水冷轴承体的温度场分布

汽油机增压器的快速发展,使得涡轮增压器工作在更高温、高速、高压的环境中。高温会导致润滑油结焦,密封环发生积炭而失去弹性。为保证浮动轴承和密封环的正常使用,一般希望涡轮端浮动轴承部位的温度不超过150℃,密封环处的温度不超过230℃。对某型号水冷轴承体进行流固耦合分析和稳态热分析,得到轴承体的温度场分布,以此来评估冷却液腔体的设计好坏,验证冷却液进口流量的大小是否合适,为轴承体设计开发提供研究方法。     

长周期变转速下入口油温对高速轻载涡轮增压器转子振动特性影响

高速轻载涡轮增压器转子系统的入口油温在长周期变转速运行条件下会产生动态变化,从而改变转子系统振动特性甚至导致非线性振动事故。以某型汽油机用高速轻载涡轮增压器转子为研究对象,分析浮环轴承内油膜最小厚度与偏心率随入口油温参数的变化规律,构建涡轮增压器转子-浮环轴承系统动力学有限元模型,采用Newmark积分法分析转子系统的非线性瞬态响应,结合涡轮增压器升速实验,得到不同入口油温下转子系统三维振动瀑布图与Colormap频谱图,探究入口油温对转子系统振动响应特性的影响。结果表明:随着入口油温从50℃增至130℃时,内油膜最小厚度会减少,环速比与偏心率会增加,内油膜振荡幅值逐渐降低,但出现内油膜振荡与外油膜涡动的轴颈转速点会提前约30%,且外油膜涡动幅值会逐步增加。综合内外油膜涡动与振动幅值,入口油温约为90℃时转子振动情况较好。结论可为设计具有智能抗振性能的高速轻载涡轮增压器转子系统的运行参数提供理论参考。     

涡轮叶栅通道中的流动显示

在大尺寸低速叶栅传热风洞中对一种高压涡轮导向叶栅的流场进行了流动显示实验研究。分别采用线簇和小球浮动法对五个雷诺数下的叶栅端壁区三维流场、叶片表面和端壁表面的流动进行了显示。实验结果表明 :涡轮叶栅中有强烈的二次流动 ,并存在复杂的涡系 ;三维流动区约占叶栅通道的 40 % ;雷诺数的增大将增强端壁区的三维流动。流场显示图片说明 :叶片吸力面靠近端壁有角涡形成与发展 ,并存在一个三角形区域 ;流场显示的通道涡大小与流场测量结果吻合。本文的实验结果可用于分析端壁表面和叶片表面换热特性的形成机理     

考虑轴承热弹变形的增压器转子临界转速分析

针对不同入口油温下浮环轴承因受热变形而改变涡轮增压器转子系统振动特性的问题,提出从浮环轴承的热弹性变形角度研究高速涡轮增压器转子系统的临界转速变化规律.首先,实验测量3种典型入口油温下浮环轴承处的温度,基于热固耦合分析得到浮环轴承热弹性变形后轴承的内外间隙值,发现随着入口油温从20℃增加到70℃和120℃,内油膜间隙分...     

涡轮增压器因素引起的柴油机故障

机油消耗量增加:一台日本小松挖掘机的柴油机只用了一年多机油消耗量就迅速增加,且排气管有明显蓝烟冒出,常规检查没有查出原因("四配套"、气缸垫、曲轴油封等未见异常)。拆检涡轮增压器,发现其压气机叶轮和中间壳之间的O形橡胶密封圈和密封环已严重损坏,从而使涡轮增压器中间壳中的机油经压气机叶轮室被吸人气缸,使排气管     

汽轮机叶顶汽封间隙泄漏涡动特性研究

采用三维非定常数值模拟的方法,研究叶顶汽封间隙泄漏涡的结构和涡动频谱特性,并分析汽封各腔室内涡核中心点的径向高度随间隙的变化规律。结果表明:汽轮机叶顶汽封腔室内存在腔室涡和围带壁面涡2种稳定耗散的涡;随着叶顶间隙高度的增加,围带壁面涡涡核的径向高度降低,而腔室涡涡核的径向高度升高;从汽封的入口到出口,腔室涡的涡动随流动变得剧烈,频率增加,波动的幅度变大;围带壁面涡的涡动会在不同腔室内交替变换,齿前的围带壁面涡产生的压力波动最为剧烈,是汽封腔室内最不稳定的一类涡动。     

涡轮增压器的合理使用与维护

1.合理使用 (1)柴油机的启动与加速 柴油机启动后,涡轮增压器即开始运转。务必先低速运行3-5 min,待机油温度上升、流动性能好转,涡轮增压器得到充分润滑后,再提高转速并带负荷作业,以确保在高转速下增压器涡轮转子轴及轴承的润滑,避免柴油机负荷加大时增压器转子轴及轴承出现无油干磨擦或烧卡现象。 停机时间较长的柴油机,应做好预润滑,用机油壶往增压器的进油口注入一定量的机油,并用手转动叶轮,以保证涡轮转子轴与浮动轴承有承载油膜     

