本文關(guān)鍵詞：渦輪增壓器轉(zhuǎn)子—浮環(huán)軸承系統(tǒng)不平衡振動特性研究

  更多相關(guān)文章： 渦輪增壓器 浮環(huán)軸承 非線性瞬態(tài)分析 不平衡振動特性 制造間隙

【摘要】：針對高速渦輪增壓器轉(zhuǎn)子組成零部件所屬材料非均勻性、加工裝配偏差、葉輪運(yùn)行中的磨損和不均勻積碳易造成隨機(jī)不平衡現(xiàn)象,以及在許用殘余不平衡條件下,浮環(huán)軸承制造公差引起同批次軸承不同的內(nèi)外極限間隙,導(dǎo)致浮環(huán)軸承內(nèi)外油膜動力特性系數(shù)變化,引起同類型渦輪增壓器轉(zhuǎn)子振動、噪聲加劇,影響汽車渦輪增壓器本身質(zhì)量以及整機(jī)NVH性能。因此,本論文開展渦輪增壓器轉(zhuǎn)子-浮環(huán)軸承系統(tǒng)不平衡振動特性研究,掌握渦輪增壓器轉(zhuǎn)子不平衡振動規(guī)律,以控制或減少轉(zhuǎn)子振動,保障其安全高效健康運(yùn)行。本文主要內(nèi)容如下:1)介紹了高速渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分析了渦輪增壓器轉(zhuǎn)子不平衡振動特性方面研究現(xiàn)狀。以某型汽油機(jī)渦輪增壓器為例,推導(dǎo)出含浮環(huán)軸承和不平衡激勵的渦輪增壓器轉(zhuǎn)子動力學(xué)方程,構(gòu)建渦輪增壓器轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)動力學(xué)有限元模型,開展渦輪增壓器轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速與振型、穩(wěn)態(tài)不平衡響應(yīng)分析和非線性瞬態(tài)響應(yīng)分析�？偨Y(jié)出正常轉(zhuǎn)子和不平衡轉(zhuǎn)子在低轉(zhuǎn)速時均表現(xiàn)為線性特性,在高轉(zhuǎn)速時表現(xiàn)出明顯的非線性特性,不平衡量可以抑制非同步振動成分,減小轉(zhuǎn)子振動。2)針對渦輪增壓器不平衡振動特性復(fù)雜以及浮環(huán)軸承制造公差極限間隙的問題,采用有限元法研究了不平衡位置、不平衡大小、不平衡相位差以及不平衡下軸承制造公差間隙對渦輪增壓器轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性的影響規(guī)律,提出在設(shè)計(jì)和制造階段,通過合理控制不平衡的施加位置、不平衡大小、不平衡相位以及軸承制造間隙,可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子振動和非同步振動成分的有效減小或抑制。3)針對渦輪增壓器雙懸臂轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及葉輪存在隨機(jī)不平衡量的問題,設(shè)計(jì)搭建雙懸臂轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺,采用升速和定轉(zhuǎn)速測試方法研究油膜軸承支承的雙懸臂轉(zhuǎn)子橫跨2階臨界轉(zhuǎn)速的不平衡振動響應(yīng)特性。結(jié)果表明不平衡是影響雙懸臂轉(zhuǎn)子系統(tǒng)響應(yīng)的關(guān)鍵因素,設(shè)計(jì)時需更加關(guān)注不平衡位置的影響,該分析結(jié)論可為雙懸臂轉(zhuǎn)子動力學(xué)參數(shù)設(shè)計(jì)以及有效避免高頻共振區(qū)域提供借鑒和參考。4)實(shí)際工況渦輪增壓器轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺的搭建與不平衡激勵下振動特性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。自主設(shè)計(jì)搭建25000r/min渦輪增壓器轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺,研究渦輪增壓器轉(zhuǎn)子在25000r/min轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的不平衡振動特性,采用BK系統(tǒng)對4種不平衡大小下的渦輪增壓器轉(zhuǎn)子進(jìn)行振動測試,分析振動數(shù)據(jù)得到各測點(diǎn)的時頻特性,所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真分析結(jié)果基本一致,論文結(jié)論對渦輪增壓器生產(chǎn)制造、動力學(xué)設(shè)計(jì)和振動控制具有一定的參考價值。
【關(guān)鍵詞】：渦輪增壓器 浮環(huán)軸承 非線性瞬態(tài)分析 不平衡振動特性 制造間隙
【學(xué)位授予單位】：湖南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U464.135
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 論文研究背景及意義10-12
