论文部分内容阅读
近年来现代社会内燃机车燃烧的燃油占石油消耗的60%,所排放的有害气体占工业总有害排放的50%左右[1],国家虽然出台了新能源计划,但其在实施上尚未成熟,涡轮增压器是发动机的重要子系统,加装涡轮增压器的发动机的扭矩和效率会提高20%~30%,可达到汽油机节能10%~20%,柴油机节能20%~40%的良好节能效果,因此涡轮增压技术作为一种节能环保的技术在经济发展中具有重要的意义。 由于机车涡轮增压器转子系统工作时温度高转速高所以容易发生故障,破坏了转子系统动平衡导致轴与轴承发生碰磨,为了研究转子系统的动力学特性,用动力学分析,有限元分析的方法对转子系统的动力学特性进行了研究,具体做了以下工作: (1)说明了研究涡轮增压器的重要意义,总结了机车涡轮增压器转子动力学的国内外研究现状,研究了机车涡轮增压器的结构、工作原理分析了其常见故障、原因及之间的关系。 (2)构建了机车涡轮增压器的转子动力学模型,对模型简化分析后推导了转子的动力学方程。方程考虑了轴的质量对涡轮叶轮的影响。用实验验证了方程的合理性并提出了转子三维建模准确性判定方法。 (3)将转子进行平衡状态下和不平衡量分别为0.9g、1.8g、2.7g时的谐响应分析,并进行相应不平衡量下的振动实验,将实验结果与软件分析结果对比后得出结论,并对转子的不平衡故障进行判断。 (4)分析了浮环轴承的结构及工作原理,分别推导了无量纲下的内外层油膜的雷诺方程,借助于有限差分法的思想用Matlab进行了编程对雷诺方程进行了求解,计算出了浮环轴承内层和外层轴承油膜的压力分布。 文章研究了机车涡轮增压器转子的动力学方程,三维建模是否准确的验证方法,不平衡故障下转子的振动特性,浮动轴承的动力学方程,以上工作对后续机车涡轮增压器转子系统的故障诊断的研究具有重要意义。