柴油机及轴系振动平衡1资料

3.4柴油机及推荐轴系的振动和平衡
3.4.1活塞、连杆的运动及受力
3.4.1.1活塞连杆的运动
1．活塞的位移x
α＝0°时，x＝0（即活塞在上止点）；当α＝180°时，x＝2R＝s（即活塞在下止点）；当α＝90°或270°时，x＝R＋λR/2＞R。

即当α＝90°或180°时，活塞不在行程中央，而在α＜90°或α＞270°的某一位置时，活塞位移x＝R（行程中央位置）。

2．活塞的速度x.
当α＝0°时（上止点）或α＝180°时（下止点），x.＝0，即在上下止点处活塞的运动速度均为零,而活塞运动的最大速度x.max则出现在α＜90°或α＞270°的某一位置。

3．活塞的加速度x..
当α＝0°时，x..达最大值：x..max＝Rω2 （1＋λ），方向向下；当α＝180°时，x..＝-Rω2 （1-λ），方向向上。

活塞在上止点时的加速度在数值上大于活塞在下止点时的加速度。

在α＜90°或α＞270°的某个位置x..＝0（活塞速度最大）。

1. 在曲轴连杆机构中，连杆比λ通常是指（）。

A．活塞直径D与曲柄半径R之比 B．曲柄半径R与连杆长度L
C．连杆长度L与曲柄半径R之比 D．连杆长度L与活塞直径D之比
2. 曲轴半径R与连杆长度L之比用λ表示，通常低速柴油机的λ值为（）。

A．1/3～1/4 B．1/3～1/5 C．1/4～1/5
D．1/5～1/6
3. 活塞位移x是曲轴转角α的函数，下列表述错误的是（）。

A．当α＝0°时，则x＝0 B．当α＝90°时，则x＝R
C．当α＝180°时，则x＝2R D．当α＝270°时，
则x＝R＋R/2λ
4. 与活塞位移x与无关的是（）。

A．曲轴半径R B．曲轴转角α C．连杆比λD．曲轴回转角速度ω
5. 柴油机在运行过程中，其活塞运动规律是（）。

A．活塞在上止点时，速度最大，加速度最大 B．活塞在行程中央时，速度最大，加速度为零
C．活塞在下止点时，速度为零，加速度为零 D．活塞在行程中点附近某点，速度最大，加速度为零
6. 活塞运动的最大速度是出现在行程的（）。

A．上止点 B．下止点 C．接近行程中点 D．行程中点
7. 活塞运动的最小速度是出现在行程的（）。

A．止点 B．接近止点 C．行程中央 D．接近行程中央
8. 活塞运动的最大加速度是出现在行程的（）。

A．上止点处 B．接近止点处 C．行程中央 D．接近行程中央
9. 活塞运动的加速度为零的点是出现在行程的（）。

A．上止点 B．接近行程中央 C．行程中央 D．下止点
10. 柴油机活塞运动速度和加速度绝对值的变化规律是（）。

A．活塞在上止点时速度最大，加速度为零 B．活塞在上止点时速度为零，加速度最大
C．活塞在上止点时，速度和加速度都为零 D．活塞在上止点时，速度和加速度都最大
11. 柴油机活塞运动的速度和加速度，当活塞下行靠近行程中央时（）。

A．加速度最大，速度为零 B．速度最大，加速度
为零
C．速度和加速度都最大 D．速度和加速度均为零
12. 活塞速度的方向由向上变为向下且速度变化最大，是发生在行程（）。

A．上止点 B．下止点 C．行程中点偏上 D．行程中点偏下
13. 活塞速度的方向由向下变为向上且速度变化最大，是发生在行程（）。

A．上止点 B．下止点 C．行程中点偏上 D．行程中点偏下
14. 活塞加速度的方向由向下变为向上且加速度变化最大，是发生在行程（）。

A．上止点 B．下止点 C．α＝＜90°接近中点D．α＝＞270°接近中点
15. 活塞加速度的方向由向上变为向下且加速度变化最大，是发生在行程（）。

A．上止点 B．下止点 C．α＝＜90°接近中点D．α＝＞270°接近中点
16. 活塞加速度的方向（）。

Ⅰ.在上止点，加速度方向朝上Ⅱ.在上止点，加速度方向朝下Ⅲ.在下止点，加速度方向朝上Ⅳ.在
下止点，加速度方向朝下
A．Ⅰ＋Ⅱ B．Ⅰ＋Ⅲ C．Ⅱ＋Ⅲ D．Ⅱ＋Ⅳ17. 活塞加速度在上、下止点处绝对值大小比较（）。

