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。湖南大学的熊万里教授团队在《机械工程学报》2022年21期发表了《箔片气体动压轴承研究进展综述》一文，详细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。

　　箔片气体动压轴承虽然已在燃料电池高速离心式空压机领域试验应用，但从满足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来看，下述内容是有待继续深入研究并取得突破的重要方向。

　　(1) 面向箔片气体动压轴承—转子系统启动、停车、加减速等全工作周期、全气膜间隙范围内的轴系运动轨迹和动态特性精准仿真技术。应考虑库仑摩擦效应、箔片结构实际接触状态、转子热膨胀效应、气体流场状态等因素，建立完善的多因素影响的箔片结构理论模型；建立准确反映箔片结构、加载方式及载荷大小与接触面之间耦合关系的力传递矩阵，以获得有效的气固耦合动态解。

　　(2) 面向燃料电池汽车高抗振性的新型箔片气体动压轴承结构及压缩机轴系转子系统设计。现有燃料电池汽车空压机抗振标准相比较于燃油汽车的振动标准偏低，有待于在实际应用中提升和完善。目前的工作还可以从进一步优化轴承材料、改变轴承结构参数、优化刚度阻尼特性、引入外部预载和柔性支承等方面来提高轴承转子系统的抗振能力和疲劳寿命。

　　(3) 面向燃料电池汽车长寿命、高可靠性的高速离心式空压机箔片气体动压轴承的等效加速寿命试验方法。目前的研究工作尚未明确高速离心式空压机箔片气体动压轴承在变工况和多种失效模式共存情况下，其等效加速寿命试验与特定工况下使用寿命之间的等效关系。

　　(4) 面向箔片气体动压轴承转子系统轴系涡动形态精准验证的轴承转子系统瞬态过程监测方法研究。现有的研究工作尚未实现对箔片气体动压轴承转子轴系整体运行姿态以及轴系过渡过程轨迹的完整准确检测。

　　(5) 面向高性能箔片气体动压轴承涂层、热处理及制造等工艺研究。在轴承结构方案正确及设计分析算法正确的前提下，工艺是箔片气体动压轴承性能和制造成本的决定性因素。须进一步提升表面涂层技术，满足低表面粗糙度、低摩擦系数、低磨损率、高致密度和耐高温特性，持续提高启停寿命和抗冲击磨损能力。

　　熊万里（通信作者），工学博士，教授，机械与运载工程学院博士生导师，国家高效磨削工程中心总工程师，中国机械工程学会极端制造分会理事，机械工业高档重型机床工程研究中心专家委员会委员，中国机械工程学会”青年科技成就奖“、教育部 新世纪优秀人才 、湖南省青年科技奖 、武汉市创新岗位特聘专家（兼/2014-2016）等荣誉称号获得者。

　　长期致力于超高速、超精密电主轴和高速直驱电机（氢燃料电池）中的科学问题、技术问题和产业化应用问题的研究工作，主持完成及在研国家重大科技专项、国家自然科学基金项目、国家“ 863 计划”项目 和 企业委托项目共 20 余项。主持研制成功“我国第一台永磁同步型电主轴”、电机内装式液体动静压轴承电主轴、315kW/17000rpm高速大功率电机、高铁轨道铣磨车主轴、超精密液体静压头架、液体静压修整器、12kW/120000rpm带涡轮能量回收燃料电池空压机等十余种国内首台套产品。申请及授权发明专利 60 余项和软件著作权 10 项。发表学术论文近 100 篇，其中被 SCI 和 EI 收录近 70 篇。出版合著 3 部。论文被国内外同行引用近 3000 篇次。专利成果大部分已产业化，专利产品在数百家用户单位广泛应用。

　　获得国家科技进步奖二等奖、中国机械工业科学技术奖一等奖、教育部科技进步奖二等奖和中国专利优秀奖等奖励 10 余项。已培养毕业博士硕士 70 余名，其中 20 多名担任了总工程师、研究院院长、技术总监、首席设计师或产品经理等重要职务，多名成为所在行业代表性人才，主持研发行业标杆产品并成功产业化。近年研究生就职单位主要有华为、美的、汇川、广汽、上汽和三一等龙头企业，毕业薪酬居年级前列。课题组拥有较系统深入的科研积累和国内一流的产学研合作平台及科研试验基地，面向行业高端需求和未来产业发展培养紧缺人才，鼓励学生科学研究和工程实践协调发展。

　　JME学院是由《机械工程学报》编辑部2018年创建，以关注、陪伴青年学者成长为宗旨，努力探索学术传播服务新模式。首任院长是中国机械工程学会监事会监事长、《机械工程学报》中英文两刊主编宋天虎。

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