車用渦輪增壓器滾動軸承設計及性能分析.pdf

1、渦輪增壓器是提高發(fā)動機功率密度和燃油效率的一個重要突破點，近年來得到了業(yè)界的充分重視。在渦輪增壓器中，軸承支撐著渦輪轉子系統(tǒng)，對增壓器的效率、壽命和響應速度等性能有重要影響。滾動軸承以其阻力小、效率高、響應速度快和運轉精度高等優(yōu)點，開始逐步取代渦輪增壓器中普遍使用的滑動軸承，是未來渦輪增壓器的發(fā)展方向。車用增壓器滾動軸承的工況條件是高速、高溫、長壽命，開展對該類滾動軸承的研究具有重要的理論意義和應用前景。
　　本文針對某型號的車用

2、渦輪增壓器，對應用于其上的滾動軸承進行設計、分析和試驗研究。
　　首先，根據(jù)車用渦輪增壓器的結構和工作環(huán)境對軸承進行結構設計。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體材料。對保持架結構進行設計，根據(jù)工況選擇其引導方式，并結合各組件熱變形情況計算合理的引導間隙。然后，建立軸承的系統(tǒng)動力學模型。通過對模型的求解研究軸承的單側預緊量和內(nèi)外圈溝曲率半徑對軸承最大接觸應力、壽命以及功率損失的影響規(guī)律，根據(jù)影響規(guī)律對相應的參數(shù)進行

3、優(yōu)化。采用有限元法和經(jīng)典赫茲理論相結合的方法，分析熱膨脹下軸承的最大接觸應力和剛度，分析熱膨脹對車用渦輪增壓器滾動軸承產(chǎn)生影響的機理。最后，在自主研發(fā)的超高速軸承試驗機上進行試驗，對其性能進行驗證。
　　完成了車用渦輪增壓器滾動軸承的設計，該軸承屬于超高速高溫軸承；根據(jù)動力學模型的求解結果得到了軸承單側軸向預緊量和內(nèi)外溝曲率半徑的最佳值；分析了高溫環(huán)境對軸承性能產(chǎn)生的影響，高溫環(huán)境使其最大接觸力、最大接觸應力和軸向剛度均有所增大；