Review of Research Status and Development of Foil Air Bearings

箔片气体动压轴承具有转速高、摩擦功耗低、无油润滑以及良好的减振性能等优势，已在飞机换气系统和曝气鼓风机等领域广泛应用。近年来随着全球“碳达峰碳中和”战略的提出和实施，氢燃料电池汽车等成为产业热点，箔片气体动压轴承在燃料电池空压机领域的应用呈现“井喷”态势，但箔片轴承在适应燃料电池汽车复杂工况所必须具备的长寿命、高抗振性及高可靠性等方面，还远远没有得到充分验证，目前仍处于路况验证和技术迭代阶段。因此有必要在新工况和新性能需求大背景下，对箔片气体动压轴承的现有研究成果进行系统梳理和深入分析。介绍了箔片气体动压轴承的结构及在燃料电池空压机中的应用；评述了箔片气体动压轴承的高速特性、比承载能力、动力学稳定性以及启停寿命等关键性能指标及当前发展水平；分别从箔片气体动压轴承理论建模、气固耦合特性仿真算法、气膜热特性及温升控制、轴承转子系统动力学稳定性、箔片轴承抗振性及疲劳寿命、箔片表面涂层技术及启停寿命、箔片轴承动态性能测试与试验技术等方面，对箔片轴承关键技术进行了系统分析和综述；最后结合燃料电池汽车工况对高速离心式空压机的性能需求，对箔片气体轴承关键技术的发展趋势进行了预测和展望。