластиной 7 при помощи дистанционных заклепок 8. В центральной части находятся фрикционные кольца 9, тарельчатая пружина 10 и упорное кольцо 11. Последнее установлено относительно диска при помощи отогнутых усов, вставленных в окна диска. Крутящий момент с ведомого диска сцепления на ступицу передается двумя путями: с граней прямоугольных окон диска 5 и пластины /окружная сила передается

на торцы пружин и через противоположные торцы на грани окон фланца ступицы. Этим путем передается 80—

90% крутящего момента; с диска 5 и пластины 7 трением через фрикционные кольца на ступицу.

Если передаваемый сцеплением крутящий момент превысит сумму момента трения фрикционных колец 9 и крутящего момента, создаваемого предварительно сжатыми пружинами 6, то диск повернется относительно ступицы. При пульсации крутящего момента в трансмиссии ведомый диск и его ступица непрерывно колеблются относительно друг друга и кольца 9 трутся о фланец ступицы. Работа трения сопровождается выделением тепла, которое эквивалентно энергии, выведенной гасителем из колеблющейся системы. Так как энергия колебаний определяет их амплитуду, то в результате работы гасителя в трансмиссии уменьшается амплитуда колебаний крутящего момента. Следует иметь в виду, что полного гашения колебаний не происходит, поскольку по мере уменьшения амплитуды колебаний уменьшается и работа трения и, следовательно, эффективность работы гасителя.

Рис. 2.11. Ведомый диск сцепления с гасителем крутильных колебаний

Величина поджатая тарельчатых пружин 10 задается длиной утолщенной части дистанционных заклепок 8. Они же служат ограничителем динамического сжатия пружин 6. Такой ограничитель предохраняет пружины от поломок при пиковых значениях передаваемого момента.

Характеристика, изображенная на рис. 2.12 б, отличается тем, что благодаря последовательному включению пружин (четыре из шести пружин установлены в окна с зазором, который постепенно выбирается при увеличении передаваемого крутящего момента) крутильная жесткость демпфера прогрессивно возрастает при увеличении внешней нагрузки и он более эффективно работает в широком диапазоне нагрузочных режимов.

Рис. 2.12. Характеристики гасителя крутильных колебаний

а — с постоянной жесткостью; б — с возрастающей жесткостью

2.4.5. Особенности конструкций двухдисковых сцеплений

Возможности однодискового сцепления ограничены тем, что при увеличении расчетного крутящего момента его диаметр должен стать слишком большим. Это нежелательно как по компоновочным соображениям, так и из-за возрастания скорости скольжения периферийных областей накладок при буксовании сцепления.

Выходом является применение двухдисковых сцеплений, отличающихся от однодисковых добавлением одного ведомого и одного промежуточного (2 на рис. 2.13) ведущего дисков. Такие сцепления по сравнению с рассчитанными на передачу того же крутящего момента однодисковыми имеют несколько меньший диаметр, большую плавность включения, но худшую чистоту выключения.

Для получения в выключенном двухдисковом сцеплении таких же зазоров между трущимися поверхностями, как в однодисковых сцеплениях, нужно вдвое увеличить ход нажимного диска, при этом вдвое должен увеличиться рабочий ход подшипника выключения сцепления. Для сохранения хода педали неизменным вдвое должно уменьшиться передаточное число привода сцепления, а уменьшение передаточного числа потребует увеличения прикладываемого к педали усилия выключения сцепления. Стремление к снижению усилия приводит к тому, что зазор между фрикционными поверхностями в выключенном двухдисковом сцеплении обычно на 25—35% меньше, чем в однодисковом. По той же причине в двухдисковых сцеплениях реже применяют упругие

ведомые диски, которые требуют увеличенного хода нажимного диска.

