Критические числа оборотов различных порядков и степеней

Если период свободных колебаний данного коленчатого вала совпадает с периодом крутящего момента первого порядка, то соответствующее число оборотов двигателя называется критическим первого порядка.

Аналогично при совпадении периода свободных колебаний с периодом крутящих моментов второго, пятого, или я-го порядка соответственно получаем критические числа оборотов второго, пятого или n-го порядка.

Валы с укрепленными на них несколькими массами имеют несколько чисел свободных колебаний кручения. Если число отдельных масс равно a, то количество чисел свободных колебаний равно (a—1).

Если на валу посажены только две массы, то, как уже было сказано, при колебаниях одной массы в одну сторону другая масса колеблется в противоположную сторону; вследствие этого где-нибудь на валу между массами расположено такое сечение, которое остается во время колебания неподвижным („узел колебаний»).

Если на валу закреплены три массы, то возможны следующие случаи:

1. при колебательном движении одной из крайних масс в одну сторону две другие массы будут двигаться в другую, вследствие чего образуется один узел колебаний;
2. при колебательном движении средней массы в одну сторону две крайние будут двигаться в другую, вследствие чего возникают два узла колебаний.

Если на валу закреплены четыре массы, то возможны следующие случаи:

1. узел колебания возникает или между первой и второй, или второй и третьей, или же третьей и четвертой массами, в зависимости от соотношения масс и упругих свойств отдельных участков вала;
2. возникает два узла колебаний между первой и второй, второй и третьей массами, или же между первой и второй, третьей и четвертой массами, или же между второй и третьей, третьей и четвертой массами;
3. возникают три узла колебаний между каждыми соседними массами.

Колебания кручения с одним узлом колебаний носят название свободных колебаний кручения первой степени.

Колебания с двумя узлами колебаний называются колебаниями второй степени и т.д.

Критическое число оборотов m-го порядка n-й степени имеет место при совпадении периода свободных колебаний n-й степени с периодом крутящего момента m-го порядка.

Следовательно, определение критических чисел оборотов сводится к исчислению периодов или чисел свободных колебаний дачного вала.

Во избежание критической скорости двухтактного двигателя нормальное число оборотов коленчатого вала не должно содержаться целое число раз в числах свободных колебаний кручения данного вала. Для четырехтактных машин это положение формулируется так: во избежание критической скорости четырехтактного двигателя число оборотов коленчатого вала не должно содержаться целое число раз в удвоенных числах свободных колебаний кручения данного вала.