新型联轴器可降低低排放发动机的振动

为了满足日益增长的降低起重机和其他重型设备碳排放的需求，原始设备制造商 (OEM) 正在安装更精简、更高效的第五阶段/Tier 4柴油发动机。这些发动机怠速更低，扭矩更大，由于油耗更低，二氧化碳排放量也更低。虽然这些高功率密度发动机对环境更有利，但由于主要谐波共振，它们会产生更高的振动，尤其是在怠速时。

“振动越大越不好，因为它会导致其他所有部件都受到影响，从泵驱动装置到齿轮箱再到轴承，”美国动力总成解决方案提供商 Regal Rexnord 的工程师兼产品经理 Rene Klimach 说。

联轴器是抑制发动机扭转振动、确保动力总成部件可靠性的关键。然而，Regal Rexnord指出，大多数柔性联轴器的动态刚度对于第五阶段/Tier 4发动机而言过高，迫使发动机在更高的怠速下运行以防止过载、保护设备并保障正常运行时间——但这实际上抵消了其效率优势。

起重机制造商多田野的德国工厂就面临着这样的挑战：他们决定与发动机供应商合作，重新设计一款大型桁架臂履带式起重机的动力传动系统。符合第五阶段排放标准的发动机怠速较低（低至600转/分），振动较大，这可能会加速变速箱和轴承等关键动力传动部件的磨损。

由于大多数联轴器并非设计用于低于 750 rpm 的转速，Tadano 便与 Regal Rexnord 的工程师合作，寻求解决方案。

加倍重视振动控制

事实证明，该解决方案是 CENTAFLEX-TIR (TIR)，这是一种具有柔软渐进扭转特性的新一代滚子联轴器。Regal Rexnord 表示，它可以服务于农业、建筑、海洋、采石场以及变速发电机组等众多复杂应用。

“CENTAFLEX-TIR 起到发动机和驱动部件之间的阻尼元件作用，能有效吸收大部分振动，”克利马赫说道。“这使得整个系统在高扭矩需求条件下能够以较低的怠速运行，从而降低油耗和二氧化碳排放。”

从表面上看，TIR联轴器似乎并没有什么“新颖”之处，其尺寸和结构材料与之前的联轴器基本相同。但与传统的柔性联轴器不同，TIR联轴器采用两排柔性橡胶滚轮，而不是单排。

Regal Rexnord 研发总监 Hasan Mahamudul 博士（Maha 博士）是 CENTAFLEX-TIR 联轴器理念和设计背后的首席工程师，他表示，这种双级滚轮设计使新型联轴器“能够吸收更多的振动而不会过热，从而增加其允许的功率损耗，改善振动并延长系统组件的使用寿命”。

改进后的腔室确保滚轮平稳滑动。“当电机转速较低时，这些橡胶滚轮只会在腔室内滑动，”马哈博士说。“因此，传动系统不会产生任何共振。由于其柔软的特性，它将完全消除共振，并将主要共振峰移至较低的转速。”

Regal Rexnord公司表示，与上一代产品相比，该设计在高交流扭矩下热负载能力提升了80%。相应的，允许功率损耗也提高了80%，从而有效吸收振动，防止动力总成中出现耦合过载和交流扭矩峰值。

此外，马哈博士指出，与传统设计相比，这种联轴器能够更平滑、更柔和地调节动态刚度随平均扭矩的变化。“传统设计会随着扭矩的增加而逐渐变硬，而CF-TIR联轴器即使在高平均扭矩下也能保持较低的刚度。”

因此，TIR 提供了扭转柔韧性，能够承受 525 至 625…