車(chē)用渦輪增壓器滾動(dòng)軸承設(shè)計(jì)及性能分析.pdf

1、渦輪增壓器是提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率密度和燃油效率的一個(gè)重要突破點(diǎn)，近年來(lái)得到了業(yè)界的充分重視。在渦輪增壓器中，軸承支撐著渦輪轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，對(duì)增壓器的效率、壽命和響應(yīng)速度等性能有重要影響。滾動(dòng)軸承以其阻力小、效率高、響應(yīng)速度快和運(yùn)轉(zhuǎn)精度高等優(yōu)點(diǎn)，開(kāi)始逐步取代渦輪增壓器中普遍使用的滑動(dòng)軸承，是未來(lái)渦輪增壓器的發(fā)展方向。車(chē)用增壓器滾動(dòng)軸承的工況條件是高速、高溫、長(zhǎng)壽命，開(kāi)展對(duì)該類(lèi)滾動(dòng)軸承的研究具有重要的理論意義和應(yīng)用前景。
　　本文針對(duì)某型號(hào)的車(chē)用

2、渦輪增壓器，對(duì)應(yīng)用于其上的滾動(dòng)軸承進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析和試驗(yàn)研究。
　　首先，根據(jù)車(chē)用渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境對(duì)軸承進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。根據(jù)軸承的使用工況和材料匹配性，選擇軸承套圈和滾動(dòng)體材料。對(duì)保持架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)工況選擇其引導(dǎo)方式，并結(jié)合各組件熱變形情況計(jì)算合理的引導(dǎo)間隙。然后，建立軸承的系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。通過(guò)對(duì)模型的求解研究軸承的單側(cè)預(yù)緊量和內(nèi)外圈溝曲率半徑對(duì)軸承最大接觸應(yīng)力、壽命以及功率損失的影響規(guī)律，根據(jù)影響規(guī)律對(duì)相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行

3、優(yōu)化。采用有限元法和經(jīng)典赫茲理論相結(jié)合的方法，分析熱膨脹下軸承的最大接觸應(yīng)力和剛度，分析熱膨脹對(duì)車(chē)用渦輪增壓器滾動(dòng)軸承產(chǎn)生影響的機(jī)理。最后，在自主研發(fā)的超高速軸承試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)其性能進(jìn)行驗(yàn)證。
　　完成了車(chē)用渦輪增壓器滾動(dòng)軸承的設(shè)計(jì)，該軸承屬于超高速高溫軸承；根據(jù)動(dòng)力學(xué)模型的求解結(jié)果得到了軸承單側(cè)軸向預(yù)緊量和內(nèi)外溝曲率半徑的最佳值；分析了高溫環(huán)境對(duì)軸承性能產(chǎn)生的影響，高溫環(huán)境使其最大接觸力、最大接觸應(yīng)力和軸向剛度均有所增大；