柴油机气缸熄火对轴系扭转振动的影响

应用经验公式与ANSYS有限元方法,以某集装箱船轴系为研究对象,建立了轴系扭转振动模型,计算柴油机在单缸熄火和两缸熄火时轴系轴系扭转振动的响应,研究气缸熄火对轴系扭转振动的影响规律。结果表明：柴油机正常工作时的扭振响应最小;单缸熄火时轴系扭振响应明显增大;两缸熄火对轴系扭振的影响与发火顺序有着明显的联系。     

船用二冲程柴油机推进轴系单缸熄火扭振计算

通过对船用低速二冲程6缸柴油机和7缸柴油机推进轴系单缸熄火工况下相对振幅矢量和的计算,分析了相对振幅矢量和的分布对振动响应计算结果的影响。单缸熄火时,非主谐次激励的相对振幅矢量和增大,但仅低谐次激励对振动响应有影响,其影响大小取决于该谐次临界转速与主机最大持续转速的分布关系。对6缸柴油机而言,三次激励影响大,7缸柴油机则为四次激励。同时,对于6缸柴油机的三次激励和7缸柴油机的四次激励,一般接近曲轴输出端的3个气缸熄火时,相对振幅矢量和大于接近自由端的3个气缸。并对单缸熄火时的轴系振动角位移也进行了计算。     

船舶推进轴系扭转振动概述

推进轴系是船舶动力装置的重要组成部分，其在运转过程中会不可避免地产生振动，并引起主机、传动装置振动，从而诱发船体结构振动。为避免影响船舶航行性能和安全性，对轴系扭转振动产生的原因及轴系扭转振动计算方法进行着重论述，并总结介绍轴系扭转振动的消减措施，旨在深入浅出、通俗易懂地使读者了解船舶推进轴系扭转振动。     

气缸燃烧对船舶推进轴系扭振的影响

针对柴油机燃烧工况变化引起的轴系扭振问题,以某集装箱船作为研究对象,运用有限元方法对该船舶推进轴系进行固有频率的计算分析,确定可以代表轴系扭转振动的参考点,并将柴油机正常燃烧和单缸熄火的工况对轴系扭振的影响进行仿真分析。结果表明:在低频率阶次的振动情况下,曲轴的振幅比中间轴和尾轴的大,并且曲轴扭转角的最大位置基本上发生在输出端,尾轴中最大的扭转角和扭矩发生在螺旋桨处;柴油机在正常燃烧情况下的推进轴系的扭转振幅小;在单缸熄火的情况下,熄火气缸越接近曲轴的输出端,轴系螺旋桨处的最大扭转角度越小,但减小的幅度不大。     

柴油机故障的振动诊断

首先分析了活塞环失效和缸熄火对柴油机振动的影响;以6160柴油机为研究对象,研究了活塞环失效和缸熄火两种故障工况时的振动特征及与正常工况的区别.结果表明,这两种故障对于整个发动机的振动都有影响,但仅在故障缸附近的机体和缸盖的振动变化才具有一定的规律性.这一结论可以用于柴油机活塞环失效和缸熄火两种故障的诊断之中.     

船舶柴油机的振动和平衡

为了获得更好的动力性和经济性，新一代的船舶柴油机具有更大的行程缸径比，更低的转速和更高的燃烧压力。然而，由此而引起的船体振动，轴系的扭转和纵向振动问题也更加突出，它将影响船舶机械和电子设备的正常工作，甚至影响船体结构的安全。为了控制船舶柴油机引起的振动所造成的影响，需要在动力装置的设计过程的早期进行详细的计算，以获得最佳的平衡效果。     

