CN110284938B - 转子发动机径向密封的润滑系统及转子发动机 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种转子发动机径向密封的润滑系统及转子发动机，转子发动机径向密封的润滑系统包括转子和发动机端盖：转子上设置有密封片安装槽，密封片安装槽的侧壁上设置有第一储油孔，第一储油孔和所述径向密封片安装槽连通；发动机端盖端面和转子的一端面接触，所述发动机端盖上设置有进油通道和导流通道，进油通道和所述导流通道连通，导流通道上设置有第一过油通道，第一过油通道的出油口位于发动机端盖的第一预设位置，第一预设位置为转子位于初始位置时第一储油孔进油端在发动机端盖上的投影区，减少偏磨，并且减少径向密封片和密封片安装槽侧壁的摩擦，延缓振拍现象的发生提高了径向密封片的使用寿命及密封效果。

Description

转子发动机径向密封的润滑系统及转子发动机

技术领域

本公开涉及发动机技术领域，具体而言，涉及一种转子发动机径向密封的润滑系统及转子发动机。

背景技术

转子发动机具有马力大、结构紧凑、尺寸小、单位功率重量小等优点，适用于航空领域。然而三角转子发动机存在在运行过程中径向密封片与缸体直接摩擦而导致其密封性差、寿命短问题。

目前，转子发动机径向密封片润滑的方式一般是同转子发动机主轴承和偏心轴承一起润滑。先将机油壳的机油送入过滤器，过滤后的机油一部分由主油道流向主轴承和偏心轴承，一部分机油通向计量泵，向汽化器节气门前方或浮子室供油，使少量机油和燃料混合进入气缸，进入气缸的气化机油随转子转动附着于径向密封片上，径向密封片上便附着了一层润滑膜，在径向密封片与缸体接触摩擦时起到了减少摩擦的作用。然而，径向密封片除与缸体中心线处接触外，其前端弧面和后端弧面也均会与缸体内壁接触摩擦而产生偏磨。并且密封片与密封片安装槽接触的一侧存在摩擦，使得径向密封片侧间隙会不断增大，进而会产生振拍现象，导致气缸型面产生振纹，振纹的出现破坏了发动机的正常工作，降低了密封性能。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种转子发动机径向密封的润滑系统及转子发动机，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的转子发动机径向密封片润滑效果差、易磨损的问题。

根据本公开的一个方面，提供一种转子发动机径向密封的润滑系统，其特征在于，所述转子发动机径向密封的润滑系统包括：

转子，其上设置有密封片安装槽，所述密封片安装槽的侧壁上设置有第一储油孔，所述第一储油孔和所述径向密封片安装槽连通；

发动机端盖，其端面和所述转子的一端面接触，所述发动机端盖上设置有进油通道和导流通道，所述进油通道和所述导流通道连通，导流通道上设置有第一过油通道，所述第一过油通道的出油口位于所述发动机端盖的第一预设位置，所述第一预设位置为所述转子位于初始位置时第一储油孔进油端在所述发动机端盖上的投影区。

根据本公开的一实施方式，所述导流孔位于所述发动机端盖的内部，具有环形空腔，所述第一过油通道的进油端和所述环形空间连通。

根据本公开的一实施方式，所述密封片安装槽的两侧均设置有所述第一储油孔，所述第一储油孔的延伸方向和所述密封片安装槽的延伸方向平行。

根据本公开的一实施方式，所述第一储油孔和所述密封片安装槽通过第二过油通道连通。

根据本公开的一实施方式，所述第二过油通道从第一储油孔端到密封片安装槽端的连线和所述密封片安装槽的侧壁的夹角为锐角。

根据本公开的一实施方式，所述转子上设置有三个密封片安装槽；

所述导流通道设置有六个第一过油通道，六个所述第一过油通道分别对应一第一储油孔。

根据本公开的一实施方式，所述六个第一过油通道分为三个过油通道组，所述过油通道组沿所述第一圆周均布，和一所述密封片安装槽两侧的第一储油孔对应的两个第一过油通道为一个过油通道组。

