| Titel | Simulation and Measurement of Bearing Friction of an Automotive Turbocharger with Full-Floating Ring Bearings |
| Autor | Julius Perge, Mustafa Duyar, Björn Höpke, Jörg Lehmann, Mirko Plettenberg, Tolga Uhlmann |
| Infos zum Autor | Julius Perge Institute for Combustion Engines VKA, RWTH Aachen University Forckenbeckstr. 4, 52074 Aachen, Germany perge@vka.rwth-aachen.de Mustafa Duyar FEV TR Otomotiv ve Enerji Resitpasa Mahallesi, 34467 Sariyer/Istanbul, Turkey Björn Höpke, Jörg Lehmann, Dr. Mirko Plettenberg, Dr. Tolga Uhlmann FEV Europe GmbH Neuenhofstr. 181, 52078 Aachen, Germany |
| Inhalt | Zusammenfassung Eine Möglichkeit den Wirkungsgrad von neuen, aufgeladenen Verbrennungsmotoren zu steigern, ist die Optimierung des Abgasturboladers (ATL). Die Lagerreibung von Abgasturboladern wirkt sich vor allem auf den Bereich niedrigen Drehmoments (Low End Torque — LET) aus und ist daher für das transiente Ansprechverhalten sowie Teillast-Emissionen relevant. Mit fortgeschrittenen Mehrkörpersimulationen lässt sich das dynamische Verhalten von Abgasturboladern sehr früh im Entwicklungsprozess berechnen und bietet so die Möglichkeit, die Reibungsverluste zu optimieren, die Kosten für Prototypen und Tests zu reduzieren und verkürzte Entwicklungszeiten zu erreichen. In der vorliegenden Arbeit wird eine detaillierte Simulation der Rotordynamik, mit Schwerpunkt auf die Reibungsverluste im Lagersystem, eines PKW-ATLs vorgestellt. Verschiedene elastische Mehrkörpersimulationen (EMBS) mit gekoppelten thermo-elasto-hydrodynamischen (TEHD) Lagerberechnungen, für einen ATL mit Full-Floating Ring Lagerung, wurden durchgeführt mit dem Ziel, Rotordynamik, Lagertragfähigkeiten und Reibungs-verluste in einer ganzheitlichen Simulationsumgebung zu untersuchen. Um die Tribologie des ATLs noch detaillierter zu untersuchen, können unterschiedliche Oberflächenrauhigkeitsmodelle verwendet werden. Messdaten für unterschiedliche Ölversorgungsbedingungen wurden mit Hilfe einem speziell für ATL entwickelten Reibleistungsprüfstand ermittelt. Abstract One of the possibilities to improve the efficiency of a new internal combustion engine is to optimize the turbocharging systems. Turbocharger (TC) bearing friction mostly affects the low end torque (LET) operation of the TC and therefore is relevant for transient response and part load emissions. With advanced multi-body simulation tools, the dynamic behavior of TCs can be calculated very early in the development process and give the capability to further optimize TC friction which reduces the cost for prototyping and testing and leads to shortened development times. In this paper detailed rotordynamic simulation with emphasis on friction losses occurring in the bearing system of automotive TCs are presented. Various elastic-multibody simulations (EMBS) with thermo-elasto-hydrodynamic (TEHD) bearing calculations for a TC with full-floating ring bearings are carried out with the aim to investigate rotor dynamics, load bearing capacities and friction losses in an integrated simulation environment. To get a detailed look on the tribology of the TC, different surface roughness models can be used. Measurement data is obtained for different oil supply conditions using a unique test bench customized for TC bearing friction analysis for the validation of the simulation method. |
| Datum | 2017 |