A．上止点的大于下止点 B．下止点的大于上止点C．上止点的等于下止点 D．上止点或大于或小于下止点
18. 在曲轴连杆机构中，若曲轴按稳定角速度回转时，活塞做（）。

A．匀速直线运动 B．匀加速直线运动 C．变速直线运动 D．匀减速直线运动
19. 当活塞由上止点运行到下止点（α＝0°～180°）过程中，活塞速度和加速度方向变化是（）。

A．速度一直向上，加速度由向上变向下 B．速度一直向下，加速度由向下变向上
C．加速度一直向下，速度由向下变向上 D．加速度一直向上，速度由向上变向下
20. 当活塞由下止点运行到上止点（α＝180°～360°）过程中，活塞速度和加速度方向变化是（）。

A．加速度一直向上，速度由向上变向下 B．加速度一直向下，速度由向下变向上
C．速度一直向上，加速度由向上变向下 D．速度
一直向下，加速度由向下变向上
21. 当曲柄从极左运行到极右位置（α＝270°～90°）过程中，活塞速度和加速度方向变化是（）。

A．速度向下，加速度由向下变这向上 B．速度向上，加速度由向下变为向上
C．加速度向下，速度由向上变为向下 D．加速度向上，速度由向下变为向上
22. 当曲柄从极右运动到极左位置（α＝90°～270°）过程中，活塞速度和加速度方向变化是（）。

A．速度向下，加速度由向上变为向下 B．速度向上，加速度由向下变为向上
C．加速度向下，速度由向上变为向下 D．加速度向上，速度由向下变为向上
23. 下述说法正确的是（）。

A．连杆比λ是指连杆长度L与曲柄半径R之比
B．当曲柄转角α＝90°时，活塞位x＝R（R为曲柄半径）
C．活塞运行的最大加速度出现在行程中央
D．当曲柄从极左运行到极右位置（α＝270°～90°）过程中，活塞速度由向上变向下，加速度向下
24. 二次曲柄的曲柄半径和曲柄角加速度分别为（）。

A．λR/2，2ω B．λR/4，2ω C．λR/4，ωD．λR/2，ω
25. 一次曲柄的曲柄半径和曲柄角加速度分别为（）。

A．R，ω B．λR，ω C．λR/4，2ω D．R，2ω
Bcbdd caabb babcd cacbc cddba
3.4.1.2曲柄连杆机构的受力分析
1．气体力F g
作用在曲柄连杆机构上的气体力F g与柴油机的工作过程和负荷有关。

即使在负荷一定的情况下，气体力F g也是周期交变的，即气体力F g随曲轴转角α而变。

F g的变化周期为柴油机的一个工作循环，方向沿气缸中心线向下。

2．曲柄连杆机构的惯性力
曲柄连杆机构的惯性力有：活塞组件往复运动所产生的往复惯性力；曲柄不平衡回转质量回转运动所产生的回转惯性力（离心力）；连杆运动所产生的惯性力。

曲柄连杆机构的惯性力主要和运动件的质量及运动时的加速度有关。

（1）往复惯性力F j往复惯性力F j为集中在活塞销
（或十字头销）中心处的往复运动质量m j在做不等速往复运动时产生的惯性力。

往复惯性力的方向与活塞加速度的方向相反，作用线与气缸中心线平行。

略去往复质量重心与气缸中心线的微小偏移（如单滑块十字头、活塞冷却机构引起的偏移），可以认为往复惯性力的作用线与气缸中心线重合。

（2）离心惯性力F R离心惯性力F R为集中在曲柄销中心处的不平衡回转质量M
的惯性力。

离心惯性力的方向与向心加速度的方向相反，永远是离心的。

它的作用线与曲柄中心线重合，并随曲柄按角速度ω回转。

（3）连杆力偶M L连杆力偶M L为连杆转动惯量在连杆摆动时产生的惯性力偶。

连杆力偶作用在连杆摆动平面内，其数值大小交变，方向交变。

当连杆摆到气缸中心线左侧时，M L为逆时针方向；当连杆摆到气缸中心线右侧时，M L为顺时针方向。

连杆力偶数值较小。

3．合力F
在活塞上作用着气体力F g和往复惯性力F j的合力F为F＝F g+F j，合力f作用在气缸中心线连杆小端处。

由于气体力F g和往复惯性力F j都随曲轴转角变化，其
合力F的大小和方向也随曲轴转角而变化。

4．侧推力F N与连杆推力F L
作用力F在活塞销处分解为两个力：一个分力F N 垂直于气缸壁（或导板），称为侧推力；另一个分力F L沿连杆中心线，称为连杆推力。