根据本公开的一实施方式，所述进油通道的一端位于所述发动机端盖的侧壁，另一端和所述导流通道连通。

根据本公开的一实施方式，所述转子的两端均设置有发动机端盖。

根据本公开的另一个方面，提供一种转子发动机，包括上述的转子发动机径向密封的润滑系统。

本公开提供的转子发动机径向密封的润滑系统，通过端盖上的进油通道将润滑油输送至导流通道，导流通道中的润滑油通过第一过油通道进入第一储油孔，发动机工作时转子转动，第一储油孔内的润滑油通过第二过油通道被甩出，从而在径向密封片上形成油膜，减少偏磨，并且部分被甩出的润滑油流向径向密封片和沿密封槽侧壁流动而形成油膜，从而减少了径向密封片和密封片安装槽侧壁的摩擦，延缓振拍现象的发生，提高了径向密封片的使用寿命及密封效果。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开示例性实施方式提供的一种转子发动机径向密封的润滑系统的示意图。

图2为本公开示例性实施方式提供的一种转子的结构示意图。

图3为图2的局部放大图。

图4为本公开示例性实施方式提供的一种发动机端盖的剖视示意图。

图5为本公开示例性实施方式提供的一种发动机端盖的示意图。

图6为本公开示例性实施方式提供的一种第二过油通道的示意图。

图7为本公开示例性实施方式提供的一种润滑过程示意图。

图中：

100、转子；110、密封片安装槽；120、第一储油孔；130、第二过油通道；140、径向密封片；200、发动机端盖；210、进油通道；220、导流通道；230、第一过油通道；300、缸体；410、偏磨面；420、第一侧弧面；430、第二侧弧面。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

相关技术中，三角转子发动机径向密封片润滑的方式一般是同转子发动机主轴承和偏心轴承一起润滑。先将机油壳的机油送入过滤器，过滤后的机油一部分由主油道流向主轴承和偏心轴承，一部分机油通向计量泵，向汽化器节气门前方或浮子室供油，使少量机油和燃料混合进入气缸，进入气缸的气化机油随转子转动附着于径向密封片上，这样，径向密封片上便附着了一层润滑膜，在径向密封片与缸体接触摩擦时起到了减少摩擦的作用，同时润滑膜的存在在一定程度上也阻止了部分气体窜动，起到了径向密封的效果。然而，径向密封片与缸体除中心线处接触外，其前端弧面和后端弧面也均会与缸体内壁接触摩擦而产生偏磨。

经上述润滑方式润滑后的径向密封片中部油膜厚度较大，不易磨损，两边前后弧端面的油膜厚度较小容易磨损。同时，转子在转动时，径向密封片在气缸气体压力、径向惯性力和切向惯性力、底部弹簧作用力和气缸型面摩擦力的作用下不仅沿径向运动，也会沿切向方向运动。当径向密封片沿径向运动时，密封片与密封片安装槽接触的一侧不断摩擦。由于槽壁与径向密封片侧面基本没有润滑油润滑，属于干摩擦，径向密封片侧间隙会不断增大，进而会产生振拍现象。密封片振拍现象的产生是气缸型面产生振纹的主要原因，振纹的出现破坏了发动机的正常工作，降低了密封性能。同时，密封片侧面不断被磨损，刚度和强度也随之下降。转子转动过程中密封片侧面与密封片安装槽接触位置的突然变化，会对两者壁面产生冲击，密封片侧面所受应力突然增大对径向密封片来说也十分不利。

本示例实施方式中首先提供了一种转子发动机径向密封的润滑系统，如图1所示，所述转子发动机径向密封的润滑系统包括转子100和发动机端盖200；如图2所示，转子100上设置有密封片安装槽110，所述密封片安装槽110的侧壁上设置有第一储油孔120，所述第一储油孔120和所述径向密封片安装槽110连通；发动机端盖200端面和所述转子100的一端面接触，如图4和图5所示，所述发动机端盖200上设置有进油通道210和导流通道220，所述进油通道210和所述导流通道220连通，导流通道220上设置有第一过油通道230，所述第一过油通道230的出油口位于所述发动机端盖200的第一预设位置，所述第一预设位置为所述转子100位于初始位置时第一储油孔120进油端在所述发动机端盖上的投影区。

