Konstrukce ovládání mechanismu rozváděcích lopatek turbíny elektrickým akčním členem integrovaným na ložiskové skříni

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá návrhem konstrukčního řešení uložení elektrického akčního členu pro ovládání variabilní geometrie turbodmychadla. Hlavním cílem bylo vytvořit ložiskovou skříň turbodmychadla s integrovanou konzolí pro uložení akčního členu tak, aby bylo dosaženo kompaktnějších rozměrů a zvýšena variabilita využití turbodmychadla díky možnosti nezávislé orientace turbínové a kompresorové skříně. Na základě poznatků zmíněných v teoretické části práce byla stanovena konstrukční kritéria pro návrh nového řešení, kterému je věnována praktická část. Ta je zaměřená na návrh, výpočty a validaci ložiskové skříně s integrovanou konzolí pro uložení akčního členu, která byla v práci podrobena modální a harmonické analýze. Výstupem práce je vlastní konstrukce ložiskové skříně, návrh kinematického řetězce a výsledkem jsou dvě varianty vlastní konstrukce lišící se použitým materiálem – jedna s vyšší odolností až do 400 Hz, druhá ekonomičtější, avšak s omezením provozu do 220 Hz. Obě varianty byly posouzeny z hlediska funkčnosti, bezpečnosti, vyrobitelnosti a sestavitelnosti.This diploma thesis focuses on the design of an electric actuator bracket, used to control the variable geometry of turbocharger. The main objective was to develop a turbocharger central housing with an integrated bracket for the actuator, aiming to achieve more compact dimensions and increase the versatility of the turbocharger by enabling independent orientation of the turbine and compressor housings. Based on findings, mentioned in theoretical part of this thesis, design criteria were established for the proposed solution, which is addressed in the practical part. This section focuses on the design, calculations, and validation of the central housing with an integrated bracket for the actuator, which was subjected to modal and harmonic analysis. The outcome of the thesis is a custom-designed central housing, a proposal for the kinematic chain, and two design variants differing in the material used – one offering higher durability up to 400 Hz, and the other being more cost-effective but limited to safe operation up to 220 Hz. Both variants were evaluated in terms of functionality, safety, manufacturability, and assemblability.