一种发动机高温高压腔界面体动态端密封配气结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种发动机高温高压腔界面体动态端密封配气结构，包括高温高压腔界面体外开通口（１）、高温高压腔界面体外开通口对应件（２）和气缸（３），其特征在于：所述高温高压腔界面体外开通口（１）和高温高压腔界面体外开通口对应件（２）相互对应设置形成所述高温高压腔界面体外开通口（１）的外开通口对应面（１０１）和所述高温高压腔界面体外开通口对应件（２）的对应件对应面（２０１），在所述外开通口对应面（１０１）和所述对应件对应面（２０１）中至少一个设为径向分力面，在所述外开通口对应面（１０１）和所述对应件对应面（２０１）之间设浮动径向弹性密封环（１０２０）。本实用新型专利技术可以补偿加工误差、冷缩热胀变形及磨损等造成的影响，确保密封性。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及发动机领域。
技术介绍
众所周知，无论对发动机还是压气机，其气缸密封性都是至关重要的，特 别是对发动机来说，其密封性决定了发动机的性能、效率和寿命，是发动机设 计和制造过程中的最最重要的问题。现代发动机活塞与气缸套之间通过机油润 滑活塞环的设置，使活塞与气缸套之间滑动密封，这种结构确实大幅度提高了 发动机的密封性。但是这种结构是解决了气缸和活塞间的径向密封性，而解决 不了发动机中高温高压腔界面体上一部分和另一部分的端部之间具有补偿性的 密封问题(所谓高温高压腔界面体是指发动机的气缸外壁、活塞和气缸盖，也 可以是其它高温高压区域的外表面体)。近年来，对于对置气缸发动机以及外开 阀体配气发动机的研究开发也比较盛行，为了解决这类发动机燃烧时的密封问 题，需要专利技术一种对热形变、磨损以及加工误差具有良好补偿能力的新型动态 端密封配气结构。
技术实现思路
本技术公开了一种设在高温高压腔界面体上(所谓高温高压腔界面体 是指能盛装高温高压介质比如发动机燃烧爆炸后的高温高压气体、燃气轮机的 高温高压混合气、高温高压水蒸汽等的密闭空间的外壁，在传统发动机中是指 气缸外壁、气缸盖和活塞)的动态端密封配气结构。所谓高温高压腔界面体动 态配气结构是将高温高压腔界面体外开通口和高温高压腔界面体外开通口对应 件相互对应设置，外开通口的对应件受对应件正时控制装置控制，沿气缸轴线 方向运动按发动机正时要求将与之对应的外开通口打开或关闭。所谓高温高压腔界面体外开通口对应件是指设在气缸盖或其它部位上的气 缸外开配气座口，或指对置气缸发动机中的气缸端口。高温高压腔界面体外开 通口对应件是指外开阀体或在滑动气缸配气发动机中的滑动缸。所谓内等形变开口环是指通过调整开口径向组合方式动态径向弹性密封环中的内环在圆周方向不同位置上的断面面积或在不同位置上设缺口以使此环达 到在径向方向具有相等的弹性系数。所谓外等形变是指通过调整开口径向组合 方式动态径向弹性密封环中的外环在圆周方向上不同位置的断面面积或在不同 位置上设缺口以使此环达到在径向方向具有相等的弹性系数。径向分力面可以为锥面、球面、曲面等，在两个对应端面之间设浮动径向 弹性密封环结构体，在气缸外开通口受到气缸外开通口对应件的压迫吋，将在 径向发生一定的位移，从而补偿由于加工误差、冷縮热胀变形及磨损所造成的 影响，确保高度密封性。锥面环形弹性结构可以一个端面设为锥面，也可以两 个端面均设为锥面，根据需要可以设为内锥式或外锥式，也可以单独使用或多个轴向落装使用；所谓浮动径向弹性密封环，是将密封环结构体与气缸外开通 口浮动设置，这样密封环就可以自转，密封环的转动等同于气缸外开通口与气 缸外开通口对应件相对应的两个面在转动，同时可以通过在密封环上设置导气 结构，保证密封环按同一个方向自转，从而补偿由于加工误差、冷縮热胀变形 及磨损造成的影响，确保高密封性。