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 浮環(huán)軸承動力學(xué)特性12-14
• 1.2.2 渦輪增壓器轉(zhuǎn)子不平衡振動特性14-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容16-18
• 第二章 渦輪增壓器轉(zhuǎn)子動力學(xué)建模與仿真分析18-42
• 2.1 引言18
• 2.2 渦輪增壓器轉(zhuǎn)子不平衡振動方程18-22
• 2.3 渦輪增壓器轉(zhuǎn)子動力學(xué)求解方法22-23
• 2.4 渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)動力學(xué)建模23-32
• 2.4.1 渦輪增壓器轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)23-26
• 2.4.2 渦輪增壓器轉(zhuǎn)子建模原則26-28
• 2.4.3 渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)動力學(xué)建模28-32
• 2.5 渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)動力學(xué)特性分析32-41
• 2.5.1 渦輪增壓器臨界轉(zhuǎn)速與振型分析32-35
• 2.5.2 渦輪增壓器轉(zhuǎn)子不平衡響應(yīng)分析35-36
• 2.5.3 非線性瞬態(tài)響應(yīng)分析36-41
• 2.6 本章小結(jié)41-42
• 第三章 不平衡對渦輪增壓器轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性影響規(guī)律42-66
• 3.1 引言42-43
• 3.2 不平衡位置對轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性影響43-50
• 3.3 不平衡大小對轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性影響50-53
• 3.4 不平衡相位對轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性影響53-55
• 3.5 不平衡下軸承制造公差對轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性影響55-63
• 3.5.1 含浮環(huán)軸承內(nèi)外間隙的雷諾方程56-58
• 3.5.2 非線性時間瞬態(tài)響應(yīng)分析58-63
• 3.6 本章小結(jié)63-66
• 第四章 油膜軸承雙懸臂轉(zhuǎn)子不平衡振動特性模擬實(shí)驗(yàn)研究66-78
• 4.1 引言66
• 4.2 含不平衡激勵的雙懸臂轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)方程66-68
• 4.3 雙懸臂轉(zhuǎn)子不平衡特性實(shí)驗(yàn)68-70
• 4.3.1 轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)裝置68-69
• 4.3.2 不平衡特性實(shí)驗(yàn)方案69
• 4.3.3 不平衡實(shí)驗(yàn)測試與分析69-70
• 4.4 雙懸臂轉(zhuǎn)子不平衡特性分析70-75
• 4.4.1 不平衡大小對轉(zhuǎn)子振動特性的影響70-72
• 4.4.2 不平衡位置對轉(zhuǎn)子振動特性的影響72-74
• 4.4.3 不平衡相位對轉(zhuǎn)子振動特性的影響74-75
• 4.5 本章小結(jié)75-78
• 第五章 實(shí)際工況渦輪增壓器轉(zhuǎn)子不平衡激勵下振動特性實(shí)驗(yàn)與分析78-90
• 5.1 引言78
• 5.2 渦輪增壓器轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺設(shè)計(jì)與搭建78-81
• 5.2.1 渦輪增壓器轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)臺78-80
• 5.2.2 振動測試與分析系統(tǒng)80-81
• 5.3 渦輪增壓器轉(zhuǎn)子不平衡特性實(shí)驗(yàn)81-89
• 5.3.1 不同大小不平衡下轉(zhuǎn)子振動響應(yīng)測試83-85
• 5.3.2 不同大小不平衡下轉(zhuǎn)子振動響應(yīng)分析85-89
• 5.4 本章小結(jié)89-90
• 第六章 結(jié)論與展望90-94
• 6.1 研究結(jié)論90-92
• 6.2 研究展望92-94
• 參考文獻(xiàn)94-98
• 致謝98-100
• 附錄：攻讀碩士學(xué)位期間主要研究成果目錄100

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：563679