采用空气轴承作为支承元件之后,增压器功率损失明显降低,更重要的是由于无须润滑,油泄漏而造成的增压器频繁故障的问题也消除了,同时整个转子系统的结构也更加简单,空气动压润滑“无油涡轮增压器”为涡轮增压器技术的发展提供了一个全新的思路。为此,本文在原型增压器上应用了空气箔片轴承,对其转子进行了重新设计,并进行了一定的理论和实验研究,以期探索并建立基于空气箔片轴承的无油透平机械的设计和性能测试方法。选择合适的空气箔片轴承之后,对整个转子系统进行了转子动力学性能分析与计算,并搭建了无油涡轮增压器试验台。初步的升降速实验结果表明:增压器样机可以在68000 rpm稳定运行。同时,实时测量了空气箔片推力轴承和空气箔片径向轴承的温度,在稳速期间,两者的温度只是小幅波动,说明了该转子-轴承系统的相对稳定性,同时也验证了无油涡轮增压器设计的可行性。针对不同结构的空气箔片径向轴承和空气箔片推力轴承支承的无油涡轮增压器进行了实验研究。比较了三种不同类型的空气箔片径向轴承对转子响应的影响,实验结果表明:相比于单顶箔空气箔片径向轴承,垫片式空气箔片径向轴承和反向双顶箔式空气箔片径向轴承能够有效地降低转子的次同步振动的幅值,同时次同步振动的出现转速也有显著提高。对不同结构空气箔片推力轴承对转子响应的理论及实验研究结果表明.:相比于六瓣型空气箔片推力轴承,本文设计的无油涡轮增压器上所采用的四瓣型空气箔片推力轴承具有更高的承载能力,在一定程度上能够抑制转子的振动并提高转子系统的稳定性。此外,不同焊点位置径向轴承对其支承转子响应的实验研究表明,焊点位置与重力方向呈90度时(焊点位置位于水平方向),转子的同步及次同步幅值均最小,同时较大幅值次同步振动对应的转速范围也最小。