侧推力F N的大小、方向交变，作用在十字头导板或气缸壁上。

连杆推力ＦＬ的数值大小交变，作用在曲柄销上，而方向是否交变则取决于机型。

5．切向力F T和法向力F Z
连杆推力F L在曲柄销处又可分解为两个分力：一个分力F T垂直于曲柄中心线，称为切向作用力；另一个分力F Z沿着曲柄中心线，称为法向作用力。

将F L移至主轴承处并沿水平和垂直方向分解为F′和N F''，其中F′等于合力F。

这说明在活塞销处承受的合力通过曲柄连杆机构最终传递到主轴承上。

此外，在主轴承上还作用着不平衡回转质量的离心惯性力F R。

6．柴油机的输出力矩和倾覆力矩
切向力F T对曲轴中心线形成的力矩F T·R为柴油机的单缸输出力矩，由于切向力F T的大小是随着气体力F g、往复惯性力F j和曲轴转角α的变化而变化的，输出力矩F T·R也是交变的。

此外由于气体力F g和往复惯
性力F j的合力F的作用，在柴油机机体垂直于气缸中心线方向作用着一对大小相等、方向相反的力F N和N F''，力间距离为h，它们构成了柴油机的倾覆力矩，在数值上同柴油机各瞬时输出力矩大小相等而方向相反。

但作用在不同的一部件上。

柴油机的输出力矩作用在柴油机之外被驱动的机械上（如螺旋桨、发电机等），而倾覆力矩则作用在柴油机机体上。

因此二者不能抵消。

1. 柴油机在工作中产生的气体力将直接作用在（）。

A．气缸盖 B．气缸套 C．活塞顶 D．A＋B＋C 2. 曲柄连杆机构中的往复惯性力是由（）产生的。

A．活塞和连杆 B．连杆和曲轴 C．活塞和曲轴D．活塞、连杆和曲轴
3. 通过力学模型的简化可知，曲柄连杆机构中的离心惯性力是由（）产生的。

A．活塞和连杆 B．连杆和曲轴 C．活塞和曲轴D．活塞，连杆和曲轴
4. 作用在活塞销（或十字头销）上的合力f，主要是由（）组成的（）。

A．摩擦力和气体力 B．往复惯性力和气体力
C．往复惯性力和离心惯性力 D．气体力和离心惯
性力
5. 作用在活塞顶上的气体力与（）。

A．柴油机工作过程和运动部件质量有关 B．柴油机工作过程和运动部件质量无关
C．工作过程无关而与运动部件质量有关 D．工作过程有关而与运动部件质量无关
6. 作用在曲柄连杆机构的惯性力（）。

A．与柴油机的负荷和转速均有关 B．与柴油机的负荷和转速均无关
C．与柴油机的负荷有关，而与转速无关 D．与柴油机的负荷无关，而与转速有关
7. 作用在曲柄连杆机构的惯性力与柴油机的转速有下列关系（）。

A．与转速成正比 B．与转速的平方成正比 C．与转速的三次方成正比 D．与转速的四次方成正比8. 曲柄连杆机构的惯性力与（）有关。

A．柴油机负荷 B．柴油机转速 C．柴油机工作过程 D．喷油提前角
9. 作用在曲柄连杆机构上的力主要有（）。

A．气体力 B．惯性力 C．连杆力偶 D．A＋B ＋C
10. 作用在曲柄连杆机构上的惯性力主要有（）。

A．活塞组件的往复惯性力 B．回转质量的离心惯性力 C．连杆力偶 D．A＋B＋C
11. 根据柴油机运动部件受力分析，柴油机连杆的承载情况一般可认为（）。

A．四冲程柴油机连杆承受拉压交变应力，而二冲程柴油机承受单向压应力
B．四冲程柴油机连杆承受单向压应力，而二冲程柴油机承受拉压交变应力
C．两者都承受拉压交变应力
D．两者都只承受单向压应力
12. 二冲程柴油机活塞从上止点下行时，其上半个行程的往复惯性力的方向是（）。

