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学习知识之顶部支撑(Top bracing)

 船用柴油机 2023-10-29 发布于辽宁



顶部支撑应用

导向力矩是由连杆和曲轴机构作用在十字头上的横向反作用力引起的。当活塞不完全处于上死点或者下死点时,燃烧产生的气体力通过连杆传递,将有一个部件垂直于气缸轴作用在十字头和曲轴上。其合力作用在导滑板上,它们一起形成一个导向力力矩。

这些力矩可能会激发发动机振动,使发动机顶部与船体相向运动,并引起发动机的摇摆(由H力矩激发)或扭转(由X力矩激发)运动。对于小于7缸的发动机,该导向力力矩倾向于使发动机横向晃动,而对于7缸或7缸以上的发动机,则倾向于使发动机扭曲。

导向力力矩对发动机无害,除非发动机与双层船底发生共振。但是,如果不采取适当的对策,它们可能会在上部结构和/或机舱中引起令人讨厌的振动。

由于该系统的详细计算通常不可用,MAN Energy Solutions建议在发动机上部平台支架和机舱壁之间安装顶部支撑。

在没有顶部支撑的情况下,由发动机、船底和船舷组成的振动系统的固有频率通常很低,因此在接近正常转速范围时,可能与激励源(导向力矩)发生共振,从而产生振动风险。

双层船底/主机系统的固有频率增加时,在顶部支撑的情况下,这种共振将发生在正常转速范围以上。从而降低了振动的影响。

顶部支撑系统安装为机械顶部支撑(通常在较小的发动机类型上)或液压顶部支撑(通常在较大的发动机类型上)。

这两个系统的描述如下:

顶部支撑通常安装在发动机的排气侧,但液压顶部支撑也可以安装在操纵侧。排气侧和操纵侧的组合也可以安装液压顶部支撑。

1.机械顶部支撑

机械顶部支撑是发动机和船体之间的刚性连接。

顶部支撑由一根双杆组成,在安装位置的每一端用摩擦垫片拧紧。摩擦垫片可以允许顶部支撑杆移动,以满足在发动机热膨胀或船舶不同负荷引起位移时移动。此外,使用碟形弹簧在摩擦垫片上施加适当的力进行拧紧,以防止在振动水平过高时系统过载。

机械顶部支撑一般由船厂根据MAN Energy Solutions 说明进行制造。

2.液压顶撑

液压顶部支撑是机械顶部支撑的替代品,主要用于缸径大于等于50cm的发动机。安装通常采用两个、四个或六个独立工作的顶部支撑单元。

顶部支撑装置由单作用液压缸、液压控制装置和直接安装在液压缸装置上的蓄能器组成。

顶部支撑由控制面板中的自动开关控制,该开关在发动机运转时激活顶部支撑。可以对开关进行编程,以选择某个转速范围,此时顶部支撑处于活动状态。出于服务目的,也可以从控制面板进行手动控制。

激活时,液压缸按振动水平的比例向发动机提供压力。

当船体和发动机之间的距离增加时,油在蓄能器的压力下流入液压缸。

当距离减小时,止回阀防止油回流到蓄能器,压力升高。如果压力达到预设的最大值,安全阀允许油回流到蓄能器,从而将主机震动控制在允许范围内。

通过对安全阀的不同预设置,顶部支撑以低压型(26bar)或高压型(40bar)交付。

顶部支撑装置的设计允许船体和发动机之间因发动机的热膨胀或船运行的不同负荷条件。

3.注意事项

当然,并非所有情况下都需要顶部支撑。在某些情况下,如果未安装顶部支撑,则振动水平较低。这通常必须通过测量来确认,是否需要安装顶部支撑。

如果系列船首条船的振动测量表明,没有顶部支撑的情况下,振动水平是可接受的,则不反对移除顶部支撑,并且生产的系列船可以不安装顶部支撑。根据经验,尤其是7缸发动机,在没有顶部支撑的情况下,其振动水平通常较低。

以下视频,仅供学习参考


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信息来源于MAN ENERGY SOLUTIONS的《Project guide》,在此感谢。视频来源于互联网,感谢制作者。
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