Resumen de Modelo lineal para la identificación de velocidades críticas en un turbocompresor de MCIA

Miguel López Hidalgo, José Ramón Serrano Cruz, Vicente Dolz Ruiz

• español

  os modelos lineales para identificar los puntos críticos de funcionamiento de ejes dependen en gran medida de los coeficientes lineales que representan la película de lubricación en la que el eje se apoya y las fuerzas de excitación del eje. Sin embargo, la magnitud de los coeficientes de la película de lubricación determinados en los estudios de dinámica rotacional para turbocompresores (TC) de motores de combustión interna alternativos (MCIA) todavía presentan una gran incertidumbre, es por esto por lo que se han estimado los coeficientes lineales que representan la película de lubricación hidrodinámica en un turbocompresor de automoción con cojinete semiflotante mediante diferentes metodologías. Estas metodologías están basadas en la resolución de la película de lubricación con la ecuación de Reynolds mediante diferentes aproximaciones. Estas aproximaciones son la de cojinete corto y la de cojinete de largo infinito. Para generar las fuerzas de excitación sobre las ruedas del compresor y de la turbina se han hecho ensayos con distintas magnitudes con una frecuencia síncrona. Al final, los parámetros de entrada del modelo (coeficientes lineales de la película de lubricación y fuerzas síncronas) son ajustados con medidas experimentales de la órbita descrita por la punta del eje en el lado del compresor y se han identificado los principales puntos críticos de funcionamiento relacionados con la frecuencia síncrona del eje mediante un diagrama de Campbell. Los resultados obtenidos son validados con medidas experimentales.

• English

  Linear models to identify critical points of operation depend largely on linear coefficients representing film lubrication, in which the shaft is supported, and the exciting forces of the shaft. However, the magnitudes of the coefficients of the oil film determined in rotational dynamics studies of small turbochargers (TC) still have great uncertainty. In present paper the linear coefficients of the film hydrodynamic lubrication in automotive turbocharger with semi-floating bearings have been estimated using different methodologies. These methodologies are based on the resolution of the film lubrication Reynolds equation using different approaches. These approaches are short bearing and long infinite bearing. Different tests have been made with various magnitudes with a synchronous frequency to generate excitation forces on the compressor and turbine wheels. At the end, the input parameters of the model (linear coefficients of the lubrication film and synchronous forces) are fitted in order to predict the measured orbit described by the shaft tip on the compressor side. The main critical operation points have been identified by a Campbell diagram. These points are related with the synchronous frequencies of the shaft. The obtained results have been compared with experimental measurements.