涡轮增压器转速高质量轻,属于典型高速轻载型转子,一般采用浮环轴承支撑,而浮环轴承运行参数与结构参数跟涡轮增压器转子系统振动特性密切相关。本文以某型汽油机用涡轮增压器转子为例,构建涡轮增压器转子-浮环轴承系统有限元模型,通过线性分析、非线性分析及实验测试,分析运行参数与结构参数对浮环轴承润滑特性和动力学特性影响,研究各类参数对转子系统振动响应的影响,主要内容如下:(1)介绍了高速轻载涡轮增压器结构特点与建模原则,推导浮环轴承动压油膜方程与转子系统振动微分方程,构建涡轮增压器转子-浮环轴承系统动力学有限元模型,分析转子系统的振型、临界转速、线性与非线性振动响应特性,发现转子系统在低速阶段呈线性特征,高速阶段呈非线性特性。(2)考虑运行参数对涡轮增压器振动响应的影响,分析环速比、入口油温及供油流量对浮环轴承润滑特性的影响,通过Newmark积分法对转子系统进行非线性瞬态响应分析,得到各类运行参数影响下转子系统瀑布图与Colormap频谱图,探究运行参数对转子系统非线性振动机理的影响,发现合理控制环速比、入口油温及供油流量,可有效降低涡轮增压器转子系统振动响应。(3)针对浮环轴承结构参数设计与制造问题,分析浮环内外轴向长度、考虑轴承制造公差的装配间隙对浮环轴承动力学特性影响,通过谐响应分析方法,得到各类结构参数影响下转子系统振动瀑布图,研究浮环轴向长度、装配间隙对转子系统振动特性的影响,发现减少浮环内轴向长度和增加内油膜间隙,可降低转子系统次同步振动幅值,提高转子系统稳定性。(4)对涡轮增压器转子实验台相关零件进行设计,并在实际工况下进行转子系统稳态与瞬态升速实验,得到转子系统临界转速与两种极限入口油温下转子系统振动响应,通过实验验证与误差分析,发现转子系统内外油膜涡动和振荡规律与仿真规律基本一致,表明所构建的有限元模型与采用的研究方法合理。