原文传递
车用涡轮增压器滚动轴承设计及性能分析
| 论文题名： | 车用涡轮增压器滚动轴承设计及性能分析 |
| 关键词： | 滚动轴承;车用涡轮增压器;动力学分析;结构设计 |
| 摘要： | 涡轮增压器是提高发动机功率密度和燃油效率的一个重要突破点，近年来得到了业界的充分重视。在涡轮增压器中，轴承支撑着涡轮转子系统，对增压器的效率、寿命和响应速度等性能有重要影响。滚动轴承以其阻力小、效率高、响应速度快和运转精度高等优点，开始逐步取代涡轮增压器中普遍使用的滑动轴承，是未来涡轮增压器的发展方向。车用增压器滚动轴承的工况条件是高速、高温、长寿命，开展对该类滚动轴承的研究具有重要的理论意义和应用前景。 本文针对某型号的车用涡轮增压器，对应用于其上的滚动轴承进行设计、分析和试验研究。 首先，根据车用涡轮增压器的结构和工作环境对轴承进行结构设计。根据轴承的使用工况和材料匹配性，选择轴承套圈和滚动体材料。对保持架结构进行设计，根据工况选择其引导方式，并结合各组件热变形情况计算合理的引导间隙。然后，建立轴承的系统动力学模型。通过对模型的求解研究轴承的单侧预紧量和内外圈沟曲率半径对轴承最大接触应力、寿命以及功率损失的影响规律，根据影响规律对相应的参数进行优化。采用有限元法和经典赫兹理论相结合的方法，分析热膨胀下轴承的最大接触应力和刚度，分析热膨胀对车用涡轮增压器滚动轴承产生影响的机理。最后，在自主研发的超高速轴承试验机上进行试验，对其性能进行验证。 完成了车用涡轮增压器滚动轴承的设计，该轴承属于超高速高温轴承；根据动力学模型的求解结果得到了轴承单侧轴向预紧量和内外沟曲率半径的最佳值；分析了高温环境对轴承性能产生的影响，高温环境使其最大接触力、最大接触应力和轴向刚度均有所增大；在轴承试验机上进行了试验，试验结果表明轴承设计合理，性能稳定。 通过对车用涡轮增压器滚动轴承的设计和分析，掌握了该类型滚动轴承的设计和分析方法，可为以后同类型轴承的设计和分析所参考。 |
| 作者： | 单瑞虎 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张占立;丁凯 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河南科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