所谓开口径向组合式浮动径向弹性密封环 是由两个或两个以上开口的浮动径向弹性密封环径向套装而成的。在装配时， 不同环的开口应错向安装，例如，两个开口环的开口互相形成180。，三个开口 环的开口互相形成120。。同样，锥面可设为内锥面或外锥面，开口径向组合式 浮动径向弹性密封环也可单独使用或将多个开口径向组合式浮动径向弹性密封环轴向落装使用。所谓外缺口梯形浮动径向弹性密封环是指当密封环的内口与对应件对应面 密封接触时，为了保证密封环整体形变尽量保持一致，受到大的爆炸力或关闭 撞击力的时候不会发生翘曲形变，就在密封环的外侧均布开一些小缺口。同理， 如果是密封环的外侧是与对应面密封接触时，就在密封环的内侧均布开一些小 缺口。对于开口径向组合式浮动径向弹性密封环来说，同理，为了避免在开口 处形成大的应力集中和形变，根据密封环与对应件对应面接触面的不同位置， 将密封环内环设计成不等截面的偏心结构体，或是将密封环外环设计成不等截 面的偏心结构体，使开口径向弹性密封环各处的径向形变趋于一致，也即等形 变开口环；或是在密封环内环的内侧及对应外环外侧开一些等截面(即缺口深5度、宽度均相等)、不等密度的缺口，或是开一些密度相等但不等截面(即缺口 深度不等或缺口深度和宽度均不同)的缺口，达到开口浮动径向弹性密封环各 处的径向形变趋于一致的目的。所谓摆动式活塞发动机是指不同形式的摆动活塞式发动机和摆动活塞式转 子发动机(活塞相对摆动的同时，又作旋转运动)。这种结构的发动机都存在着 一个共同的问题，就是在气缸燃烧室密封段内的气缸壁内(壁厚方向)存在气 缸与活塞连接件的滑动界面，而该滑动界面的密封是非常困难的，特别是由于 发动机的冷縮热胀等原因使这一滑动界面的密封更为困难，这也是该结构的发 动机难以在商业化发动机制造中应用的主要原因。本技术所公布的浮动径 向弹性密封环设在摆动式活塞发动机相对摆动的燃烧室界面体之间就能从根本 上解决上述问题，实现对发动机热胀冷縮和磨损的补偿，保证密封性，同时还 能避免由于气缸壁内(壁厚方向)的滑动界面的存在而导致润滑油进入燃烧室 等问题。为了克服传统发动机的上述缺陷，本技术公开了一种发动机高温高压 腔界面体动态端密封配气结构，其目的是这样实现的所述发动机高温高压腔 界面体动态端密封配气结构，包括高温高压腔界面体外开通口、高温高压腔界 面体外开通口对应件和气缸，所述高温高压腔界面体外开通口和高温高压腔界 面体外开通口对应件相互对应设置形成所述高温高压腔界面体外开通口的外开 通口对应面和所述高温高压腔界面体外开通口对应件的对应件对应面，在所述 外开通口对应面和所述对应件对应面中至少一个设为径向分力面，在所述外开 通口对应面和所述对应件对应面之间设浮动径向弹性密封环。所述高温高压腔界面体外开通口设为燃烧室外开配气座口 ，所述高温高压 腔界面体外开通口对应件设为外开配气阀体或设为外开座口配气缸套。所述高温高压腔界面体外开通口设为所述气缸的气缸端口，所述高温高压 腔界面体外开通口对应件设为气缸配气缸套。所述浮动径向弹性密封环设为断面为双斜边梯形的梯形浮动径向弹性密封 环或设为断面为直角梯形的直角梯形浮动径向弹性密封环。所述浮动径向弹性密封环设为由两个或两个以上浮动径向弹性密封环径向套装构成的径向组合式浮动径向弹性密封环，或所述浮动径向弹性密封环设为 由两个或两个以上浮动径向弹性密封环轴向落装构成的轴向组合式浮动径向弹 性密封环。