볼 베어링과 스퀴즈 필름 댐퍼로 지지되는 차량용 터보차저의 회전체동역학 해석: 베어링 설계 인자와 회전축 불균형 질량의 영향

Abstract

차량용 터보차저의 볼 베어링은 스퀴즈 필름 댐퍼와 직렬로 결합되어 회전축을 지지한다. 진동 감쇠에 뛰어난 효과를 보이는 스퀴즈 필름 댐퍼는 유체의 점성을 이용한다. 윤활유의 온도와 회전축의 속도는 스퀴즈 필름 댐퍼의 동적 특성에 큰 영향을 주는 설계 변수이다. 따라서, 상온부터 고온, 저속에서 고속의 넓은 영역에서 작동하는 차량용 터보차저에 대해서 스퀴즈 필름 댐퍼를 적용한 베어링 시스템의 최적 설계는 쉽지 않다. 한편, 불균형 질량에 의한 저널의 변위는 스퀴즈 필름 댐퍼의 감쇠 성능에도 영향을 미친다. 결국 볼 베어링으로 지지되는 회전체 시스템의 설계에 있어서, 윤활유와 스퀴즈 필름 댐퍼 자체의 형상 뿐만 아니라 회전축의 불균형 질량 또한 고려 해야만 한다. 본 연구에서는 스퀴즈 필름 댐퍼의 설계 변수 및 불균형 질량의 크기와 위상의 영향에 대해 연구하였다. 각 변수들의 영향력을 알아낸다면, 신뢰성 높고 안정적인 회전축 베어링 시스템의 설계에 도움이 될 것이다.