Studiennotizen der Turboladerindustrie
Gemessene Rotorschwingungen eines Kfz-Turboladerrotors wurden vorgestellt und die auftretenden dynamischen Effekte erläutert. Die wichtigsten angeregten Eigenmoden des Rotor/Lager-Systems sind der gyroskopische konische Vorwärtsmode und der gyroskopische translatorische Vorwärtsmode, beides nahezu starre Körpermoden mit leichter Biegung. Die Messungen zeigen, dass das System vier Hauptfrequenzen aufweist. Die erste Hauptfrequenz ist die Synchronschwingung (Synchronous) aufgrund der Rotorunwucht. Die zweite dominierende Frequenz wird durch den Ölwirbel/Peitschen der inneren Flüssigkeitsfilme erzeugt, der den gyroskopischen konischen Vorwärtsmodus anregt. Die dritte Hauptfrequenz wird ebenfalls durch den Ölwirbel/Peitschen der inneren Filme verursacht, der nun den gyroskopischen translatorischen Vorwärtsmodus anregt. Die vierte Hauptfrequenz wird durch den Ölwirbel/Peitschen der äußeren Flüssigkeitsfilme erzeugt, der den gyroskopischen konischen Vorwärtsmodus anregt. Superharmonische, Subharmonische und Kombinationsfrequenzen – erzeugt durch die vier Hauptfrequenzen – erzeugen die anderen Frequenzen, die in den Frequenzspektren zu sehen sind. Es wurde der Einfluss unterschiedlicher Betriebsbedingungen auf die Rotorschwingungen untersucht.
In einem weiten Drehzahlbereich wird die Dynamik von Turboladerrotoren in vollschwimmenden Ringlagern durch Ölwirbel-/Peitschenphänomene dominiert, die im inneren und äußeren Flüssigkeitsfilm der schwimmenden Ringlager auftreten. Ölwirbel-/Peitschenphänomene sind selbsterregte Schwingungen, die durch die Flüssigkeitsströmung im Lagerspalt induziert werden.
Referenz
L. San Andres, JC Rivadeneira, K. Gjika, C. Groves, G. LaRue, Ein virtuelles Tool zur Vorhersage der nichtlinearen dynamischen Reaktion von Turboladern: Validierung anhand von Testdaten, Proceedings of ASME Turbo Expo 2006, Power for Land, Sea and Air , 08.–11. Mai, Barcelona, Spanien, 2006.
L. San Andres, J. Kerth, Thermische Auswirkungen auf die Leistung von Schwimmringlagern für Turbolader, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Teil J: Journal of Engineering Tribology 218 (2004) 437–450.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 25. April 2022