Investigation of the thermal effect in dynamic behavior of hydrodynamic bearings

Os mancais lubrificados hidrodinamicamente estão presentes em muitas aplicações modernas, especialmente em maquinas rotativas que necessitam de operações mais precisas. Nestes casos, a lubrificação é essencial para a máquina, pois, diminui o atrito entre as peças internas e previne o contato metal-metal, além de agir como elemento de vinculo dinâmico para as pistas do mancal. Devido ao cisalhamento do lubrificante durante a operação, tem-se o aquecimento do fluido e com isso uma modificação nas condições de lubrificação, já que a viscosidade, parâmetro que caracteriza as particularidades do escoamento, diminui com o aumento da temperatura. A diminuição da viscosidade causa diminuição do atrito viscoso, o que acarreta em diminuição da capacidade de carga, gerando efeitos negativos nos coeficientes equivalentes e sendo possível, em alguns casos, a observação de contato direto entre as partes metálicas. Sendo assim, o estudo do atrito e das condições de lubrificação durante a operação de máquinas é de extrema importância em problemas como manutenção, durabilidade e confiabilidade de máquinas. Utilizando o método das diferenças finitas, é possível resolver simultaneamente as equações de Reynolds e da energia, que são responsáveis pelas distribuições de pressão e temperatura, respectivamente. Com isso, é possível analisar as diferenças de pressão, disposição do eixo no interior do mancal e coeficientes equivalentes de rigidez e amortecimento, de um modelo em que se usa viscosidade variante com a temperatura (termohidrodinâmico) e de um modelo que não apresenta esse fenômeno (isotérmico). Finalmente, utilizando um software de dinâmica de rotores, foi obtida a resposta dinâmica de um sistema mancal-rotor para turbocompressoresThe hydrodynamic lubricated bearings are present in modern applications, especially in rotational machines that need precisely operations. In those cases, the lubrication is essential for the machine, because it reduces the wear between the internal parts and prevents the metallic contact, and also, acts like an element of dynamic link for the bearing. Due to the lubricant shear, the fluid heats up and modifications on the lubrication conditions occurs, since the viscosity, parameter that characterize the flow, decreases with the increase of the temperature. The decrease of visco ity causes a decrease in the viscous friction, which entails in a decrease of the load sustaining capacity, negative effects in the equivalent coefficients and possible observation of metallic contact. So, the study of friction and lubrication conditions during the machine operation is extremely important on maintenance, durability and reliability of machines. Using the finite difference method it is possible to solve, simultaneously, the Reynolds and the energy equations that are responsible for the pressure and temperature distribution, respectively. Therewith, it is possible to analyze the differences in pressure, shaft position in the bearing and equivalent stiffness and damping coefficients, for a model that uses changes in viscosity with the temperature (thermohydrodynamic) and for a model that does not take it in account (isothermal). Finally, using a rotordynamic software (ROTORTEST), the dynamic response of a turbocharger bearing-rotor system was obtained and analyze