Имеется еще одно обстоятельство, усложняющее обеспечение чистого выключения двухдисковых сцеплений. Если для выключения однодискового сцепления достаточно освободить с одной стороны легкий ведомый диск, отведя от него нажимной, то для промежуточного диска этого недостаточно. Промежуточный диск, будучи гораздо более массивным и менее сбалансированным, сильно прижимается к своим направляющим и сам не устанавливается посередине между двумя ведомыми, его необходимо перемещать принудительно. Существует несколько вариантов механизмов, обеспе-

Рис. 2.13. Двухдисковое сцепление а — конструктивная схема; бив —варианты механизмов установки промежуточного диска в среднее положение

чивающих отвод промежуточного диска, один из них показан на рис. 2.136. Сжатые пружины 4, установленные между маховиком / и промежуточным диском 2, при выключении сцепления освободят передний ведомый диск, но, чтобы при этом не зажался задний, необходимо ограничить перемещение промежуточного диска назад. Для этого в кожух сцепления 5 вворачивают несколько равномерно расположенных по окружности регулируемых упоров 6. Система получается сложной, так как упоры должны иметь устройства для фиксации их положения и дополнительные устройства, позволяющие установить все упоры в одинаковое положение без измерения зазоров между дисками, а такую операцию без снятия картера осуществлять невозможно.

На рис. 2.13 в показан другой способ обеспечения чистоты выключения двухдискового сцепления. Устройство состоит из коромысла 7, посаженного на промежуточный диск 2, и закрученной пружины 4, которая стремится вращать коромысло против часовой стрелки (один ее конец упирается в промежуточный диск, а второй — в коромысло). Концы коромысла упираются в маховик / и нажимной диск 3. Так как плечи коромысла одинаковы, то оно постоянно держит промежуточный диск посередине между маховиком и нажимным диском. Таких коромысел на диск устанавливается несколько.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.003 с) .

