本發(fā)明屬于發(fā)動機技術領域，涉及汪克爾發(fā)動機，具體涉及一種汪克爾發(fā)動機的徑向密封及潤滑裝置。

背景技術：

轉子發(fā)動機（Rotary Engine）是由德國人菲加士·汪克爾（Felix Wankel，1902-1988）所發(fā)明，故又稱汪克爾發(fā)動機(Wankel Engine)。汪克爾發(fā)動機采用三角轉子旋轉運動來完成吸氣、壓縮、做功、排氣沖程，與傳統(tǒng)的往復活塞式發(fā)動機的直線運動迥然不同。汪克爾發(fā)動機的轉子每旋轉一圈就膨脹作功三次，而一般的四沖程發(fā)動機每旋轉兩圈才作功一次，故汪克爾發(fā)動機具有很高的功率容積比。另外，汪克爾發(fā)動機獨特的軸向運動性質(zhì)使它不需要精密的曲軸平衡就能達到很高的轉速。整個發(fā)動機只有兩個轉動部件，省掉了一般四沖程發(fā)動機的進、排氣活門、氣門彈簧、凸輪軸等二十多個活動部件，發(fā)動機結構大大簡化，發(fā)生故障的可能性也大大減小。除此之外，汪克爾發(fā)動機亦具有體積較小、重量輕、低重心、震動小等優(yōu)點。

雖然汪克爾發(fā)動機具有傳統(tǒng)往復式活塞發(fā)動機所不具有的突出優(yōu)點，但也存在著油耗高，尾氣排放多,低速下扭矩偏小等缺陷。汪克爾發(fā)動機存在的另一個明顯的問題是發(fā)動機的大修周期過短，一般的汪克爾發(fā)動機運轉數(shù)萬多公里就需大修一次，很少有超過十萬公里的,這主要是由于三角轉子發(fā)動機缸體內(nèi)相鄰腔體空間只依靠一塊徑向密封條分隔，該徑向密封條隨轉子高速旋轉而沿氣缸型面高速滑動且與氣缸型面始終為線接觸，密封片磨損很快，導致三個腔體不能完全隔開，產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象，使燃燒效率急劇降低，同時氣缸型面在與徑向密封條的長期摩擦中出現(xiàn)劃痕，使得徑向密封條與氣缸型面之間的密封進一步惡化。日本馬自達公司自獲得汪克爾發(fā)動機的專利授權后，對該發(fā)動機進行了數(shù)十年的持續(xù)改進與完善，尤其在徑向密封條的材質(zhì)、表面處理、形狀、尺寸等方面做了大量的優(yōu)化工作，使汪克爾發(fā)動機的性能及壽命均有長足的進步，然而，徑向密封條與氣缸型面之間的潤滑問題始終沒有解決，目前的潤滑方式是采用專門的潤滑油計量泵將潤滑油噴到氣缸型面上進行潤滑，這種潤滑方式噴入的潤滑油除少部分在型面上形成油膜外，大部分霧狀的潤滑油隨燃油一起燃燒或燃燒未盡即隨尾氣排放了，而且因徑向密封條沿一個方向運動，氣缸型面上的潤滑油膜也很容易被密封條刮落，這也是為什么汪克爾發(fā)動機特別耗潤滑油的原因。另外,試驗表明一旦滑動面缺少潤滑油膜，徑向密封條很容易發(fā)生徑向竄動及共振，使得徑向密封條磨損加劇，密封惡化，另外過多潤滑油的燃燒，必然產(chǎn)生燃燒不徹底、積炭等嚴重問題，容易使發(fā)動機的尾氣排放超標；可見，徑向密封條與氣缸型面的接觸面的潤滑狀況，不僅直接關系到發(fā)動機的壽命，也與發(fā)動機的效率、尾氣排放等有很大的關系。