所述浮动径向弹性密封环设为由两个或两个以上开口浮动径向弹性密封环 径向错口套装构成的开口径向组合式浮动径向弹性密封环，或所述浮动径向弹 性密封环设为由两个或两个以上所述开口径向组合式浮动径向弹性密封环轴向 落装构成的开口轴向组合式浮动径向弹性密封环。所述梯形浮动径向弹性密封环设为外缺口梯形浮动径向弹性密封环或设为 内缺口梯形浮动径向弹性密封环；所述直角梯形浮动径向弹性密封环设为外缺 口直角梯形浮动径向弹性密封环或设为内缺口直角梯形浮动径向弹性密封环。所述开口径向组合式浮动径向弹性密封环的内环设为内等形变开口环，所 述内等形变开口环设为变截面式内等形变开口环或设为等截面缺口式内等形变 开口环；或所述开口径向组合式浮动径向弹性密封环的外环设为外等形变开口 环，所述外等形变开口环设为变截面式外等形变开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发动机高温高压腔界面体动态端密封配气结构，包括高温高压腔界面体外开通口（１）、高温高压腔界面体外开通口对应件（２）和气缸（３），其特征在于：所述高温高压腔界面体外开通口（１）和高温高压腔界面体外开通口对应件（２）相互对应设置形成所述高温高压腔界面体外开通口（１）的外开通口对应面（１０１）和所述高温高压腔界面体外开通口对应件（２）的对应件对应面（２０１），在所述外开通口对应面（１０１）和所述对应件对应面（２０１）中至少一个设为径向分力面，在所述外开通口对应面（１０１）和所述对应件对应面（２０１）之间设浮动径向弹性密封环（１０２０）。

【技术特征摘要】
1、一种发动机高温高压腔界面体动态端密封配气结构，包括高温高压腔界面体外开通口(1)、高温高压腔界面体外开通口对应件(2)和气缸(3)，其特征在于所述高温高压腔界面体外开通口(1)和高温高压腔界面体外开通口对应件(2)相互对应设置形成所述高温高压腔界面体外开通口(1)的外开通口对应面(101)和所述高温高压腔界面体外开通口对应件(2)的对应件对应面(201)，在所述外开通口对应面(101)和所述对应件对应面(201)中至少一个设为径向分力面，在所述外开通口对应面(101)和所述对应件对应面(201)之间设浮动径向弹性密封环(1020)。2、 如权利要求1所述发动机高温高压腔界面体动态端密封配气结构，其特 征在于所述高温高压腔界面体外开通口 (1)设为燃烧室外开配气座口 (102)， 所述高温高压腔界面体外开通口对应件(2)设为外开配气阀体(202)或设为 外开座口配气缸套(203)。3、 如权利要求1所述发动机高温高压腔界面体动态端密封配气结构，其特 征在于所述高温高压腔界面体外开通口 (1)设为所述气缸(3)的气缸端口(301)，所述高温高压腔界面体外开通口对应件(2)设为气缸配气缸套(204)。4、 如权利要求1所述发动机高温高压腔界面体动态端密封配气结构，其特 征在于所述浮动径向弹性密封环(1020)设为断面为双斜边梯形的梯形浮动 径向弹性密封环(1021)或设为断面为直角梯形的直角梯形浮动径向弹性密封 环(1022)。5、 如权利要求1所述发动机高温高压腔界面体动态端密封配气结构，其特 征在于所述浮动径向弹性密封环(1020)设为由两个或两个以上浮动径向弹 性密封环径向套装构成的径向组合式浮动径向弹性密封环(1023)，或所述浮动 径向弹性密封环(1020)设为由两...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳宇男，
申请(专利权)人：靳宇男，
类型：实用新型
国别省市：11[]