Гаситель крутильных колебаний

Номер патента: 932007

Текст

(72) Авторы изобретен Б,Е. Мульм витель 5) ГАСИТЕЛЬ КРУТИЛЬНЫХ КОЛЕБАНИ льиосно нкоИзобретение относится к сред вам для гашения крутильных коле ний валопроводов, может быть ис зовано, например в судовых, ста нарных, тепловозных двигателях особенно в дизель-генераторах, ной нагрузкой которых является хронный генератор переменного тИзвестен гаситель крутильных лебаний., содержащий ступицу и р положенный на ней маховик, связ ные резиновыми упругими элемент ми 1 .Недостатки данного гасителя невысокая эффективность гашения нестабильность характеристик гаш ния. во времени.Наиболее близким по техническ сущности к предлагаемому являетс гаситель крутильных колебаний, с держащий закрепляемую на валопро воде ступицу с кольцевой полость и расположенный в ней с зазором, заполненным рабочей средой, махо Г, Заславский, Я.Ю, Лап.И, Зарвиров вик, В качестве рабочей среды используется силиконовая жидкость с наполнителем в виде волокон различных веществ 21.Недостатком указанного гасителя является то, что усилие гашения крутильных колебаний, им развиваемое, недостаточно, особенно для гашения низкочастотных составляющих возбуждающего момента.Цель изобретения — увеличение усилия гашения крутильных колебаний, вызываемых низкочастотными составляющими возбуждающего момента.Для достижения этой цели гаситель крутильных колебаний, преимуще» ственно валопровода, предназначенного для соединения двигателя с синхронным генератором переменного тока, содержащий закрепляемую на валопроводе ступицу с кольцевой полостью и расположенный на ней с зазором, заполненным рабочей средой, маховик, снабжен связываемым с кор Э 3200 Упусом двигателя или генератора статором, выполненным в виде магнитопровода с обмоткой, предназначеннойдля генерирования вращающегося с частотой вращения валопровода магнитного поля, а часть ступицы со стороны ста тора выполнена в виде магнитопровода с обмоткой типа «беличьеколесоцелью облегчения пуска системы 10двигатель-генератор, гаситель снабжен источником переменного тока,подключенным к обмотке магнитопровода статора.На фиг.изображен гаситель,продольный разрез; на Фиг. 2 — электрическая схема включения обмотки ста- .тора гасителя крутильных колебанийвалопровода дизель-генератора переменного тока; на Фиг, 3 — основнаячасть валопровода, соединяющего двигатель и генератор,Гаситель содержит установленнуюна валопроводе 1 ступицу 2, с помещенным в ней маховиком 3, имеющуюмагнитопровод 1 с обмоткой типабеличье колесо, в зазоре между ступицей 2 и маховиком 3 помещена вязкаяили вязко-упругая жидкость 5, являющаяся рабочей средой. Статор гасителя в виде магнитопровода 6 жесткоустановлен на корпусе генератора 7,его трехфазная обмотка 8 фиг.2) подключена к трехфазной обмотке 9 стато 35ра синхронного генератора (не показан) ротор 10 которого фиг.3)связан с валом 11 двигателя (не показан) Обмотка 8 имеет клеммы 12и подключена к обмотке 9 статора генератора через регулятор 13 Гаситель работает следующим образом,При вращении вала 11 двигателя3, возникают крутильные колебания,45приводящие к относительному скольжению магнитного поля магнитопровода6, которое вращается с угловой скоростью ротора 1 О генератора, и магнитопровода 1, Игновенная угловаяскорость магнитопровода 1 из-за крутильных колебаний не равна скоростиротора 10 генератора, Это вызываетв обмотке ма гнитопровода 1 ток, магнитное поле которого во взаимодействии с магнитным полем магнитопрово-да б создает усилие гашения, препятствующее развитию колебаний. Этоусилие приложено к ступице 2 гасителя, а его реактивный момент, через магнитопровод 6 приложен к корпусу генератора . Таким образом, корпус генератораи связанные с ним части установки используются в качестве инертной массы, чей момент инерции достаточно велик, чтобы не ограничивать усилие гашения.Часть энергии гармонических составляющих высоких порядков поглощается вязкой жидкостью 5, находящейся в зазоре между ступицей 2 и маховиком 3, Ток в обмотке неподвижной части гасителя, а следовательно, и величина усилия гашения регулируются регулятором 13.При подключении во время пуска постороннего источника переменного тока (не показан) к клеммам 12 гаситель работает как асинхронный двигатель, облегчая пуск машины.Такой гаситель даст возможность уменьшить амплитуды крутильных колебаний валопровода и, следовательно, напряжений от них в валопроводах до допустимого уровня без увеличения радиальных габаритов движущихся частей и, связанных с этими габаритами, моментами инерции и весов этих частей, так как для гашения высокочастотных колебаний не требуется большой момент инерции маховика, а усилие гашения электрической части гасителя не ограничено моментом инерции движущихся частей, зависит от конструкции магнитопроводов, токов в их обмотках и пропорционально частоте и амплитуде крутильных колебаний участка валопровода, на котором установлен гаситель. При этом электрическая часть гасителя не потребляет активной мощности, за исключением потерь в проводах.Кроме того, благодаря регулятору есть возможность настройки гасителя в широких диапазонах работы и использования гасителя в различных установках,Формула изобретения1. Гаситель .крутильных колебаний, преимущественно валопровода, предназначенного для соединения двигателя с синхронным генератором переменного тока, содержащий закрепляе5 932007 6 мую на валопроводе ступицу с кольце-, на в виде магнитопровода с обмоткой вой полостью и расположенный в ней типа беличье колесо. с зазором, заполненным рабочей сре, Гаситель по п,1, о т л идой, маховик, о т л и ч а ю щ и й- ч а ю щ и й с я тем, что, с целью с я тем, что, с целью увеличенияоблегчения пуска системы двигатель- усилия гашения крутильных колебаний, генератор, он снабжен источником вызываемых низкочастотными состав- переменного тока, подключенным к обляющими возбуждающего момента, он мотке магнитопровода статора во вреснабжен связываемым с корпусом мя пуска.двигателя или генератора и охватывающим ступицу статором, выполненным Источники информации, в виде магнитопровода с обмоткой, принятые во внимание при экспертизе предназначенной для генерирования 1. Патент Великобритании вращающегося с частотой вращенияУ 1312941, кл. Р 29, 1973. валопровода магнитного поля, а часть 15 2. Патент США Ю 3640149, ступицы по стороны статора выполне- кл. 74-74, 1973 (прототип) .932007 Составитель А. МашкинТехред А. Бабинец Корректо актор И. Ковальчук Рошк Заказ 3703/ Тираж ВИИИПИ Государ по делам из 3035, Москва, 81 Подписнотвенного к 1 митета ССбретений и открытий

