機械增壓器轉子系統(tǒng)動態(tài)特性的研究.pdf

1、小體積、高轉速已成為當前機械增壓器發(fā)展的主要趨勢。本文主要針對課題中的機械增壓器在高速轉動時經常出現(xiàn)轉子刮擦的現(xiàn)象進行分析，對其齒輪轉子系統(tǒng)進行動態(tài)研究，找出產生上述顯現(xiàn)的原因，為機械增壓器的改進提供理論依據。齒輪轉子系統(tǒng)乃是機械增壓器最重要、最關鍵、最復雜的部分，轉子的優(yōu)劣直接決定了機械增壓器的動態(tài)性能。本文以改善機械增壓器的動態(tài)特性和穩(wěn)定性為研究目的，在應用有限元分析軟件ANSYS11.0建立了與奇瑞0.8L發(fā)動機（372）相匹配的

2、機械增壓器轉子系統(tǒng)的有限元動力學模型的基礎上，主要做了如下工作： 首先，介紹了齒輪轉子動力學研究的內容和方法，并簡單的介紹了有限元法在齒輪轉子動力學分析的應用。 其次，為了為了找出機械增壓器齒輪轉子系統(tǒng)的共振頻率，對其建立了有限元模型，利用BlockLanczos算法進行了有限元模態(tài)分析計算，并通過試驗驗證了仿真的可靠性。計算得出單轉子和雙轉子耦合系統(tǒng)的前8階固有頻率和固有振型，并且發(fā)現(xiàn)一階臨界轉速在增壓器的正常工作轉速

3、內，是其產生振動和噪聲的重要原因。對耦合和非耦合兩種情況進行比較分析，闡明齒輪副耦合作用對轉子系統(tǒng)的重要影響。分別改變轉子系統(tǒng)的支承剛度和葉輪的長度，研究對系統(tǒng)振動特性的影響，為機械增壓器的減振降噪提供理論依據。 第三，對機械增壓器齒輪轉子系統(tǒng)的諧響應進行了研究，在系統(tǒng)上加載氣體作用力和齒輪嚙合力，仿真出彈性支承下耦合后的諧響應。通過諧響應分析發(fā)現(xiàn)機械增壓器齒輪轉子系統(tǒng)的最大位移為4.72×10-3mm，最大位移點在系統(tǒng)的滾珠軸

4、承16003處。 第四，分析了齒輪的嚙合剛度對機械增壓器齒輪轉子系統(tǒng)固有特性的影響，齒輪嚙合剛度的變化對系統(tǒng)低階的固有頻率影響不大，但對系統(tǒng)高階固有頻率有較大的影響。齒輪嚙合剛度的提高一方面可以提高系統(tǒng)的固有頻率，另一方面可以有效的降低諧響應的振幅。 第五，分析了齒輪嚙合頻率和系統(tǒng)共振頻率的關系，發(fā)現(xiàn)齒輪轉子系統(tǒng)除一階、二階共振頻率不在嚙合頻率內，其他高階的共振頻率均處于齒輪的嚙合頻率內，這是造成機械增壓器振動的另一個原

5、因。然后在不考慮氣體作用力的情況下，單獨分析了齒輪激勵力在共振頻率內對齒輪轉子系統(tǒng)的影響，通過仿真發(fā)現(xiàn)轉子軸心的位移隨著嚙合頻率的增加而變大，而且齒輪間的激勵力主要影響齒輪轉子的徑向位移，對軸向位移影響不大。齒輪轉子在齒輪激勵下最大的位移不到7um，從而也說明了齒輪嚙合激勵對系統(tǒng)振動的影響有限。 最后對機械增壓器整機進行了動態(tài)特性測試試驗研究分析。通過分析殼體表面測試點振動位移的時間歷程曲線和頻譜曲線，找出了轉子刮擦的原因。并對