当前位置: 气缸 >> 气缸资源 >> 一个不会自己转动的懒惰轮子,为什么是柴油
柴油机是常见的一种发动机类型,因其具有热效率高、使用寿命长等优点,在市面上大受欢迎。但由于工作方式简单粗暴,所以它的缺点也很明显,就是噪音大。给柴油机降噪,是机械工程师们研究的重点之一。令人没想到的是,解决这个问题的关键竟是一个懒惰的轮子,这究竟是怎么回事?今天就让我们一起来一探究竟。
首先,先让我们来揭晓这个轮子的身份,它就是轮系中两个大的齿轮中间夹的小齿轮,即惰轮。因为它不会自己转动,完全靠前边的大轮带着它动,所以被看作是懒惰的轮子,并得名惰轮。虽然名字和特点都散发着懒洋洋的气息,但可千万别以为它只起到装饰作用,它的用处啊,可大了去了。
惰轮和它左右的两个轮子是紧紧啮合的,所以最前面轮子转动时,惰轮也会跟着从前轮的反方向转动,而惰轮转动的同时,后面的轮子又会跟着惰轮的反方向转动。如此一来,最前面的轮子和最后面的轮子转动方向就会相同,而且有了惰轮作为媒介,前后两个大齿轮的速度和稳定性也能得到一定的保证,因为最后面的轮子虽然需要依靠惰轮带着它转动,但它的速度和最前面的轮子是一致的。反之,如果没有惰轮作为中介来改变方向,那么两个啮合的大轮便会朝着相反的方向动,那么齿轮的工作就无法进行下去了。
因此,惰轮具有保持前后齿轮方向一致,增加传动距离,稳定系统,调节轴间距等作用。了解了惰轮的作用,接下来我们就来分析它为什么是柴油机降噪的关键。
柴油机之所以噪音大,主要是因为它发动时产生的爆发压力巨大,气缸缸内的燃烧做功大,产生的震动频率高,因而噪音分贝变高。要解决这个问题,就要提高柴油机齿轮系统的承载能力和传动精度,只要这两方面提高了,不仅柴油机的噪音分贝能大幅度降低,而且柴油机的寿命、性能都能得到提高。
要优化柴油机的齿轮系统,是一件十分困难的事,因为齿轮系统本身就是一个非常复杂的系统,要对其进行改善,不仅要涉及多个部件,而且轮系里面的位置情况、部件参数等等也都要再进行系统的精密计算。但即使涉及的因素众多,可只要抓住了一个改造的核心,后面的困难便能迎刃而解。这个改造的核心,就是修整惰轮。
因为惰轮的齿面形状和轮的大小能够改变曲轴的转速波动,从而改变柴油机的振动和速度,达到降噪的效果。据科学家的研究表明剪式齿面造型的惰轮是最能降噪的惰轮类型,大概的操作方法有两种,第一种是只对惰轮整体进行修整,第二种则是对惰轮啮合的齿轮副进行修整。
这个过程看似就像修剪头发一样简单,但实际操作是十分困难的,不仅要考虑到齿轮传动系统的结构性质,计算修整后的传动误差和弯曲应力,还要分析不同的修整方式的振动强度,并比较这些方式的动载系数的大小,从而找到最适合的一种。虽然过程非常复杂,但修整惰轮确实能够有效改变齿轮传动的波动幅度、振动加速度等,是十分可靠的柴油机降噪方法。
相信等我们的科学家将这个方法研究透彻,并运用的炉火纯青时,别说能把柴油机噪音降下来,就算是发明出无噪音的柴油机也不是不可能。
小小的惰轮隐藏着巨大的能量,让人不禁感叹齿轮工作的神奇和有趣,相信在它的身上还有无限的潜能等待着人类的开发!
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