Заявка

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ А-1495

МУЛЬМАН БОРИС ЕФИМОВИЧ, ЗАСЛАВСКИЙ ЕФИМ ГРИГОРЬЕВИЧ, ЛАПИЦКИЙ ЯКОВ ЮРЬЕВИЧ, ЗАРВИРОВ СЕРГЕЙ ИВАНОВИЧ

Как работает гаситель крутильных колебаний

Изобретение относится к машиностроению, в частности к гасителям крутильных колебаний коленчатых валов двигателей внутреннего сгорания.

Известна конструкция вязкостного амортизатора (патент РФ №2388950, МПК F16F 15/173, опубл. 10.05.2010), состоящего из корпуса и крышки, причем корпус и/или крышка изготовлены из стального листа, и внутри корпуса расположен подвижный, предпочтительно установленный плавающим в текучей среде зубчатый обод маховика, причем вязкостный амортизатор имеет отверстие под подшипник, так же на корпусе и/или на крышке предусмотрены, по меньшей мере, два находящихся на одной совместной окружности центрирующих выступа, при этом центрирующие выступы изготовлены в виде отдельных конструктивных элементов и разъемным способом соединены с крышкой и/или с корпусом.

Наиболее близким к предлагаемому решению является гаситель крутильных колебаний жидкостного трения (патент РФ №2225955, МПК F16F 15/173, опубл. 20.03.2004), содержащий корпус, крышку, маховик, пробку заливного отверстия, жидкость с высокой вязкостью, фланец крепления гасителя, отверстия под крепление гасителя, центрирующий элемент, выполненный в виде отдельной пластины, которая крепится к крышке, при этом диаметр поверхности центрирования превышает диаметр расположения наружной периферии крепежных отверстий.

Однако данные конструкции не позволяют гасить крутильные колебания в широком диапазоне изменения частот вращения коленчатого вала, что влияет на ресурс двигателя.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в увеличении эффективности демпфирования крутильных колебаний в широком диапазоне изменения частоты вращения коленчатого вала, что позволит увеличить ресурс работы двигателя.

Технический результат достигается тем, что в гасителе крутильных колебаний, содержащем корпус, крышку, маховик, расположенный внутри корпуса в среде жидкости с высокой вязкостью, фланец с отверстиями для крепления гасителя новым является то, что в маховике со стороны его наружного диаметра выполнены прорези, равноудаленные относительно друг друга по окружности, в прорезях маховика диаметрально расположены упорные пластины, зафиксированные в пазах, выполненных в корпусе и крышке, между упорными пластинами и стенками прорезей маховика установлены пружины, торцы которых упираются в углубления, выполненные в стенках прорезей и на поверхностях пластин.

Внутри корпуса на его внутреннем диаметре установлена втулка.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен общий вид гасителя крутильных колебаний.

На фиг. 2 изображен разрез гасителя крутильных колебаний (вид сбоку).

На фиг. 3 изображен корпус гасителя крутильных колебаний и его разрез (вид сбоку).

На фиг. 4 изображена крышка гасителя крутильных колебаний и его разрез (вид сбоку).

На фиг. 5 изображен маховик гасителя крутильных колебаний.

На фиг. 6 изображена упорная пластина гасителя крутильных колебаний.

Позиции фиг. 1-6: 1 — корпус, 2 — крышка, 3 — маховик, 4 — упорная пластина, 5 — втулка, 6 — пружина, 7 — жидкость с высокой вязкостью, 8 — крепежные отверстия.