A．向上 B．向下 C．交变 D．为零
13. 二冲程柴油机往复惯性力绝对值最大是在（）。

A．上止点（α＝0°）附近 B．下止点（α＝180°）附近
C．曲柄水平极左（α＝270°）附近 D．曲柄水平极右（α＝90°）附近
14. 曲柄连杆机构的惯性力与（）成正比。

A．负荷 B．转速平方 C．转矩 D．转速
15. 工作时受各缸交变的气体力、往复惯性力和离心惯性力作用的部件是（）。

A．活塞 B．连杆 C．曲轴 D．十字头
16. 当柴油机做均速转动时，曲柄连杆机构中的往复惯性力和离心惯性力，其大小变化的正确说法是（）。

A．往复惯性力和离心惯性力大小均不变
B．往复惯性力和离心惯性力大小均变化
C．往复惯性力不变而离心惯性力大小变化
D．往复惯性力变化而离心惯性力大小不变
17. 为了避免运动件惯性力过大，必须限制柴油机的（）。

A．最高排气温度 B．最高转速 C．最大热负荷D．最大燃油供油量
18. 作用在曲柄连杆机构的气体力f g（）。

Ⅰ.与柴油机类型有关Ⅱ.与柴油机负荷有关Ⅲ.与柴油机曲轴转角的变化有关
Ⅳ.与柴油机转速有关Ⅴ.与曲柄连杆机构质量有关Ⅵ.与曲柄连杆机构加速度有关
A．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅴ B．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅳ＋Ⅴ C．Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅴ＋Ⅵ D．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ
19. 曲柄连杆机构的惯性力（）。

Ⅰ.与柴油机类型有关Ⅱ.与柴油机负荷有关Ⅲ.与柴油机曲轴转角的变化有关
Ⅳ.与柴油机转速有关Ⅴ.与曲柄连杆机构质量有关Ⅵ.与曲柄连杆机构速度有关
A．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ B．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅴ C．Ⅲ＋Ⅳ＋ⅤD．Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅵ
20. 柴油机工作时，能产生惯性力的部件有（）。

Ⅰ.气缸Ⅱ.活塞Ⅲ.连杆Ⅳ.飞轮
Ⅴ.主轴承Ⅵ.曲柄臂
A．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ B．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅴ C．Ⅱ＋Ⅳ＋ⅥD．Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅵ？？？
21. 活塞上总作用力f传递的最后结果是（）。

Ⅰ.柴油机输出转矩Ⅱ.倾覆力矩Ⅲ.作用在主轴承上的力Ⅳ.往复惯性力Ⅴ.离心惯性力Ⅵ.作用在贯穿螺栓上的力
A．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ B．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅴ C．Ⅱ＋Ⅳ＋ⅥD．Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅵ
Dabbd dbbdd aaabc dbdcd a
3.4.2柴油机的振动与平衡
3.4.2.1柴油机振动的危害
柴油机在运转过程中，必然要产生周期变化的不平衡力和力矩，它们的存在将会使柴油机产生振动。

柴油机的振动危害很大，由于振动产生撞击和变形，会
影响柴油机的可靠性和耐久性；还会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。

1. 柴油机振动的危害是（）。

A．离心惯性力增加 B．离心力矩增加 C．机件磨损增加 D．回转不均匀度增加
2. 柴油机振动的危害是（）。

A．往复惯性力增加 B．往复惯性力矩增加 C．曲轴扭矩增大 D．机件损坏
3. 柴油机振动易造成（）损坏。

A．地脚螺栓 B．气缸盖 C．气缸盖螺栓 D．连杆螺栓
4. 柴油机振动的危害有（）。

Ⅰ.使柴油机经济性下降Ⅱ.使柴油机可靠性降低Ⅲ.柴油机飞车Ⅳ.损害管理人员健康A．Ⅱ＋Ⅳ B．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ C．Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ D．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅳ
5. 柴油机振动的危害有（）。

Ⅰ.使柴油机动力性下降Ⅱ.使柴油机强度下降Ⅲ.机件损坏Ⅳ.引起船体振动
A．Ⅱ＋Ⅲ B．Ⅰ＋Ⅲ＋Ⅳ C．Ⅲ＋Ⅳ D．Ⅰ
＋Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ
6. 柴油机振动的危害有（）。