船舶动力装置的节能控制技术研究

针对当前船舶能源的消耗与能源利用装置的系统中,能源能耗的浪费明显增多,且能源的利用率较低,运行成本较高的问题,需要对船舶动力装置的节能控制技术进行研究。当前采用的方法进行船舶动力装置节能控制时,不能有效地提高能源的利用率,降低能源的浪费与经济成本。为此,提出一种基于混合节能的船舶动力装置的节能控制方法。首先对动力装置的运行点进行选择,对船舶航行的费用最低航速以及混合的加热循环热效率进行计算。利用混合节能方法对船舶动力装置的节能控制进行研究,依据动力装置液压的节能思想及其数学模型,对其压力特性进行分析,得出能量的回收状态时,随液压节能控制的优化参数,依据蓄能器能量的回收最大化优化的条件,完成对船舶动力装置的节能控制技术研究。实验的结果表明,利用该方法能有效地降低能源的浪费,提高能源的利用率,节省运行的成本。     

一种基于轴系振动的柴油机故障诊断新技术

本文在６１３５Ｃａ－１型柴油机台架试验的基础上，应用柴油机轴系扭转振动的多参数诊断，并引入灰色关联度分析方法，成功地诊断了该柴油机工作过程的故障，即不同气缸熄火的工况。实验初次证实了柴油机轴系扭转振动的多参数故障诊断方法是一项有效的新的故障诊断技术。     

船舶推进轴系的回旋振动特性分析

推进轴系是船舶连接发动机与螺旋桨的动力传输装置,也是保障船舶动力系统正常运行的关键装置,推进轴系的振动一方面会产生大量的噪声,对船舶工作人员的生活环境造成影响,另一方面,船舶轴系的振动也会导致轴系零部件的结构失效,引发严重的事故。为了系统地分析船舶推进轴系的回旋振动特性,本文首先建立轴系的振动模型,然后基于傅里叶级数展开的方法对推进轴系的回旋振动特性进行计算与仿真。     

柴油机故障的振动诊断

首先分析了活塞环失效和缸熄火对柴油机振动的影响，以６１６０柴油机为研究对象，研究了活塞环失产和缸熄火两种故障工况是的振动特征及与正常工况的区别。结果表明：这两种故障对于整个发动机的振动都有影响，但仅在故障缸附近的机体和缸盖的振动变化才具有一定的规律性。这一结论可以用于柴油机活塞环失效和缸熄火两种故障的诊断之中。     

船舶低速柴油机推进轴系扭转振动研究

本文采用集总参数法建立10000DWT油船低速柴油机推进轴系扭转振动模型,将模型分为直链式扭转振动模型和带分支式扭转振动模型,建立单质量点的扭转振动数学方程和Simulink仿真模型,从而提出采用系统矩阵法和Simulink软件仿真方法分别对该轴系的频域振动特性和时域振动特性进行研究;同时通过对实船轴系进行扭转振动测试,验证了该船舶推进轴系扭转振动数学模型和理论分析方法的正确性,对降低船舶轴系振动和提高船舶安全性具有一定的理论指导意义。     

船舶轴系扭转振动消减方法研究

船舶轴系是船舶推进系统的主要组成部分,轴系产生的扭转振动是引发船舶推进系统事故的重要因素之一。在分析了船舶轴系扭转振动产生的原因、计算方法以及减振措施之后,并以某型船舶为例,利用轴系扭振计算软件,研究了优化该船轴系扭振的措施。     

低速柴油机推进轴系频域稳态扭转振动分析

以载重10 000 t低速柴油机推进轴系为研究对象，创建其当量系统模型。基于系统矩阵法对推进轴系进行自由振动分析，求得扭转振动固有频率和振型。研究柴油机在全转速下的气体和往复惯性激励力矩，针对推进轴系在柴油机和螺旋桨共同激励下的频域稳态扭转振动响应特性进行计算，求得推进轴系扭转振动的主谐次、共振转速点和推进轴系各部件的应力值。结果表明，推进轴系在低阶频率振动时气缸和中间轴振幅较大，推进轴系应力远小于材料的屈服强度，船舶能够安全稳定航行，同时为推进轴系时域瞬态扭转振动研究打下基础。     