涡轮增压器失效原因及修复方法

正涡轮增压器出现漏油、叶轮损伤、浮动轴承磨损等现象,会导致柴油机功率下降、燃油消耗增加、排气管排冒黑烟。对涡轮增压器进行修复后再次使用,可有效降低成本、节约材料,本文介绍涡轮增压器失效原因及修复方法。1.失效原因(1)叶轮损伤     

无油涡轮增压器的设计及其试验研究

对采用空气箔片轴承支承的无油涡轮增压器进行了设计和试验性研究。详细阐述了无油涡轮增压器以及所采用的空气箔片轴承的设计过程。通过静态加载试验预估了空气箔片轴承的名义间隙,采用Link-Spring模型预测了空气箔片轴承支承结构的刚度,结合Link-Spring模型和雷诺方程,采用扰动法对轴承的动态刚度和阻尼系数进行了有效预测。线性转子动力学分析表明设计的无油涡轮增压器转子的前两阶刚体模态临界转速均在所用空气箔片轴承的起飞转速之下,转子的正常运行转速在一阶弯曲模态临界转速之下并具有足够的安全裕度。对整个转子系统进行了转子动力学分析与计算之后,在此基础上搭建了无油涡轮增压器试验台,初步的升降速试验结果表明：转子在20 kr/min~60 kr/min出现较大的次同步振动,但是转子在68 kr/min时次同步振动显著减小,转子在68 kr/min稳速时的轨迹以及FFT分析表明转子在该转速下的主要振动来自同步振动,这表明增压器可以在68 kr/min稳定运行。同时,实时测量了推力轴承和径向轴承的温度,在68 kr/min稳速期间,推力轴承和径向轴承温度分别在52℃和32℃处小幅波动,说明了该转子-轴承系统的相对稳定性。     

大陆集团推出全球首款车用铝质涡壳涡轮增压器

正大陆集团的首款涡轮增压器于2011年投入量产,曾多次获得国际年度大奖。近日,大陆集团再次开启了全球首款车用铝质涡壳增压器量产的先河。该涡轮增加器已搭载MINI Hatch的3缸汽油发动机进入市场。"使用铝材来设计车用涡轮增压器是一个真正意义上的里     

丹佛斯工业自动化产品家族

<正> 在风力涡轮机的应用中,温度是表明轴承工作状态的关键参数。一个轴承哪怕只是过热几度,也将降低其使用寿命,并且会导致涡轮机停机。丹佛斯的轴承温度传感器可以通过长时间监测轴承的工作状态,提供高精度的温度测量有效防止过热现象的发生。丹佛斯的MBT5310温度传感器通过内部弹簧可以确保与轴承的紧密接触,测量范围宽达-50～200℃,能为用户提供可靠的轴承温度测量,确保风力涡     

汽轮机推力轴承温度高问题的解决

我厂捷克VK-25型高温高压汽轮机组,额定容量2500千瓦,该机组端头式推力轴承自工作瓦块加装乌金温度测点以来,平均温度一直超过70℃,有时达到85℃,个别瓦块在90℃以上。进入1984年以后,由于高压轴封漏汽增大,外界对轴承传热量增加,工作瓦块温度又有增长,最高温度竟达到100℃,不得不降低轴承进油温度和限制机组运行工况来维护机组     

瓦块倾角对高速涡轮增压器斜-平面止推轴承油膜温度的影响*

针对高速涡轮增压器运行过程中存在止推轴承烧瓦现象,从最高油膜温度与承载中心区温度两方面分析烧瓦产生原因,讨论了瓦块倾角对油膜温度的影响。以某型车用涡轮增压器止推轴承为例,通过建立不同瓦块倾角参数的斜-平面止推轴承动力学有限元模型,研究瓦块倾角对最高油膜温度、承载区中心温度的影响。结果表明:在研究的转子转速范围内,随着瓦块倾角的增加,瓦块的最高油膜温度和承载中心温度都呈先减小后增大的趋势;存在最佳瓦块倾角,使得轴承在工作转速范围内最高油膜温度和承载中心温度均达到最小值,从而有助于减少轴承烧瓦的可能性。     

复杂薄壁壳体流固耦合仿真分析及试验研究

针对某涡轮增压器复杂薄壁燃进壳漏水现象,采用CFD流固耦合计算方法,分别仿真模拟了柴油机运行工况及增压器试验台运行工况温度、应力分布,并开展了试验测试。研究表明：燃进壳温度场分布均匀无突变,柴油机工况下燃进壳表面最高温度为212℃,最低温度为72℃,台位试验工况下,燃进壳表面最高温度为193.6℃,比柴油机工况减小18.4℃,台位试验测试与仿真模拟高度吻合,最大误差约为4.3%。应力计算表明：燃进壳应力分布均匀,柴油机工况下,最大等效应力为176MPa,最大等效应力小于材料屈服强度224MPa,安全系数1.27,台位试验工况下,最大等效应力分布在燃进壳冷却水流道,最大值约为230MPa。燃进壳理论计算应变与实际测试应变最大误差为4.11%,理论计算结果与实际测试结果吻合较好,燃进壳应力计算完全满足工程仿真精度要求,研究结成果为后续燃进壳寿命提升奠定理论计算基础。     