Ⅰ.引起船体垂向振动Ⅱ.引起船体水平振动Ⅲ.使管理人员工作条件变差Ⅳ.使柴油机可靠性下降
A．Ⅲ＋Ⅳ B．Ⅰ＋Ⅲ C．Ⅱ＋Ⅲ D．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ
7. 工作条件受柴油机振动影响小的部件是（）。

A．气缸盖 B．气缸体 C．机架 D．机座
8. 工作条件受柴油机振动影响大的螺栓是（）。

A．贯穿螺栓 B．地脚螺栓 C．气缸盖螺栓 D．A ＋B
Cdadb dad
3.4.2.2多缸柴油机的振动与平衡
1．一次力矩的平衡
一次力矩主要包括合成离心力矩和一次往复惯性力矩。

对于一次力矩，通常采用在曲轴上装平衡重的方法加以控制。

在极少的情况下，在柴油机的正常转速范围内，一次力矩可能同时引起船体的水平振动和垂直振动，一般用可调式平衡重将垂直振动控制在安全
的范围内，然后用安装在链条驱动轮和张紧轮上的一次力矩平衡器来控制水平力矩。

由于这种情况很少发生，所以一般在柴油机上并不配置一次力矩平衡器。

2．二次力矩的平衡
二次力矩仅为二次往复惯性力矩，因此它只有垂直分量。

在柴油机的正常运转范围内，4、5、6缸的二次力矩会引起船体的4～5节垂直振动，为了控制振动的产生，必须安装二次力矩平衡器。

3．总倾覆力矩∑Md的控制
多缸柴油机的总倾覆力矩∑Md引起柴油机的横向振动，并通过地脚螺栓、基座（柴油机坐落的地基）作用到船体上，激发船体振动。

但因∑Md的传动幅值不大，对总倾覆力矩引起的振动一般不予平衡。

为了减小基座的振动（这振动不仅仅是由倾覆力矩引起的），在中、高速柴油机的基座上设置弹性支撑，即将柴油机的机座落在一个由金属弹簧或者橡胶所制成的支座上，再安装在刚性的基座上。

弹性支撑将柴油机产生的振动力源与船体隔开，使振动力源不传或少传到船体上去。

1. 多缸柴油机的往复惯性力将会造成柴油机（）。

A．横向左右摆动 B．纵向上下跳动 C．纵向左右振动 D．横向上下振动
2. 多缸柴油机的离心惯性力矩将会造成柴油机（）。

A．左右振动 B．纵向左右、垂直方向振动 C．纵向振动 D．垂直振动
3. 倾覆力矩将会造成柴油机的（）。

A．纵向振动 B．水平振动 C．横向摆动 D．垂直振动
4. 直接使柴油机左右摇摆的力和力矩有（）。

Ⅰ.离心惯性力Ⅱ.往复惯性力Ⅲ.侧推力Ⅳ.倾覆力矩Ⅴ.连杆力偶Ⅵ.离心力矩A．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ B．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅴ C．Ⅲ＋Ⅳ＋ⅤD．Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅵ
5. 使柴油机上下振动的力和力矩是（）。

Ⅰ.往复惯性力Ⅱ.往复惯性力矩Ⅲ.离心惯性力Ⅳ.侧推力Ⅴ.倾覆力矩Ⅵ.连杆力偶
A．Ⅰ＋Ⅱ B．Ⅰ＋Ⅴ C．Ⅳ＋Ⅵ D．Ⅲ＋Ⅵ6. 当代新型超长行程柴油机的发展，使振动变得（）。

A．加剧 B．减轻 C．无影响 D．随机型而异7. 引起多缸柴油机整机振动的力和力矩是（）。

Ⅰ.输出转矩Ⅱ.总倾覆力矩Ⅲ.往复惯性力
矩Ⅳ.合成离心惯性力矩Ⅴ.往复惯性力
Ⅵ.合成离心惯性力
A．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ B．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅴ C．Ⅱ＋Ⅳ＋ⅥD．Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ
8. 下列各因素中能够引起多缸柴油机产生振动的是（）。

Ⅰ.气体力Ⅱ.合成往复惯性力及其力矩Ⅲ.合成离心惯性力及其力矩Ⅳ.总倾覆力矩Ⅴ.总连杆力偶
A．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ B．Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ C．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ D．Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ＋Ⅴ
9. 单缸柴油机的往复惯性力和多缸柴油机合成往复惯性力矩的平衡方法可采用（）。