針對以上傳統(tǒng)的汪克爾發(fā)動機的缺陷，本發(fā)明開發(fā)了一種汪克爾發(fā)動機的徑向密封及潤滑裝置，該裝置將滑動摩擦的片式徑向密封條改為滾動摩擦的滾柱式徑向密封條，同時引入機油至徑向密封條中，可在徑向密封條與氣缸型面的接觸面上持續(xù)形成潤滑油膜，從而大大減少徑向密封條的磨損及其對氣缸型面的劃傷，從而大幅增加汪克爾發(fā)動機的使用壽命，同時該裝置能大幅減少潤滑油的使用量，減少尾氣排放，提高發(fā)動機的熱效率。

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種汪克爾發(fā)動機的徑向密封及潤滑裝置，在該裝置中，用滾柱式密封條代替?zhèn)鹘y(tǒng)的片式密封條，同時將機油引入滾柱式密封條內(nèi)，可大大降低密封條自身的損耗及對發(fā)動機腔體的磨損，可顯著減少漏氣的發(fā)生并大大延長汪克爾發(fā)動機的使用壽命。

一種汪克爾發(fā)動機的徑向密封及潤滑裝置，至少由側殼、油底殼、機油濾清器、計量式機油泵、機油噴孔、機油噴嘴、軸向機油室、徑向密封條、徑向彈簧、角密封條及頂端密封槽組成，其特征在于：徑向密封條至少包括中空的密封塊、密封塊頂端的滑槽及滑槽中的滾柱；軸向機油室處在頂端密封槽正下方的轉子上，頂端密封槽通過底部的槽孔與軸向機油室連在一起，徑向密封條底端穿過槽孔插入軸向機油室中；轉子旋轉時，徑向密封條在離心力、彈簧的彈力及燃氣壓力的共同作用下被擠向氣缸型面，實現(xiàn)腔體間的分隔密封；同時計量式機油泵將機油從發(fā)動機側殼上的機油噴孔噴入軸向機油室，軸向機油室中的機油在離心力的作用下沿徑向密封條底端的孔道進入徑向密封條頂端的滑槽中，隨著滾柱在滑槽中的滾動，機油源源不斷從滑槽中流出，鋪展在滾柱及與滾柱接觸的氣缸型面上，形成連續(xù)均勻的潤滑油膜。

所述的機油噴孔開在氣缸型面凸線附近的發(fā)動機側殼上，轉子轉動時，軸向機油室的軸心線可對準機油噴孔中心。

所述的軸向機油室為近圓筒形，其對著機油噴孔一側的端口為喇叭形或近似喇叭形，端口處裝有密封墊片及彈簧。

所述的徑向密封條上有向兩邊凸出的支撐塊，支撐塊左右對稱，截面形狀為矩形或梯型。

所述的徑向密封條下端外表面上有凹槽，凹槽上裝有密封環(huán)。

所述的徑向密封條頂端的滑槽由徑向的兩條邊與切向的兩條邊圍成，滾柱與四個邊為線接觸。

進一步地，所述的滑槽的切向邊開有孔洞。

所述的滾柱為圓柱形，滾柱的直徑小于徑向密封條的厚度。

所述的頂端密封槽側壁有對稱凹槽，凹槽的形狀為矩形或梯形。

所述的徑向彈簧安裝在頂端密封槽側壁的凹槽中，徑向密封條的支撐塊置于徑向彈簧上。

本發(fā)明的有益效果在于：1，以滾柱式徑向密封條代替?zhèn)鹘y(tǒng)片式徑向密封條，將徑向密封條的滑動摩擦改為滾動摩擦，顯著減少徑向密封條及氣缸型面的磨損；2，徑向密封條滾動時將潤滑油從油槽中帶到滑動面，形成厚薄均勻的油膜，防止徑向密封條干磨，大幅延長徑向密封條的使用壽命，同時減少徑向密封條的竄動及共振，顯著減少漏氣；3，氣缸型面可用光滑面代替儲存潤滑油的多孔表面，減少剛體型面表面處理的難度，降低發(fā)動機加工成本；4，可允許使用較厚的徑向密封條，杜絕因徑向密封條過薄強度下降導致的突然斷裂事故；5，大幅降低潤滑油的使用量，減少積炭發(fā)生，降低廢氣排放；6，提高發(fā)動機的熱效率，降低油耗；7，可進一步增加發(fā)動機的缸壓，提高壓縮比，滿足柴油的壓燃需求。

