(湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室，湖南 长沙，410082)

涡轮增压器水冷轴承体是增压器结构中的重要环节，其各部分的温度分布不均匀且存在较大温差，承受着很大的热应力[1−2]。它的冷却性能直接影响着涡轮增压器的可靠性，在很大程度上决定了涡轮增压器的寿命[3−4]。在涡轮增压器的使用中，最早采用滚动轴承，随后发展至滑动轴承和全浮动轴承[5−6]。浮环轴承是一种被浮环隔开的双膜润滑全浮动轴承，具有尺寸小、结构简单、磨损小、效率高等优点。由于浮环以一定转速旋转，相应地减小了与轴颈和轴承座孔之间的相对速度，从而可减小剪切引起的功率损失[7−8]。浮环轴承的特点是它的功耗低，对于很好的浮环轴承，可在相同的承载能力下，比普通轴承的功耗降低 20%～30%[9−10]。浮环轴承在复合载荷作用下容易产生裂纹，进而断裂，使涡轮增压器发生故障造成事故。为此，本文作者采用多物理场的耦合分析法对涡轮增压器的浮环轴承进行研究，以便为涡轮增压器的优化设计提供理论分析依据。

1 涡轮增压器耦合分析基本原理

涡轮增压器水冷轴承体传热的数学模型包括冷却水和机油的流动与传热模型、轴承体固体导热模型和冷却介质与轴承体复杂结合面的耦合传热模型。

1.1 涡轮增压器水冷轴承体三维瞬态热传导模型

对于三维直角坐标问题，描述涡轮增压器水冷轴承体瞬态热传导的微分方程为[11]

式中：ρ为密度；c为比热容；……