A．平衡重法 B．正反转平衡法 C．外部平衡法D．内部平衡法
10. 二次往复惯性力矩平衡器中平衡轴的回转角速
度为（）。

A．ω2 B．ω/2 C．2ω D．ω＋2
11. 多缸柴油机通过采取措施达到内部平衡，这表示（）。

A．柴油机不再存在振动 B．柴油机仍存在振动C．不存在振动但有变形 D．存在振动但无变形
12. 柴油机运动部件离心力的外部平衡是指达到了（）。

A．离心惯性力的合力等于零 B．离心惯性力的合力矩等于零 C．扭矩等于零 D．A＋B
13. 柴油机运动部件的往复惯性力达到外部平衡是
指达到了（）。

A．一次往复惯性力的合力与一次往复惯性力的合力矩等于零
B．二次往复惯性力的合力与二次往复惯性力的合力矩等于零
C．曲轴上的扭转力矩等于零
D．A＋B
14. 在下列各种利用平衡重以消除离心力矩的方法中，既能达到外部平衡，又能达到内部平衡的是（）。

A．不规则平衡法 B．分段平衡法 C．各缸平衡法 D．整体平衡法
15. 对于多缸柴油机来说，所谓的外部平衡就是指柴油机的曲柄连杆机构在运动中所产生的（）全部被平衡。

A．合成离心力，合成离心力矩 B．一次合成往复惯性力及力矩
C．二次合成往复惯性力及力矩 D．A＋B＋C
16. 对于多缸柴油机来说，达到内部平衡主要是指柴油机各缸曲柄连杆机构在运动中所产生的（）全部被平衡。

A．离心惯性力，离心惯性力矩 B．离心惯性力，往复惯性力
C．离心惯性力矩，往复惯性力矩 D．离心惯性力，倾覆力矩
17. 多缸柴油机回转部件的不平衡离心惯性力矩的
平衡方法为（）。

A．在曲柄臂装平衡重 B．采用正反转平衡轮系C．在曲轴自由端装减振器 D．以上全部
18. 在多缸柴油机的各曲柄臂上都加装平衡重，这是为了（）。

A．平衡离心惯性力和往复惯性力 B．平衡往复惯性力和力矩
C．使曲轴不再受离心惯性力的作用 D．平衡倾覆力矩
19. 首尾齿轮传动式平衡机构大多用于（）。

A．大、中型柴油机 B．中、小型柴油机 C．大型低速柴油机 D．小型高速柴油机
20. 以曲轴回转角速度ω正反转动的首尾齿轮传动
式平衡机构，是平衡柴油机的（）。

A．合成离心力和离心力矩 B．合成二次往复惯性力矩 C．合成一次往复惯性力矩 D．合成的往复惯性力
21. 以2倍曲轴回转角速度正反转动的首尾齿轮传动式平衡机构，是平衡柴油机的（）。

A．合成离心力的离心力矩 B．合成二次往复惯性力矩 C．合成一往复惯性力矩 D．合成的往复惯性力
22. 对多缸柴油机通过适当的曲柄列可达到的平衡是（）。

A．外部平衡 B．内部平衡 C．各缸平衡 D．扭振平衡
23. 多缸柴油机的合成往复惯性力矩通常采用（）平衡。

A．平衡重法 B．正、反平衡轮系法 C．内部平衡法 D．外部平衡法
24. 用正反转平衡法平衡往复惯性力及其力矩的措施是（）。

Ⅰ.内部平衡法Ⅱ.外部平衡法Ⅲ.平衡轴法Ⅳ.首尾齿轮法Ⅴ.分段平衡法Ⅵ.整体平衡法
A．Ⅰ＋Ⅱ B．Ⅰ＋Ⅴ C．Ⅲ＋Ⅳ D．Ⅲ＋Ⅵ
25. 多缸柴油机离心力矩的平衡方法有（）。

Ⅰ.各缸平衡法Ⅱ.分段平衡法Ⅲ.整体平衡法Ⅳ.不规则平衡法
A．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ B．Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ C．Ⅰ＋Ⅲ＋ⅣD．Ⅰ＋Ⅱ＋Ⅲ＋Ⅳ
Bbcca addbc addcd aacac babcd
3.4.3轴系的扭转振动
3.4.3.1轴系扭振的转速禁区、轴系扭振的减震避震措施
1．船舶轴系扭转振动许用应力
柴油机推进轴系在运转中由于传递交变回转力矩而产生交变的扭转应力τr。