Устройство состоит из корпуса 1, который включает в себя рабочее пространство и фланец с отверстиями 8 для крепления гасителя к коленчатому валу (на чертежах не изображен). Корпус 1 закрывается крышкой 2. Внутри корпуса 1 в среде жидкости с высокой вязкостью 7 расположен маховик 3, который со стороны наружного диаметра имеет прорези, равноудаленные относительно друг друга, например четыре прорези, расположенные под углом 90 градусов относительно друг друга. Жидкость с высокой вязкостью 7 создает вязкое сопротивление движению маховика 3. Внутри корпуса 1 между его поверхностью на внутреннем диаметре и маховиком 3 установлена втулка 5 для уменьшения трения при вращательном движении маховика 3 относительно корпуса 1. В прорезях маховика 3 расположены упорные пластины 4. Упорные пластины 4 установлены в углублениях, выполненных внутри корпуса 1 на его наружной поверхности и задней стенке, а также на внутренней поверхности крышки 2. Между упорным пластинами 4 и стенками прорезей маховика 3 расположены пружины 6, торцы которых установлены в пазах на стенках прорезей маховика 3 и стенках упорных пластин 4. Пружины 6 создают упругое сопротивление движению маховика 3.

Устройство работает следующим образом.

Гаситель крутильных колебаний с помощью крепежных болтов через отверстия 8 во фланце гасителя крепится к коленчатому валу (на чертежах не изображен). При работе двигателя в коленчатом валу от периодического действия давления газов возникают крутильные колебания, при появлении которых маховик 3 внутри гасителя начинает совершать вращательное движение относительно корпуса 1. Пружины 6 с той или иной стороны начинают сжиматься, создавая сопротивление движению маховика 3. В результате использования в конструкции упругого элемента гаситель позволяет поглощать низкочастотные ударные колебания. Жидкость с высокой вязкостью 7 внутри корпуса оказывает вязкое сопротивление движению маховика 3. В результате использования явлений упругого и вязкого сопротивления гаситель позволит уменьшить нежелательные колебаний в более широком диапазоне изменения частоты вращения коленчатого вала, тем самым увеличить ресурс работы двигателя.

