Analýza dynamických vlastností rotorů turbodmychadel

Abstract

Tato práce je motivována problémy dynamiky lehkých rychloběžných rotorů, jako jsou např. rotory turbodmychadel pro automobilové motory. Specifickým prvkem těchto rotorů je uložení pomocí kluzných ložisek s plovoucími volnými kroužky a tedy se dvěma olejovými filmy v jednom ložisku. V práci je podrobně popsáno odvození matematického modelu poddajného rotoru s tuhými kotouči a s kluznými ložisky a jsou shrnuty hlavní typy analýz z oblasti rotordynamiky. Na základě odvozené teorie byl v MATLABu zpracován programový prostředek FEMROT pro řešení úloh rotordynamiky, jehož vybrané výsledky jsou dále srovnávány s výsledky komerčního programového prostředku AVL EXCITE. Důležitou částí práce je popis sestavení výpočtového modelu rotoru reálného turbodymychadla a naladění parametrů sestaveného modelu s ohledem na experimentálně zjištěné vlastní frekvence rotoru. Vzhledem k~malé váze rotoru, která ztěžuje využití standardní experimentální modální analýzy, byla navržena a zrealizována metoda měření vlastních frekvencí založená na akustické odezvě rotoru na vhodné buzení. Závěr práce je věnován vlastnímu srovnání výsledků dynamické analýzy reálného turbodymychadla provedené pomocí programů FEMROT a AVL EXCITE. Výsledky jsou zhodnoceny s ohledem na charakter jednotlivých přístupů k modelování a analýze rotoru implementovaných v obou programech.