此外，轴系扭转振动还使轴系受到扭振附加应力τ的作用。

尤其是当轴系发生扭转共振时，此扭振附加应力将达到最大值，可能超过轴系的扭振许用应力而引起轴系破坏，这里讲的扭转振动许用应力实际上是指扭振附加应力的容许限度。

如果扭振应力或扭矩超过持续运转的许用值时，或当扭振引起齿轮齿击、弹性元件的交变扭矩大于持续运转的许用交变扭矩时，则应在这个共振转速区n c 附近设“转速禁区”。

在此禁区内机器不应持续运
转。

禁区范围为：
16
)18(~1816c c n r r n --
根据扭振应力或扭矩超过许用值的多少，禁区范围可适当扩大或减小。

通常，对单节振动该禁区范围可取±10%n c ，双节以上振动可取±5%n c 。

《钢质海船入级规范》规定“转速禁区”应在转速表上用红色标明，并应在操纵台前设示告牌。

在常用转速范围内或特殊使用转速范围内，不应产生z/2及z 次简谐的危险共振转速。

在R ＝0.85时，由共振上坡波产生的扭振应力应不超过持续运转许用应力［τc ］；在R ＝0.85～1.03范围内，共振和重要非共振产生的合成应力，应不超过τc 的1.5倍。

2．扭转振动的减振措施
（1）“转速禁区”回避法
在柴油机运行转速范围内设置“转速禁区”实质上是在运转中使用回避措施，避免在有害转速区段内持续运转，这种方法一般主要用在大型船用柴油机上。

因为这类柴油机一方面因其转速低、部件大，使用减振器效果不理想，另一方面因其工作转速变化范围大，欲在全部工作转速范围内均不存在有害临界转速比较困难，所以此法在船用主柴油机中应用较多。

（2）频率调整法
改变系统的自振频率可以使有害的共振转速移到常用的转速以外。

轴系的自振频率只取决于系统中各部件的转动惯量和弹性（柔度）的大小及其分布情况，系统中任何弹性和惯性部件数值的改变，都可以变动整个系统的自振频率。

减小轴径或增加飞轮的转动惯量和加装副飞轮会使轴系的自振频率降低，加粗轴径可以提高轴系的自振频率；此外还可以加装高弹性联轴节改变系统自振频率。

（3）减小激振能法
减小输入系统的激振能量可直接减小扭振振幅从而使有害共振变成无害共振，减小气体力输入系统能量的主要方法是改变柴油机的发火顺序和扭振系统的振型。

改变发火顺序可以减小副谐量的激振能，但不能改变主谐量的激振能；改变系统的振型则可以减小主谐量的激振能。

（4）阻尼减振法
增大阻尼可以消耗激振能量达到减振的目的。

其方法是在系统中装置有较大阻尼作用的各类阻尼减振器，来消减系统的扭振。

1. 按我国有关规范对转速禁区的规定，下述讲法不恰当的是（）。

A．禁区在转速表上用红色示出 B．在操纵台上用
示告牌指示 C．禁区不得超越 D．禁区内不允许长期运转
2. 根据《钢质海船入级规范》要求，在（）内，应尽可能不用减小振幅的方法来消除转速禁区。

A．0≤n c/n B＜1.0 B．0＜n c/n B＜0.8 C．1.0＜n c/n B ＜1.15 D．0．9＜n c/n B＜1.03
3. 柴油机转速表上用红线标明的区域是（）。

A．共振转速区域 B．临界转速区域 C．极限转速区域 D．转速禁区
4. 根据《钢质海船入级规范》要求，转速范围不同，使用的许用应力也不同，持续运转许用应力是在（）范围内运转。

A．0≤n c/n B≤1．0 B．0＜n c/n B＜0.8 C．1.0＜n c/n B＜1.15 D．0.9＜n c/n B＜1.03
5. 大型低速柴油机通常采用哪一种措施防止或减轻扭振（）。

A．改变振型法 B．加装弹性联轴节 C．设立转速禁区 D．加装扭振减振器
6. 在柴油机中，（）可以降低自振频率。

A．加大飞轮 B．减小飞轮 C．加装副飞轮 D．A 或C
7. 改变轴系刚度可改变轴的自振频率，使有害的共。