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[국내논문] 공기 포일 베어링으로 지지되는 무급유 터보 과급기 회전체 설계에 대한 연구
A Study on the Oil-free Turbocharger Supported by Air Foil Bearing 원문보기

유체기계저널 = Journal of fluid machinery, v.6 no.1 = no.18, 2003년, pp.51 - 56  

이용복 (한국과학기술연구원 트라이볼로지 연구센터) ,  김태호 (한국과학기술연구원 트라이볼로지 연구센터) ,  김창호 (한국과학기술연구원 트라이볼로지 연구센터) ,  사종성 (서일대학 자동차과) ,  이남수 (한양대학교 기계설계공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The feasibility study on the oil-free turbocharger supported by air foil bearings is investigated. Using the perturbation method, dynamic characteristics of air foil bearings are calculated based on the static equilibrium position of a turbocharger rotor is predicted. With collaboration of calculate...

주제어

#Air foil bearing   #oil-free turbocharger   #rotordynamics  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 연구가 집중되어 있다. Dellacorte'D는 &) 0°C에서사용될 수 있는 베어링 재료의 마찰 및 내마모성에 대해서 연구하였다. Benoy⑵는 观。C에서 사용되는 공기 포일 베어링에 적용될 수 있는 고체 윤활 코팅에 대한 실험을 수행하였다.
  • 또한 공기 포일 베어링의 컴플라이언스와 틈새가 시스템의 성능에 어떠한 영향을 끼치는 지를 연구하였으며, 이를 토대로 터보 과급기에 적용이 가능한 베어링을 제시하였다.
  • 1과 같은 터보 과급기에 대한 회전체 및 베어링에 대한 설계 방법을 제시하고자 한다. 또한 섭동법을 통하여 구한 공기 포일 베어링의 강성은 물론, 감쇠 계수를 고려하여, 터보 과급기 로터 -베어링 계에 대한 정적 평형 위치, 위험 속도, 안정성, 불균형 응답, 및 로터 응력에 대해서 고려하고자 한다.
  • 본 논문에서는 Fig. 1과 같은 터보 과급기에 대한 회전체 및 베어링에 대한 설계 방법을 제시하고자 한다. 또한 섭동법을 통하여 구한 공기 포일 베어링의 강성은 물론, 감쇠 계수를 고려하여, 터보 과급기 로터 -베어링 계에 대한 정적 평형 위치, 위험 속도, 안정성, 불균형 응답, 및 로터 응력에 대해서 고려하고자 한다.
  • 본 논문에서는 공기 포일 베어링의 강성과 감쇠를 섭동법으로 구한 후, 이를 기반으로 터보 과급기 시스템의 공진, 진동 크기, 및 안정성에 대한 설계를 검토하였다. 또한 공기 포일 베어링의 컴플라이언스와 틈새가 시스템의 성능에 어떠한 영향을 끼치는 지를 연구하였으며, 이를 토대로 터보 과급기에 적용이 가능한 베어링을 제시하였다.
  • 본 논문에서는 회전체-베어링 시스템에 대한 해석을 기반으로 한 설계를 검토하였으나, 실제로 터보 과급기에 공기 포일 베어링이 적용되기 위해서는 고온에서의 재료와 코팅 기술, 및 이와 관련한 내구성도 중요하며, 이에 대한 연구를 현재 수행 중에 있다.

가설 설정

  • 4에 나타내었다. 먼저 초기 편심률과 자세 각을 가정한 후 압력 분포를 구하였다. 구한 압력분포를 이용하여 유막력과 작용각을 구한 후 이를 Newton-Raphson 방법을 이용하여 정적 평형 위치 즉편심률과 자세각을 구하였다.
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참고문헌 (12)

  1. Dellacorte, C., 1998, "Friction and Wear Characteristics of Candidate Foil Bearing Materials From 25 C to 800 C," NASA TM-107082. 

  2. Dellacorte, C., Fellenstein, J., A., Benoy, P., A., 1998, "Evaluation of Advanced Solid Lubricant Coatings for Foil Air Bearings Operating at 25 and 500 C," NASA TM-1998-206619. 

  3. Dellacorte, C., 2000, "The Evaluation of a Modified Chrome Oxide Based High Temperature Solid Lubricant Coating for Foil Gas Bearings," Tribology Transactions, Vol. 43, No. 43, pp. 257-262. 

    상세보기 crossref

  4. Fellenstein, J., A., 1995, "A New Tribological Test for Candidate Brush Seal Materials Evaluation," NASA TM-106753. 

  5. Howard, S., A., 1999, "Rotordynamics and Design Methods of an Oil-Free Turbocharger," NASA CR-1999-208689. 

  6. Heshmat, H., Walowit, J. A., Pinkus, A., 1983, "Analysis of Gas-Lubricated Foil Journal Bearings," Journal of Lubrication Technology, Vol. 105, pp. 647-655. 

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