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

  更多相關文章： 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子組成零部件所屬材料非均勻性、加工裝配偏差、葉輪運行中的磨損和不均勻積碳易造成隨機不平衡現(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NVH性能。因此,本論文開展渦輪增壓器轉子-浮環(huán)軸承系統(tǒng)不平衡振動特性研究,掌握渦輪增壓器轉子不平衡振動規(guī)律,以控制或減少轉子振動,保障其安全高效健康運行。本文主要內(nèi)容如下:1)介紹了高速渦輪增壓器的結構特點,分析了渦輪增壓器轉子不平衡振動特性方面研究現(xiàn)狀。以某型汽油機渦輪增壓器為例,推導出含浮環(huán)軸承和不平衡激勵的渦輪增壓器轉子動力學方程,構建渦輪增壓器轉子-軸承系統(tǒng)動力學有限元模型,開展渦輪增壓器轉子臨界轉速與振型、穩(wěn)態(tài)不平衡響應分析和非線性瞬態(tài)響應分析�？偨Y出正常轉子和不平衡轉子在低轉速時均表現(xiàn)為線性特性,在高轉速時表現(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,減小轉子振動。2)針對渦輪增壓器不平衡振動特性復雜以及浮環(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子動力學特性的影響規(guī)律,提出在設計和制造階段,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,可實現(xiàn)轉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子結構特點以及葉輪存在隨機不平衡量的問題,設計搭建雙懸臂轉子實驗臺,采用升速和定轉速測試方法研究油膜軸承支承的雙懸臂轉子橫跨2階臨界轉速的不平衡振動響應特性。結果表明不平衡是影響雙懸臂轉子系統(tǒng)響應的關鍵因素,設計時需更加關注不平衡位置的影響,該分析結論可為雙懸臂轉子動力學參數(shù)設計以及有效避免高頻共振區(qū)域提供借鑒和參考。4)實際工況渦輪增壓器轉子實驗臺的搭建與不平衡激勵下振動特性實驗驗證。自主設計搭建25000r/min渦輪增壓器轉子實驗臺,研究渦輪增壓器轉子在25000r/min轉速范圍內(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子進行振動測試,分析振動數(shù)據(jù)得到各測點的時頻特性,所得實驗結果與仿真分析結果基本一致,論文結論對渦輪增壓器生產(chǎn)制造、動力學設計和振動控制具有一定的參考價值。
【關鍵詞】：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
【學位授予單位】：湖南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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)軸承動力學特性12-14
• 1.2.2 渦輪增壓器轉子不平衡振動特性14-16
• 1.3 本文主要研究內(nèi)容16-18
• 第二章 渦輪增壓器轉子動力學建模與仿真分析18-42
• 2.1 引言18
• 2.2 渦輪增壓器轉子不平衡振動方程18-22
• 2.3 渦輪增壓器轉子動力學求解方法22-23
• 2.4 渦輪增壓器轉子軸承系統(tǒng)動力學建模23-32
• 2.4.1 渦輪增壓器轉子結構23-26
• 2.4.2 渦輪增壓器轉子建模原則26-28
• 2.4.3 渦輪增壓器轉子軸承系統(tǒng)動力學建模28-32
• 2.5 渦輪增壓器轉子軸承系統(tǒng)動力學特性分析32-41
• 2.5.1 渦輪增壓器臨界轉速與振型分析32-35
• 2.5.2 渦輪增壓器轉子不平衡響應分析35-36
• 2.5.3 非線性瞬態(tài)響應分析36-41
• 2.6 本章小結41-42
• 第三章 不平衡對渦輪增壓器轉子動力學特性影響規(guī)律42-66
• 3.1 引言42-43
• 3.2 不平衡位置對轉子動力學特性影響43-50
• 3.3 不平衡大小對轉子動力學特性影響50-53
• 3.4 不平衡相位對轉子動力學特性影響53-55
• 3.5 不平衡下軸承制造公差對轉子動力學特性影響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)響應分析58-63
• 3.6 本章小結63-66
• 第四章 油膜軸承雙懸臂轉子不平衡振動特性模擬實驗研究66-78
• 4.1 引言66
• 4.2 含不平衡激勵的雙懸臂轉子系統(tǒng)動力學方程66-68
• 4.3 雙懸臂轉子不平衡特性實驗68-70
• 4.3.1 轉子實驗裝置68-69
• 4.3.2 不平衡特性實驗方案69
• 4.3.3 不平衡實驗測試與分析69-70
• 4.4 雙懸臂轉子不平衡特性分析70-75
• 4.4.1 不平衡大小對轉子振動特性的影響70-72
• 4.4.2 不平衡位置對轉子振動特性的影響72-74
• 4.4.3 不平衡相位對轉子振動特性的影響74-75
• 4.5 本章小結75-78
• 第五章 實際工況渦輪增壓器轉子不平衡激勵下振動特性實驗與分析78-90
• 5.1 引言78
• 5.2 渦輪增壓器轉子實驗臺設計與搭建78-81
• 5.2.1 渦輪增壓器轉子實驗臺78-80
• 5.2.2 振動測試與分析系統(tǒng)80-81
• 5.3 渦輪增壓器轉子不平衡特性實驗81-89
• 5.3.1 不同大小不平衡下轉子振動響應測試83-85
• 5.3.2 不同大小不平衡下轉子振動響應分析85-89
• 5.4 本章小結89-90
• 第六章 結論與展望90-94
• 6.1 研究結論90-92
• 6.2 研究展望92-94
• 參考文獻94-98
• 致謝98-100
• 附錄：攻讀碩士學位期間主要研究成果目錄100

【參考文獻】

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中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

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本文編號：563679