柴油机涡轮增压器使用注意事项

（1）启动时保证充分润滑 柴油机启动后,应在怠速工况下运转3～5min,以确保涡轮增压器浮动轴承内充满润滑油,待润滑油压力、温度正常后再加大负荷。在低温条件下启动后更不要猛轰油门。     

浮环轴向长度对高速轻载涡轮增压器转子系统振动特性影响研究

浮环轴承内外轴向长度结构参数会影响油膜压力分布与偏心率,产生显著分频振动而引发高速轻载涡轮增压器转子非线性振动故障。基于流体润滑理论和浮环力矩平衡方程,推导了含浮环轴承的涡轮增压器转子系统动力学方程,揭示浮环轴承轴向长度与转子系统振动响应之间的关系。以某型汽油机用涡轮增压器转子系统为例,分析浮环内、外轴向长度对轴承油膜压力、偏心率等动力特性的影响,构建转子系统动力学有限元模型,通过三维振动瀑布图研究不同浮环轴向长度下转子系统频域瞬态振动响应,结果表明：浮环内轴向长度从2.6增加到4.6 mm,导致浮环转速升高,最大内油膜压力减小,轴颈偏心率降低,分频幅值增加且出现分频的轴颈转速由142 kr/min降至76 kr/min,更易产生明显的非线性涡动现象;浮环外轴向长度从3.6增加到6.15 mm,使浮环转速降低,最大外油膜压力变小,浮环偏心率及轴颈相对浮环的偏心率减小,低转速下分频幅值减少且出现分频的轴颈转速由10 kr/min升至22 kr/min,可抑制转子系统过早发生非线性涡动,为浮环轴承结构参数设计与试验提供理论支撑。     

设备状态监测实践二则

一、温度的监测与诊断 利用同一轴承的温度差、故障点的摩擦热来判断轴承的异常状态或故障部位,理论上是可行的,经过多次试验证明可以达到预期效果。 我们曾利用红外测温仪,监测诊断了一起球磨机修后轴承异常的初期故障。在试运转4小时后测得,进料端侧轴承温差36℃,分段寻找靠止推部位发现突出高温点74℃(但是,瓦座上的固定温度计示值只有45℃,没能反映出故障点)。根据红外测温仪测出的温度分布状况,判其为轴劲与止推环接触不良,整个监测诊断过程只用了10分钟。停机处理后,运行症状消失,恢复正常。经过30小时的试运转,轴     

1.5级涡轮动叶的非轴对称端壁造型数值研究

为探究端壁造型对涡轮动叶气动性能及流场特性的影响,分析非轴对称端壁造型对涡轮转子叶片的压差作用,开展基于非轴对称端壁造型的理论研究,提出一种涡轮动叶轮毂上凸、下凹的造型方案,研究非轴对称端壁造型对涡轮流场二次流损失的影响。数值模拟分析表明：非轴对称端壁造型对减小横向压差具有重要作用,在动叶轮毂鞍点处进行非轴对称端壁造型,比在通道内造型效果更好;涡轮动叶下端壁不同区间造型可有效降低涡轮动叶通道内的二次流流动损失,使用非轴对称端壁造型方法可有效地减小动叶出口总压损失系数0.132 2%。     

空气静压轴承气旋机理及其影响因素分析

为了降低空气静压轴承节流孔内气旋导致的轴承微振动,提高轴承稳定性和超精密加工精度,这里根据冲击射流的气流流动结构特征划分了气流流场区域,利用大涡模拟对不同区域的气流瞬时流动情况进行了仿真,研究了气旋的产生和发展规律,并从冲量原理、压力变化等方面分析了气旋导致微振动的机理.进一步从稳态和瞬态两方面研究了不同供气压力和压力腔形状对气旋强度的影响.研究表明,微振动的产生是由于阻滞区域、压力腔径向流动区的气旋以及在壁面射流区处压力腔出口形成的湍动能和压力波动.随着供气压力的增加,气旋强度增加,不同形状的压力腔对气旋强度影响较大,据此可选择较优的压力腔形状.研究成果为空气静压轴承的设计提供理论依据.     

某海洋平台废气涡轮增压中冷柴油机提高性能探究

废气涡轮增压中冷柴油机广泛应用于海上油气开发,在柴油机运行过程中,增压后空气温度下降可以提高进气空气密度,进而提高柴油机功率以及效率。通过现场运行分析发现,随着柴油机功率提高和空冷器换热效率下降,增压空气温度上升,而柴油机低温水出口温度设定为50℃不变,导致了柴油机性能降低。本研究通过理论分析、实验等方式对该柴油机进气温度可变性进行分析研究,寻求最佳进气温度以提高主机燃油效率、降低排气温度及污染物排放。