Гаситель крутильных колебаний

Изобретение относится к средствам для гашения крутильных колебаний валопроводов, может быть использовано ., например в судовых, стационарных , тепловозных двигателях и особенно в дизель-генераторах, основной нагрузкой которых является синхронный генератор переменного тока. Известен гаситель крутильных колебаний ., содержащий.ступицу и расположенный на ней маховик, связанные резиновыми упругими элементами l . Недостатки данного гасителя невысокая эффективность гашения и нестабильность характеристик гашения , во времени. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является гаситель крутильных колеба ний, содержащий закрепляемую на валопроводе ступицу с кольцевой полостью и расположенный в ней с зазором, заполненным рабочей средой, маховик . в качестве рабочей среды используется силиконовая жидкость с наполнителем в виде волокон различных веществ 21. Недостатком указанного гасителя является то, что усилие гашения крутильных колебаний, им развиваемое, недостаточно, особенно для гашения низкочастотных составляющих возбуждающего момента. Цель изобретения — увеличение усилия гашения крутильных колебаний, вызываемых низкочастотными составляющими возбуждающего момента. Для достижения этой цели гаситель крутильных колебаний, преимущественно валопровода, предназначенного для соединения двигателя с синхронным генератором переменного тока , содержащий закрепляемую на валопроводе ступицу с кольцевой полостью и расположенный на ней с зазором,заполненным рабочей средой, . маховик, снабжен связываемым с кор39 пусом двигателя или генератора статором , выполненным в виде магнитопровода с обмоткой, предназначенной для генерирования вращающегося с ча тотой вращения валопровода магнитного поля, а часть ступицы со сторо ны статора выполнена в виде магнито провода с обмоткой типа беличье колесо. С целью облегчения пуска системы двигатель-генератор, гаситель снаб жен источником переменного тока, подключенным к обмотке магнитопровода статора. На фиг. 1 изображен гаситель,про дольный разрез; на фиг. 2 — электрическая схема включения обмотки статора гасителя крутильных колебаний валопровода дизель-генератора переменного тока; на фиг. 3 основная часть валопровода, соединяющего двигатель и генератор. Гаситель содержит установленную на валопроводе 1 ступицу 2, с поме щенным в ней маховиком 3, имеющую магнитопровод с обмоткой типа беличье колесо,-в зазоре между ступ цей 2 и маховиком 3 помещена вязкая или вязко-упругая жидкость 5, являю щаяся рабочей средой. Статор гасителя в виде магнитопровода 6 жестко установлен на корпусе генератора 7, его трехфазная обмотка 8 (фиг.2) под ключена к трехфазной обмотке 9 стато ра синхронного генератора (не показан ) ротор 10 которого (фиг.З) связан с валом 11 двигателя (не показан ),. Обмотка 8 имеет клеммы 12 и подключена к обмотке 9 статора ге нератора через регулятор 13Гаситель работает следующим образом . При вращении вала 11 двигателя 3, возникают крутильные колебания, приводящие к относительному скольже нию магнитного поля магнитопровода 6, которое вращается с угловой скоростью ротора 10 генератора, и магнитопровода k. Мгновенная угловая скорость магнитопровода 4 из-за крутильных колебаний не равна скорости ротора 10 генератора. Это вызывает в обмотке магнитопровода 4 ток, магнитное поле которого во взаимодействии с магнитным полем магнитопрово да & создает усилие гашения, препятствующее развитию колебаний. Это усилие приложено к ступице 2 гасителя , а его реактивный момент, через магнитопровод 6 приложен к корпусу генератора 7- Таким образом, корпус генератора 7 и связанные с ним части установки используются в качестве инертной массы, чей момент инерции достаточно велик, чтобы не ограничивать усилие гашения. Часть энергии гармонических составляющих высоких порядков поглощается вязкой жидкостью 5, находящейся в зазоре между ступицей 2 и маховиком 3 Ток в обмотке неподвижной части гасителя, а следовательно , и величина гашения регулируются регулятором 13. При подключении во время пуска постороннего источника переменного тока (не показан) к клеммам 12 гаситель работает как асинхронный двигатель , облегчая пуск машины. Такой гаситель даст возможность уменьшить амплитуды крутильных колебаний валопровода и, следовательно , напряжений от них в валопроводах до допустимого уровня без увеличения радиальных габаритов движущихся частей и, связанных с этими габаритами, моментами инерции и весов этих частей, так как для гашени я высокочастотных колебаний не требуется большой момент инерции маховика, а усилие гашения электрической части гасителя не ограничено моментом инерции движущихся частей, зависит от конструкции магнитопроводов , токов в их обмотках и пропорционально частоте и амплитуде крутильных колебаний участка валопровода , на котором установлен гаситель . При этом электрическая часть гасителя не потребляет активной мощности , за исключением потерь в проводах . Кроме того, благодаря регулятору есть возможность настройки гасителя в широких диапазонах работы и использования гасителя в различных установках. Формула изобретения 1. Гаситель крутильных колебаний, преимущественно валопровода, предназначенного для соединения двигателя с синхронным генератором переменного тока, содержащий закрепляемую на валопроводе ступицу с кольцевой полостью и расположенный в ней с зазором, заполненным рабочей средой , маховик, отличающийс я тем, что, с целью увеличения усилия гашения крутильных колебаний, вызываемых низкочастотными составляющими возбуждающего момента, он снабжен связываемым с корпусом двигателя или генератора и охватывающим ступицу статором, выполненным в виде магнитопровода с обмоткой, предназначенной для генерирования вращающегося с частотой вращения валопровода магнитного поля, а часть ступицы по стороны статора выполнена в виде магнитопровода с обмоткой типа беличье колесо. 2. Гаситель по п.1, от л ичающийся тем, что, с целью облегчения пуска системы двигательгенератор , он снабжен источником переменного тока, подключенным к обмотке магнитопровода статора во время пуска. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 . Патент Великобритании № 13129 , кл. F 29, 1973. 2. Патент США № , кл. , 1973-(прототип). 12 Фиг.Ъ 10

0 0 голоса

Рейтинг статьи