冰区航行船舶轴系时域瞬态扭振计算及软件开发

对在冰区航行船舶柴油机推进轴系运行过程中螺旋桨与冰块相互作用特点及各阶段螺旋桨冰载荷激励力矩时域特性进行研究。采用集总参数法建立扭转振动当量模型,运用Newmark-β法对基于冰载荷作用下某船舶推进轴系进行时域瞬态扭转振动理论计算与分析。基于VB.NET软件开发平台与MATLAB软件进行混合编程,开发了通用的冰区航行船舶推进轴系时域瞬态振动计算与分析的工程应用软件,并与国外软件计算报告进行对比分析,对软件的正确性进行了验证。这项研究对船舶推进轴系在极地/冰区海域的安全性运行提供了理论指导。     

大型船舶动力装置故障的诊断研究

大型船舶动力装置工作负荷较大,故障诱因较多,为了有效准确排除大型船舶动力装置,提高工况稳定性,提出一种基于喘振谱特征提取的大型船舶动力装置故障检测诊断方法。采用多传感器进行大型船舶动力装置的物理信息采集,提取动力装置的振动信号和喘振信号,对提取的信号进行时频变换和离散谱特征分析,采用自相关匹配滤波器进行船舶动力装置振动传感信号的滤波处理,对滤波输出信号进行喘振谱提取,对提取的谱特征量输入到神经网络分类器中进行故障判别。仿真及结果表明,采用该方法进行大型船舶动力装置故障诊断的准确性较高。     

船舶复杂混合动力推进轴系振动研究

混合动力推进系统具有结构复杂性、运行工况多样性等特点。本文以某船舶混合动力推进系统为研究对象,分析其振动机理及建立复杂推进系统振动数学模型。选取混合动力推进轴系典型扭转振动运行工况进行计算与分析,研究其扭转振动特性;同时借助混合动力推进轴系校中与回旋振动数学模型,阐述设计阶段轴承布置的合理性对其有重要意义。该研究为对混合动力推进系统的低噪声设计理论研究及工程设计具有一定的指导意义。     

螺旋桨最佳安装角度的探讨

在船舶推进轴系扭转振动能量法分析的基础上,通过对螺旋桨叶频次相对振幅矢量和的计算,从各激励成分矢量合成的角度,找出使得扭转振动响应最小的螺旋桨最佳安装角。通过某七缸机配四叶桨的推进系统的实际算例,计算证明了使用能量法推导出来的螺旋桨安装最佳角度和系统矩阵法响应计算结果基本一致,而且对于七缸机配四叶桨,在最差的安装角度下,螺旋桨轴上的振动应力幅值已经非常接近规范规定的持续运转限制。因此,某些特定的情况,在扭振计算中有必要考虑螺旋桨安装角度的影响。     

对某轮主机多次拉缸原因的探讨与启示

以某轮主机多次发生拉缸事故为例,通过对拉缸现象的机理分析,指出了主机选用和使用燃油不当是当前引起拉缸事故的重要原因之一.结合本事故发生的原因提出了主机出现拉缸后正确诊断和处理故障的方法,还提出了使用劣质燃油后要采取改善燃烧条件、适当加大喷油提前角、改善部分负荷运行时气缸的热状态以及把握好重油的预热温度等防止主机拉缸的有效措施,以提高船舶主机运行的可靠性.     

伺服缸型电-气式主机遥控装置研究

伺服缸型电-气式主机遥控装置，其调速(调速器)控制部分运用微计算机“PID”编程控制技术，调速输出信号经“D／A”、“E／P”转换为标准气压信号，由调速器执行器即伺服气缸比例输出，对主柴油机进行转速、负荷控制。在我国以“V390”系列主柴油机为主动力装置的高速船舶数船队中，船舶主机遥控毫无例外地都应用了伺服缸型电-气式主机遥控装置。     

复杂分支轴系扭振计算的动态矩阵法

讨论了目前国内外在船舶推进轴系扭转振动计算中所应用的诸多方法，比较了它们的优缺点。在此基础上，提出应用改进的动态矩阵法进行船舶推进轴系的扭振计算，并论述了该方法的理论基础，使其能更加简单、方便地解决船舶复杂分支推进轴系的扭转振动计算。最后还列举了实际算例的扭振计算，证明此方法在解决船舶推进轴系扭振计算方面是一种有效、方便的方法。