工作时，包括润滑油注入阶段和润滑阶段：润滑油注入阶段润滑油从进油通道210进入导流通道220，导流通道220中的润滑油通过第一过油通道230进入第一储油孔120；润滑阶段，转子100转动第一储油孔120内的润滑油受到离心力被甩入密封片安装槽110。

本公开提供的转子发动机径向密封的润滑系统，通过端盖上的进油通道210将润滑油输送至导流通道220，导流通道220中的润滑油通过第一过油通道230进入第一储油孔120，发动机工作时转子100转动，第一储油孔120内的润滑油通过第二过油通道130被甩出，从而在径向密封片上形成油膜，减少偏磨，并且减少径向密封片和密封片安装槽110侧壁的摩擦延缓振拍现象的发生，提高了径向密封片的使用寿命及密封效果。

下面将对本公开实施例提供的转子发动机径向密封的润滑系统进行详细说明：

如图2所示，进油通道210的一端位于所述发动机端盖200的侧壁，另一端和所述导流通道220连通，所述导流通道220位于所述发动机端盖200的内部，具有沿所述第一圆周的环形空腔，所述第一过油通道230的进油端和所述环形空腔连通，所述第一圆周为所述转子100转动时第一储油孔120进油端的轨迹在所述发动机端盖200上的投影。当然在实际应用中，导流通道220也可以是其他形状，比如三角形空腔等本公开实施例对此不做具体限定。

如图3所示，所述密封片安装槽110的两侧均设置有所述第一储油孔120，所述第一储油孔120的延伸方向和所述密封片安装槽110的延伸方向平行。比如，密封片安装槽110可以是垂直于转子100端面设置，第一储油孔120的轴线和密封片安装槽110平行，第一储油孔120可以是一端封闭的孔。

第一储油孔120和所述密封片安装槽110通过第二过油通道130连通。第二过油通道130贯穿第一储油孔120和密封片安装槽110之间的结构，工作时转子100转动，第一储油孔120内的润滑油从第二过油通道130中被甩出至密封片安装槽110，径向密封片安装于密封片安装槽110，润滑油在径向密封片上形成油膜。

为了使润滑油能够通过第二过油通道130到达径向密封片和缸体的接触端，第二过油通道130从第一储油孔120端到密封片安装槽110端的连线和所述密封片安装槽110的侧壁的夹角为锐角。如图6所示，其中a为密封片安装槽110的侧壁，b为第二过油通道130的轴线，密封片安装槽110侧壁a和第二过油通道130轴线b的夹角α为锐角。第二过油通道130的截面面积小于第一储油孔120的截面面积，比如当第二过油通道130和第一储油孔120均为圆柱状孔时，第二过油通道130的直径小于第一储油孔120的直径。

对于三角转子发动机而言，通常在转子100的三个顶点处设置径向密封片，因此所述转子100上可以设置有三个密封片安装槽110，每个密封片安装槽110两侧均设置有第一储油孔120，也即是转子100上设置有六个第一储油孔120；相应的，所述导流通道220设置有六个第一过油通道230，六个所述第一过油通道230分别对应一第一储油孔120。当然在实际应用中，转子100上径向密封片的数量也可以是其他，比如，两个、四个、五个或者更多，本公开实施例对此不做具体限定。

由于每个密封片安装槽110两侧均设置有两个第一储油孔120，所述六个第一过油通道230分为三个过油通道组，所述过油通道组沿所述第一圆周均布，和一所述密封片安装槽110两侧的第一储油孔120对应的两个第一过油通道230为一个过油通道组。

示例的，转子100的两端均可以设置有发动机端盖200，此时，转子100上的第一储油孔120可以是通孔，从转子100一端的发动机端盖200上的进油孔输入润滑油，转子100另一端的发动机端盖200阻挡润滑油，防止润滑油外泄；或者转子100两端的发动机端盖200均可以设置进油通道210和导流通道220。

本公开实施例提供的转子发动机工作之前，先进行通油。通油时间以提前试验获得，对润滑系统注入润滑油，直至三角转子100各润滑通道均有油溢出至第二过油通道130的出油端，即密封片安装槽110侧壁。注油结束后关闭进油通道210入口阀门，停止注油。

