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车用涡轮增压器转子动力学特性与不平衡响应实验研究
| 论文题名： | 车用涡轮增压器转子动力学特性与不平衡响应实验研究 |
| 关键词： | 涡轮增压器;转子动力学;有限元分析;模态测试;不平衡振动特性;车用发动机 |
| 摘要： | 涡轮增压器是利用发动机所排放的尾气来驱动涡轮旋转，从而带动压气端叶轮旋转，将更多地空气带到气缸内，达到增压的目的，具有节能减排和增加发动机功率等优点。涡轮增压器转子是涡轮增压器最为关键的部件，属于典型双悬臂转子结构，振动特性复杂。由于发动机燃油燃烧过程中会产生胶质和树脂状的粘稠物，不均匀沉积在涡轮叶片上，产生动不平衡，使得高速下涡轮增压器振动加剧，破坏零件配合间隙，刮伤和损坏轴承表面，导致发动机功率损耗增大，甚至引发涡轮增压器毁坏等恶性事故，严重影响整机综合性能和质量。本文主要通过仿真计算与试验分析相结合的方法来对转子不平衡响应规律进行研究。同时为了解决涡轮增压器转子这类轻质、高速、结构非对称转子在实际测试中难以获取其模态频率的问题，本文开展了模态频率试验方法的研究。 本文的主要研究内容为： 1)利用 DyRoBeS仿真软件，根据涡轮增压器转子各零部件实际图纸尺寸对压气端叶轮、涡轮端叶轮、转轴、止推盘、浮环轴承、空心圆柱套进行建模。进行了临界转速和振型分析，开展涡轮端和压气端不平衡下的稳态同步响应分析。 2)为了对仿真所得规律进行验证，在现有试验条件的基础上，自主设计搭建了简易涡轮增压器实验台，利用空气压缩机的高压气流驱动可使涡轮增压器转子转速达到25000rpm左右，可用来模拟涡轮增压器在低转速下的运转情况。通过实验台的搭建可为后面不平衡测试分析建立基础。 3)在现有试验台设备的基础上，对涡轮增压器转子的不平衡响应规律开展了研究，最终得出，在压气端叶片上加重的振动响应增幅要比涡轮端叶片上要大得多也就是压气端叶轮对不平衡响应要比涡轮端叶轮要敏感。与仿真结论基本一致。 |
| 作者： | 陈文 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 韩清凯 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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