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内燃机曲轴系统的扭转振动内因:轴系本身就有自由扭振特性(惯性、弹性)外因:周期性变化的激励载荷作用在轴系上(扭振的能量来源)轴系扭振的危害轴系扭转振动的计算轴系的当量换算轴系的当量系统图单位曲柄转动惯量的计算曲柄销(crankpin)对曲轴中心线的转动惯量曲柄臂(crankweb)和平衡重(blanceweight)对曲轴中心线的转动惯量综上,单位曲柄(crank)的转动惯量为活塞、连杆当量转动惯量的换算据动能相等则的值很小,可略去不计,因此,往复运动质量的当量转动惯量近似表示为连杆组换算在曲柄销中心的作旋转运动的质量对曲轴中心线的转动惯量为齿轮传动系统的当量转动惯量的换算所以,换算后的当量转动惯量为:令传动比则同理:齿轮传动系统的柔度的换算由得两齿轮在啮合处的周向弧长位移相等弹性参数的当量转换其中,截面惯性矩:由得:同理,可得:单位曲柄的柔度计算轴系的自由振动依次得各质量的运动微分方程:轴系作自由振动,时各质量作简谐振动,所以,上式的特解为:其中代入原式,得:轴系自由扭转振动振形图不同的自振频率有不同的振形图工程上只计算一、二、三节点频率节点处扭转应力最大根据自由振动的计算结果,可以定性地了解内燃机的扭振特性轴系扭转振动的激励载荷缸内燃气压力变化引起的干扰力矩将干扰力矩按傅里叶级数展开:对于二冲程内燃机,有对于四冲程内燃机,有其中,曲柄连杆机构惯性力引起的干扰力矩往复惯性力引起的干扰力矩比较小实际中,往往只考虑燃气压力引起的干扰力矩干扰力矩的相位图——第i缸与第1缸的发火间隔角——第i缸的ν次干扰力矩——第i缸的ν次干扰力矩与第一缸的ν次干扰力矩相位差干扰力矩相位图(例)可以看出:消减扭振的措施