润滑系统对涡轮增压器转子稳定性的影响

摘要

随着发动机发展趋势的要求,涡轮增压器得到越来越广泛的应用。气缸做功排出的高温废气驱动涡轮高速旋转,从而使同轴相联的压气机叶轮工作压缩空气。涡轮增压器的工作转速可高达200000r/min,涡轮端的工作温度在700℃。如此极端的工作环境,使得涡轮增压器转子极易发生故障,进而使得整个涡轮增压器失效。由此可见,对涡轮增压器的转子稳定性进行研究是非常有必要的。浮环轴承作为涡轮增压器转子的支承结构,其动力特性在一定程度上影响着转子的稳定性。为涡轮增压器转子—轴承系统的提供良好的润滑和冷却是涡轮增压器稳定性的基础保障。本文旨在通过试验研究润滑系统对于涡轮增压器转子稳定性的影响,所做的工作主要有:
　　1.深入学习涡轮增压器的典型结构、转子结构和润滑过程。通过解雷诺方程求得浮环轴承内外油膜压力分布,建立浮环轴承的润滑模型,研究分析改变润滑油进油压力对浮环轴承润滑性能的影响。
　　2.分析涡轮增压器转子系统临界转速的计算方法,建立涡轮增压器转子系统的理论模型,计算得到涡轮增压器转子前十阶的固有频率。通过设置不同的刚度系数仿真分析浮环轴承对涡轮增压器转子稳定性的影响。
　　3.搭建涡轮增压器试验台。选取涡轮增压器,设计试验台的气路系统和润滑系统,选购并设计安装传感器,实现试验台的硬件组成。选取数据采集系统所需的采集卡和程序编写软件,实现试验台的软件组成。使用Labview软件编写数据采集程序并完成试验。
　　4.使用Matlab软件对试验数据进行处理。得出不同的润滑油进油压力下的转子轴心轨迹图和级联图。不同的润滑油进油压力下各转速下的X方向和Y方向的频谱图和时域波形图。分析得到润滑油进油压力对涡轮增压器转子稳定性的影响规律。

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符号说明

第一章 绪论

§1-1 课题研究的背景及意义

§1-2 国内外研究现状与分析

§1-3 论文的主要研究内容

第二章 涡轮增压器与润滑系统

§2-1 引言

§2-2涡轮增压器与转子结构

§2-3 润滑系统与浮环轴承

§2-4 进油压力对浮环轴承的影响分析

§2-5 小结

第三章 涡轮增压器转子稳定性分析

§3-1 引言

§3-2 转子临界转速分析

§3-3 浮环轴承动力特性对转子稳定性影响

§3-4 小结

第四章 试验系统设计

§4-1 试验方案的确定

§4-2 试验台的实现

§4-3 数据采集的实现

§4-4 试验数据采集

§4-5小结

第五章 涡轮增压器转子稳定性试验分析

§5-1 引言

§5-2 数据的处理与分析

§5-3 涡轮增压器转子稳定性讨论

§5-4 小结

第六章 结论与展望

§6-1 全文总结

§6-2 展望

参考文献

致谢