当转子发动机工作时，三角转子顺时针转动，如图7所示，径向密封片140压紧密封片安装槽110第一侧面111，贮存在第一储油孔120内的润滑油在受到离心力作用而飞向径向密封片140的第二侧面142，附着于径向密封片第二侧弧面430，从而增加径向密封片第二侧弧面430润滑油膜的厚度，减小偏磨，提高了径向密封片寿命。因为三角转子在转动时径向密封片两端侧弧面均会受到偏磨，在运动过程中由于径向密封片两侧面与密封片安装槽110两侧壁交替接触，密封片安装槽110两侧均设有第一储油孔120，循环过程中，偏磨面410和第一侧弧面420上也形成油膜，既可以保证润滑效果，并且转子100第一储油孔120上的第二过油通道130也会交替被封住，防止了过多润滑油流出。

在转子100工作过程中，部分润滑油会飞向径向密封片侧弧面，一部分润滑油会飞向径向密封片侧端面。当转子100转动时径向密封片会在气体、弹簧里和惯性力的作用下上下运动，并受到密封片安装槽110侧面的摩擦力F，此时，流向密封片侧端面的润滑油可以起到润滑作用，从而减小了接触面摩擦，减缓了径向密封片与密封片安装槽110侧隙的扩展，防止了振拍现象的产生，提高径向密封片的寿命。转子100转动过程中径向密封片左右端面会交替压紧密封片安装槽110的一侧，而径向密封片改变压紧方向的瞬间会对压紧面产生冲击，流向密封片安装槽110侧端面的润滑油和经润滑的径向密封片侧面会因形成的油膜存在而减少冲击力对径向密封片的损害，从而提升了径向密封片的寿命。

本公开示例性实施方式还提供一种转子发动机，包括本公开实施例所提供的转子发动机径向密封的润滑系统。所述转子发动机还可以包括，缸体300、传动齿轮、传动轴和供油系统等；气缸和发动机端盖形成密封腔体，在腔体内燃烧燃油推动转子转动，通过传动齿轮和传动轴输出动力。供油系统可以包括燃油供给系统和润滑油供给系统。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (6)

1.一种转子发动机径向密封的润滑系统，其特征在于，所述转子发动机径向密封的润滑系统包括：

转子，其上设置有密封片安装槽，所述密封片安装槽的侧壁上设置有第一储油孔，所述第一储油孔和所述密封片安装槽连通；

发动机端盖，其端面和所述转子的一端面接触，所述发动机端盖上设置有进油通道和导流通道，所述进油通道和所述导流通道连通，导流通道上设置有第一过油通道，所述第一过油通道的出油口位于所述发动机端盖的第一预设位置，所述第一预设位置为所述转子位于初始位置时第一储油孔进油端在所述发动机端盖上的投影区；所述导流通道位于所述发动机端盖的内部，具有沿第一圆周环形空腔，所述第一圆周为所述转子转动时所述第一储油孔进油端的轨迹在所述发动机端盖上的投影，所述第一过油通道的进油端和所述环形空腔连通；

所述密封片安装槽的两侧均设置有所述第一储油孔，所述第一储油孔的延伸方向和所述密封片安装槽的延伸方向平行；

所述第一储油孔和所述密封片安装槽通过第二过油通道连通；

所述第二过油通道从第一储油孔端到密封片安装槽端的连线和密封片安装槽的侧壁的夹角为锐角。

2.如权利要求1所述的转子发动机径向密封的润滑系统，其特征在于，所述转子上设置有三个密封片安装槽；

所述导流通道设置有六个第一过油通道，六个所述第一过油通道分别一一对应一个第一储油孔。

3.如权利要求2所述的转子发动机径向密封的润滑系统，其特征在于，所述六个第一过油通道分为三个过油通道组，所述过油通道组沿所述第一圆周均布，和一所述密封片安装槽两侧的第一储油孔对应的两个第一过油通道为一个过油通道组。

4.如权利要求1所述的转子发动机径向密封的润滑系统，其特征在于，所述进油通道的一端位于所述发动机端盖的侧壁，另一端和所述导流通道连通。

5.如权利要求1所述的转子发动机径向密封的润滑系统，其特征在于，所述转子的两端均设置有发动机端盖。

6.一种转子发动机，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的转子发动机径向密封的润滑系统。

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