[發(fā)明專(zhuān)利]一種活塞環(huán)自旋減磨結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810008682.9
• 申請(qǐng)日: 2018-01-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108223791B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-01-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐海軍;張雷;徐小軍;潘存云;殷坤;周發(fā)亮;王文浩;韓澤超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍國(guó)防科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F16J9/12
• 分類(lèi)號(hào): F16J9/12;F16N1/00;F02F5/00
• 代理公司: 43008 湖南兆弘專(zhuān)利事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 周長(zhǎng)清

本發(fā)明公開(kāi)了一種活塞環(huán)自旋減磨結(jié)構(gòu)，它包括活塞環(huán)主體和搭接口，還包括端面導(dǎo)氣槽，所述端面導(dǎo)氣槽設(shè)置在活塞環(huán)本體的一側(cè)端面上，當(dāng)壓縮、作功和排氣沖程的高壓氣流流向該端面時(shí)，通過(guò)所述端面導(dǎo)氣槽的作用推動(dòng)活塞環(huán)繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，并將氣流導(dǎo)向活塞環(huán)主體的活塞環(huán)內(nèi)側(cè)圓柱面，在吸氣沖程中負(fù)壓作用使得潤(rùn)滑油存儲(chǔ)在所述端面導(dǎo)氣槽并流向環(huán)形氣缸的內(nèi)壁形成潤(rùn)滑油膜。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、能降低磨損、可提高環(huán)形動(dòng)力缸可靠性和平穩(wěn)性等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明主要涉及到活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，特指一種在環(huán)形動(dòng)力缸中能實(shí)現(xiàn)活塞環(huán)在活塞上繞自身軸線主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)、以降低活塞環(huán)不均勻磨損的結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)原理簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟，在生產(chǎn)和生活得到了廣泛應(yīng)用。但受限于活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和功率傳輸機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)，往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)難以顯著提升功率密度和最大輸出功率。采用環(huán)形動(dòng)力缸的轉(zhuǎn)子活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，借鑒航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)熱力學(xué)過(guò)程在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部不同位置、同時(shí)進(jìn)行的原理，將氣缸和活塞做成環(huán)形，通過(guò)轉(zhuǎn)子活塞繞主軸的定軸轉(zhuǎn)動(dòng)、兩組相鄰轉(zhuǎn)子活塞的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)熱力學(xué)過(guò)程在環(huán)形動(dòng)力缸內(nèi)部不同位置、同時(shí)進(jìn)行，使得作功次數(shù)的大幅增加，以此提升功率密度和輸出功率。

環(huán)形動(dòng)力缸中氣缸呈環(huán)形，且由半環(huán)形外圈、轉(zhuǎn)子環(huán)面等組成。當(dāng)轉(zhuǎn)子活塞在其內(nèi)部轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于活塞環(huán)上各點(diǎn)離主軸轉(zhuǎn)動(dòng)中心的距離不等，使得工作時(shí)活塞環(huán)上各點(diǎn)相對(duì)環(huán)形氣缸的線速度存在較大差別，越遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)動(dòng)中心，活塞環(huán)上點(diǎn)的線速度越大、磨損越大。另一方面， 活塞環(huán)初始形狀使得其與環(huán)形氣缸壁之間存在一定的均勻預(yù)緊壓力作用，但由于活塞環(huán)隨轉(zhuǎn)子活塞做定軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的離心力影響，會(huì)使得活塞環(huán)遠(yuǎn)離主軸的一側(cè)與環(huán)形氣缸壁接觸力增大、磨損趨于嚴(yán)重，活塞環(huán)靠近主軸的一側(cè)與環(huán)形氣缸壁（轉(zhuǎn)子環(huán)面部分）接觸力減小、磨損減輕。這兩方面的作用將造成活塞環(huán)形成不均勻磨損特點(diǎn)，不利于環(huán)形動(dòng)力缸工作組件的長(zhǎng)期、可靠、平穩(wěn)的工作，對(duì)于新興發(fā)動(dòng)機(jī)的工作壽命會(huì)帶來(lái)很大影響，也會(huì)制約新型發(fā)動(dòng)機(jī)的工程化進(jìn)程。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、能降低磨損、可提高環(huán)形動(dòng)力缸可靠性和平穩(wěn)性的活塞環(huán)自旋減磨結(jié)構(gòu)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種活塞環(huán)自旋減磨結(jié)構(gòu)，它包括活塞環(huán)主體和搭接口，還包括端面導(dǎo)氣槽，所述端面導(dǎo)氣槽設(shè)置在活塞環(huán)本體的一側(cè)端面上，當(dāng)壓縮、作功和排氣沖程的高壓氣流流向該端面時(shí)，通過(guò)所述端面導(dǎo)氣槽的作用推動(dòng)活塞環(huán)繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)趨勢(shì)，并將氣流導(dǎo)向活塞環(huán)主體的活塞環(huán)內(nèi)側(cè)圓柱面，在吸氣沖程中負(fù)壓作用使得潤(rùn)滑油存儲(chǔ)在所述端面導(dǎo)氣槽并流向環(huán)形氣缸的內(nèi)壁形成潤(rùn)滑油膜。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述端面導(dǎo)氣槽設(shè)置在活塞環(huán)主體的一側(cè)端面上，另一側(cè)端面保持光滑平整。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述端面導(dǎo)氣槽在安裝時(shí)，活塞環(huán)端面朝向動(dòng)力缸作功容腔，且背離活塞安裝座。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述端面導(dǎo)氣槽為多個(gè)，在活塞環(huán)的端面上采用均勻分布。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述端面導(dǎo)氣槽為直線形狀或平面曲線形狀。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述端面導(dǎo)氣槽的橫截面為直線導(dǎo)氣槽矩形截面、導(dǎo)氣槽帶圓角矩形截面及導(dǎo)氣槽半圓形截面。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：還包括內(nèi)側(cè)凸起和凸起導(dǎo)氣斜面，所述內(nèi)側(cè)凸起設(shè)置在活塞環(huán)內(nèi)側(cè)圓柱面上，沿半徑向心布置；所述凸起導(dǎo)氣斜面設(shè)置在內(nèi)側(cè)凸起上，傾斜方向使得從所述端面導(dǎo)氣槽流來(lái)的高壓氣流推動(dòng)活塞環(huán)自旋轉(zhuǎn)動(dòng)，且確保轉(zhuǎn)動(dòng)方向與端面導(dǎo)氣槽的作用方向一致。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述內(nèi)側(cè)凸起為多個(gè)，在活塞環(huán)內(nèi)側(cè)圓柱面上均勻分布。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：所述內(nèi)側(cè)凸起采用與活塞環(huán)主體等厚的結(jié)構(gòu)，或采用與活塞環(huán)主體不等厚的結(jié)構(gòu)。