附圖說明

圖1是帶軸向機油室的汪克爾發(fā)動機內(nèi)部結構示意圖。

圖2是帶機油噴孔的汪克爾發(fā)動機局部剖面圖。

圖3是帶滾柱式徑向密封條的轉子示意圖。

圖4是滾柱式徑向密封條的結構放大圖。

具體實施方式

以下結合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步的詳細描述。

如圖1-4所示，一種汪克爾發(fā)動機的徑向密封及潤滑裝置，至少由側殼1、油底殼2、機油濾清器3、計量式機油泵4、機油噴嘴5、機油噴孔6、軸向機油室7、徑向密封條8、徑向彈簧9、角密封條10及頂端密封槽11組成。

油底殼2的出口連在機油濾清器3的進口，機油濾清器3的出口連在計量式機油泵4的進口上，計量式機油泵4的出口通過管道與機油噴嘴5相連，機油噴嘴5裝在機油噴孔6上，機油噴孔6開在氣缸型面凸線附近的發(fā)動機側殼1上；軸向機油室7處在頂端密封槽11正下方的轉子上，轉子轉動時，軸向機油室7的軸心線可對準機油噴孔6的中心；軸向機油室7為近圓筒形，其對著機油噴孔6一側的端口為喇叭形或近似喇叭形，端口處裝有密封墊片71及彈簧72；軸向機油室7穿過頂端密封槽11底部的槽孔與頂端密封槽11連在一起；徑向密封條8至少包括中空的密封塊81、頂端的滑槽82及滑槽中的滾柱83；徑向密封條8的底端穿過頂端密封槽11的槽孔插入軸向機油室7中；徑向密封條8的兩側加工凸出的支撐塊84，支撐塊84左右對稱，截面形狀為矩形或梯型；徑向密封條8的下端外表面上加工凹槽85，凹槽85上裝密封環(huán)86；徑向密封條8頂端的滑槽82由兩條徑向邊與兩條切向邊圍成，滑槽82的切向邊開有孔洞；滾柱83與四個邊為線接觸；滾柱83為圓柱形，滾柱83的直徑小于徑向密封條8的厚度；頂端密封槽11側壁有對稱凹槽1101，凹槽1101的形狀為矩形或梯形；徑向彈簧9安裝在凹槽1101中，徑向密封條8的支撐塊84置于徑向彈簧9上。

發(fā)動機工作時，隨轉子的轉動，徑向密封條8在離心力、徑向彈簧9的彈力及燃氣壓力的共同作用下被擠向氣缸型面，實現(xiàn)腔體間的分隔密封；同時，油底殼2中的機油，經(jīng)機油濾清器3過濾后被計量式機油泵4吸入并加壓后送至機油噴嘴5，根據(jù)轉子轉速，以不同的流量從機油噴孔6噴入軸向機油室7，軸向機油室7中的機油在離心力的作用下沿徑向密封條8底端的孔道進入頂端的滑槽82中，隨著滾柱83在滑槽82中的滾動，機油源源不斷從滑槽82中流出，鋪展在滾柱83及與滾柱83接觸的氣缸型面上，形成連續(xù)均勻的潤滑油膜。

以上實施例只是優(yōu)選的實施方式之一，是為了使本領域的技術人員更好地理解本發(fā)明，不可理解為對本發(fā)明權力保護范圍的限定，相反，對于本領域的普通科研人員而言，凡利用本發(fā)明進行的任何非實質(zhì)性的改動或調(diào)整，均應落入本發(fā)明權利要求書的保護范圍之內(nèi)。