บันทึกการศึกษาเกี่ยวกับเทอร์โบชาร์จเจอร์

ระบบแบริ่งโรเตอร์จำลองทำงานในขณะที่วางอยู่ในทิศทางต่างๆ การทดสอบครั้งต่อไปเสร็จสิ้นเพื่อแสดงให้เห็นถึงความสามารถของตลับลูกปืนฟอยล์แรงขับขนาดเล็กเช่นกัน มีการสังเกตความสัมพันธ์ที่ดีระหว่างการวัดและการวิเคราะห์ นอกจากนี้ยังวัดเวลาเร่งความเร็วของโรเตอร์ที่สั้นมากจากหยุดนิ่งไปจนถึงความเร็วสูงสุดอีกด้วย มีการใช้เครื่องจำลองการทดสอบแบบขนานเพื่อสะสมรอบการสตาร์ท-สต็อปมากกว่า 1,000 รอบ เพื่อแสดงอายุการใช้งานของตลับลูกปืนและการเคลือบ จากการทดสอบที่ประสบความสำเร็จนี้ คาดว่าจะบรรลุเป้าหมายในการพัฒนาเทอร์โบชาร์จเจอร์ไร้น้ำมันและเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทขนาดเล็กที่ทำงานด้วยความเร็วสูงและมีอายุการใช้งานยาวนาน

ข้อกำหนดสำหรับตลับลูกปืนประสิทธิภาพสูงและมีอายุการใช้งานยาวนานสำหรับเครื่องจักรประเภทใหม่นี้เข้มงวดมาก แบริ่งลูกกลิ้งแบบทั่วไปถูกท้าทายอย่างรุนแรงด้วยความเร็วและความสามารถในการรับน้ำหนักที่ต้องการ นอกจากนี้ เว้นเสียแต่ว่าของเหลวในกระบวนการสามารถใช้เป็นสารหล่อลื่นได้ ระบบหล่อลื่นภายนอกก็แทบจะเป็นไปได้อย่างแน่นอน

การเลิกใช้ตลับลูกปืนที่หล่อลื่นด้วยน้ำมันและระบบจ่ายที่เกี่ยวข้องจะทำให้ระบบโรเตอร์ง่ายขึ้น ลดน้ำหนักของระบบ และเพิ่มประสิทธิภาพ แต่จะเพิ่มอุณหภูมิภายในช่องแบริ่ง ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะต้องให้ตลับลูกปืนสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิใกล้ถึง 650°C และที่ความเร็วสูงและ โหลด นอกจากการทนต่ออุณหภูมิและความเร็วสุดขั้วแล้ว ตลับลูกปืนไร้น้ำมันยังต้องรองรับสภาวะการกระแทกและการสั่นสะเทือนที่พบในการใช้งานแบบเคลื่อนที่อีกด้วย

ความเป็นไปได้ในการใช้ตลับลูกปืนฟอยล์ที่สอดคล้องกับเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทขนาดเล็กนั้นได้แสดงให้เห็นภายใต้สภาวะอุณหภูมิ การกระแทก โหลด และความเร็วที่หลากหลาย การทดสอบที่ 150,000 รอบต่อนาที ที่อุณหภูมิแบริ่งสูงกว่า 260°C ภายใต้การรับแรงกระแทกที่ 90 กรัม และการวางแนวของโรเตอร์ รวมถึงระยะพิทช์และการหมุน 90 องศา ทั้งหมดนี้เสร็จสมบูรณ์ด้วยความสำเร็จ ภายใต้ทุกสภาวะที่ทดสอบ โรเตอร์ที่รองรับแบริ่งฟอยล์ยังคงมีเสถียรภาพ การสั่นสะเทือนต่ำ และอุณหภูมิของแบริ่งมีเสถียรภาพ โดยรวมแล้ว โปรแกรมนี้ได้ให้พื้นฐานที่จำเป็นในการพัฒนาเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทไร้น้ำมันหรือเครื่องยนต์เทอร์โบแฟนประสิทธิภาพสูง

อ้างอิง

Isomura, K., Murayama, M., Yamaguchi, H., Ijichi, N., Asakura, H., Saji, N., Shiga, O., Takahashi, K., Tanaka, S., Genda, T., และ Esashi, M., 2002, “การพัฒนาไมโครเทอร์โบชาร์จเจอร์และไมโครคอมบัสเตอร์สำหรับสาม-
กังหันก๊าซมิติที่ระดับไมโคร” กระดาษ ASME เลขที่ GT-2002-3058