机械工程学报

作者：宾光富, 钟新利, 张阳演, 杨峰, 陈安华

单位：1. 湖南科技大学机械设备健康维护省重点实验室 湘潭 411201;2. 宁波丰沃增压科技股份有限公司 宁波 315336

关键词：瞬变振动主动控制,压电驱动,外油膜间隙,振动响应特性,涡轮增压器转子；

基金：国家自然科学基金(52075165,52175091)、湖南省科技创新领军人才(2020RC4039)、中国航发自主创新专项基金(KY-1003-2021-0019)和湖南省重点研发计划(2022GK2023)资助项目。

针对涡轮增压器转子系统运行过程中频繁启停机、工作转速区间跨度大、转速变化快等条件下振动难以控制的问题，基于人工自愈工程理念，研究全转速范围油膜间隙与转子系统振动响应特性，提出采用压电陶瓷调节浮环轴承外油膜间隙改变系统阻尼从而实现转子系统振动快速、准确的控制。以某型汽油机涡轮增压器转子系统为例，分析推导出轴承油膜阻尼系数与其间隙的三次方成反比特性。构建不同外油膜间隙下浮环轴承转子系统动力学有限元模型，进行时域和频域非线性瞬态响应分析，得到全转速下的通频振幅和振动瀑布图，找出低中高三个转速段下转子系统最小振动幅值所对应的最佳油膜间隙，从而构建出油膜间隙与振动响应的映射矩阵。设计基于压电驱动下轴承座的外油膜间隙调节装置，采用分转速段振动主动控制策略，搭建相应的振动控制模拟试验装置，验证该控制系统的轴承间隙调节时间小于10 ms，最大位移误差小于0.5 mm，可满足实时振动控制的要求。该方法可为高速转子机械振动控制提供新的思路。

来源：2023年第18期

《机械工程学报》期刊编辑部

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