Merjenje uravnoteženosti avtomobilskega turbokompresorja

KOMAC, TOMAŽ (avtor), Murovec, Boštjan (mentor)

Diplomsko delo opisuje izdelavo in preizkus delovanja naprave za merjenje neuravnoteženosti avtomobilskih turbokompresorjev. Naprava temelji na merjenju nihanja sile, ki obremenjuje ležaje pri vrtenju rotorja. Sila je sorazmerna z radialnim pospeškom ekscentričnega masnega središča rotorja. To nastane zaradi nehomogenosti materiala in toleranc pri mehanski obdelavi turbine. Merjenje radialnega pospeška je izvedeno s piezoelektričnim merilnikom. Izhodiščna točka za merjenje faznega zamika radialnega pospeška je določena z belo obarvano lopatico turbinskega kolesa. Cilj diplomske naloge je ugotoviti ali je mogoče s cenovno dostopnimi komponentami izdelati merilno napravo z dovolj visoko občutljivostjo za merjenje radialnega pospeška. Merilne naprave za merjenje dinamičnega neravnotežja, ki so na tržišču, dosegajo zelo visoko ceno. Ta pa je za malo mehanično delavnico oziroma domačega mojstra dostikrat nedostopna oziroma ekonomsko neupravičena. Kot merilnik radialnega pospeška je uporabljen enostaven diskast piezoelektrični pretvornik zvoka, katerega nihanje napetosti merimo z digitalnim osciloskopom. Optični čitalec, ki zaznava belo lopatico turbine, pa sproži meritev napetosti. Diplomska naloga je razdeljena v tri glavne dele. Prvi del predstavlja fizikalne in matematične osnove, ki opisujejo nihanja telesa povezana z vibracijami. Drugi del je namenjen izvedbi merilne naprave. Tretji del pa je preizkus njenega delovanja z merjenjem neuravnoteženosti turbinskega kolesa srednje velikega turbokompresorja. Na podlagi meritev sklepamo o točnosti rezultatov in možni nadgradnji in izboljšavi naprave.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: turbokompresor, nihanje, vibracija, vrtilna frekvenca, piezoelektrični merilnik, pospešek, masa neravnotežja
• Vrsta gradiva: Diplomsko delo
• Organizacija: FE - Fakulteta za elektrotehniko
• Leto izida: 2016
• PID: 20.500.12556/RUL-84699
• Datum objave v RUL: 31.08.2016

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: Measurement of car turbocharger's imbalance

Izvleček

The thesis describes the development and testing of a device for measuring car turbocharger’s unbalance. The device is based on measuring the oscillation of the force acting on rotor’s bearings. The force is proportional to the radial acceleration of the eccentric center of gravity of the rotor. This occurs mostly due to the non-homogenous material the turbine is made of. The radial acceleration is measured by a piezoelectric accelerometer. The starting point for measuring the phase shift of the radial acceleration is determined by a white colored blade of the turbine wheel. The goal of this thesis is to determine whether it is possible to create a measuring device with sufficient sensitivity of measurements, with affordable components. Machines for measuring dynamic unbalance on the market are very high priced. For a small workshop or home master the expense is economically unjustified. Used accelerometer is made of a piezoelectric beeper, which output voltage is measured with a digital oscilloscope. An optical sensor detects the white colored turbine blade. The sensor’s signal is then fed into the oscilloscope’s external trigger input. The thesis is divided into three main parts. The first part presents physical and mathematical background, describing the relationship between oscillations and vibrations. The second part is dedicated to the implementation of the measuring device. The third part tests its operation by measuring the unbalance of the turbine wheel of a medium-sized turbocharger. Based on measurements we conclude about the accuracy of the results and possible upgrades and improvements of the measuring device.

• Ključne besede: turbocharger, oscillation, vibration, rotational frequency, piezoelectric accelerometer, acceleration, mass unbalance