RU2338071C1 - Система уплотнения роторно-поршневого двигателя - Google Patents
Система уплотнения роторно-поршневого двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2338071C1 RU2338071C1 RU2007112371/06A RU2007112371A RU2338071C1 RU 2338071 C1 RU2338071 C1 RU 2338071C1 RU 2007112371/06 A RU2007112371/06 A RU 2007112371/06A RU 2007112371 A RU2007112371 A RU 2007112371A RU 2338071 C1 RU2338071 C1 RU 2338071C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plates
- rotor
- spring
- sealing system
- radial
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rotary Pumps (AREA)
Abstract
Изобретение относится к объемным роторно-поршневым машинам и двигателям внутреннего сгорания. Система уплотнения роторно-поршневого двигателя с планетарным движением ротора состоит из элементов радиального уплотнения в виде радиальных лопаток, подпружиненных к рабочей поверхности корпуса, и элементов торцевого уплотнения, подпружиненных к боковым крышкам. Радиальные лопатки выполнены наборными из отдельных независимых тонких пластин, подвижных в радиальном и боковых направлениях. Минимальное количество пластин равно двум. Пластины имеют снизу вырез в виде неравнобокой трапеции, меньшая боковая сторона которой, содержащая ограничительный выступ снизу, упорная для пружины. Каждая последующая пластина повернута к предыдущей на 180° относительно их поперечной оси. Пружина выполнена цилиндрической. Угол наклона упорной боковой стороны составляет 45° к нижней кромке пластины, а противоположная неупорная боковая сторона выполнена с углом меньше 45°. Пластины выполнены из жаропрочного и износостойкого материала. Техническим результатом является повышение надежности и эффективности уплотнения вершины ротора. 1 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к машиностроению, в частности к объемным роторно-поршневым машинам, а именно к роторно-поршневым двигателям внутреннего сгорания.
Известна система уплотнений рабочих отсеков роторно-поршневого двигателя с планетарным движением ротора (RU 2116463, F01C 19/10, 1998 г.), состоящая из элементов радиального уплотнения и элементов торцевого уплотнения. Элементы радиального уплотнения имеют вид сдвоенных (групповых) подпружиненных пластин, установленных в корпусе под определенным углом к направлению вращения ротора и взаимодействуют с внешней образующей поверхностью ротора. Элементы торцевого уплотнения состоят из набора размещенных специальным образом на боковых плоскостях ротора компрессионных и маслосъемных колец, которые прижимаются ленточными пружинами к боковым крышкам корпуса.
Недостатком такой системы уплотнений является пропуск газов между рабочими отсеками двигателя в зазор между ротором, боковой крышкой корпуса и внешним компрессионным кольцом, установленным по боковой плоскости ротора.
Известна также система уплотнений рабочих отсеков роторно-поршневого двигателя с планетарным движением ротора (по заявке №93055617 от 27.07.1996 г.). В предлагаемом решении содержатся радиальные лопатки на вершинах ротора, поджатые к корпусу в радиальном направлении ленточными пружинами, угловые сухарики и торцевые планки, поджатые к крышкам ленточными пружинами. Согласно заявке в эту систему вводится дополнительное лабиринтное уплотнение между ротором и крышкой, закрепленное на боковой поверхности крышки в виде фигурного уголка (выступа). Выступ размещен по периметру крышки параллельно рабочей поверхности корпуса.
Уплотнение не является работоспособным, поскольку ротор при вращении совершает планетарное движение и, чтобы свободно вращаться, должен иметь широкие, ответные выступу на крышке пазы на боковых поверхностях, через которые будет происходить утечка газов в соседнюю рабочую полость двигателя.
Известна система уплотнений рабочих отсеков роторно-поршневого двигателя с планетарным движением ротора, принятая за прототип (Ханин Н.С., Чистозвонов С.Б. Автомобильные роторно-поршневые двигатели. М.: Машгиз, 1964, с.110). Данная система является базовой конструкцией для большинства современных роторно-поршневых двигателей. Она состоит из элементов радиального уплотнения, включающих радиальные лопатки, установленные в пазах на вершинах трехгранного ротора, и элементов торцевого уплотнения, состоящих из угловых цилиндрических сухариков и торцевых планок. Все элементы поджаты к уплотняемым поверхностям ленточными пружинами.
Недостатком данной системы уплотнений является пропуск газов между рабочими отсеками двигателя по боковым поверхностям радиальных лопаток ротора в углах стыка между корпусом и крышками. Происходит это из-за того, что уплотнение на вершине ротора должно выполнять свои функции в двух взаимно перпендикулярных плоскостях: в радиальном направлении и по торцам с двух сторон. В радиальном направлении лопатка поджата пружиной и силами инерции, а в торцевых направлениях ее ничто не поджимает и поджать не может, поскольку она является единым и нерастяжимым физическим телом. Поэтому при производстве двигателя с такой системой уплотнений требуется специальная селективная сборка, учитывающая точность изготовления лопаток, корпуса и боковых крышек, а также тепловое расширение этих деталей при работе двигателя. Кроме того, уплотняющее действие лопаток и в радиальном направлении между трохоидной поверхностью корпуса и ротором также не является достаточным. Это вызвано тем, что лопатки контактируют с поверхностью корпуса только по узкой линии, перемещающейся по закругленной наружной кромке лопатки по мере вращения ротора. В некоторых положениях ротора угол наклона лопатки к корпусу неблагоприятен для работы уплотнения и газы отжимают лопатку от поверхности корпуса; происходит их прорыв в соседнюю полость. С другой стороны, при больших оборотах ротора силы инерции настолько прижимают лопатку к корпусу, что вызывают превышение допустимых напряжений в зоне контакта по линии в металле корпуса и лопатки. В результате на рабочей поверхности корпуса образуются поперечные борозды, нарушающие работу двигателя, сама лопатка также быстро выходит из строя.
Задачей настоящего изобретения является создание системы уплотнения роторно-поршневого двигателя простой по технологии изготовления, долговечной и надежной в работе.
Техническим результатом является повышение надежности и эффективности уплотнения вершины ротора.
Поставленная задача достигается тем, что система уплотнения роторно-поршневого двигателя с планетарным движением ротора, состоящая из элементов радиального уплотнения, в виде радиальных лопаток, подпружиненных к рабочей поверхности корпуса, и элементов торцевого уплотнения, подпружиненных к боковым крышкам, согласно изобретению, радиальные лопатки выполнены наборными из отдельных независимых тонких пластин, подвижных в радиальном и боковых направлениях. Минимальное количество пластин равно двум. Пластины имеют снизу вырез в виде неравнобокой трапеции, меньшая боковая сторона которой, упорная для пружины, имеет ограничительный выступ снизу. При этом каждая последующая пластина повернута к предыдущей на 180° относительно их поперечной оси. Пружина выполнена цилиндрической, установлена в трапециевидных вырезах пластин. Угол наклона упорной боковой стороны составляет 45° к нижней кромке пластины, а противоположная неупорная боковая сторона выполнена с углом меньше 45°. Пластины выполнены из жаропрочного и износостойкого материала.
Выполнение лопатки в виде набора пластин позволяет уплотнить рабочее пространство в двух взаимно перпендикулярных плоскостях: по боковым поверхностям крышек и по образующей поверхности корпуса. Выполнение выреза в виде неравнобокой трапеции и последовательное чередование пластин с поворотом на 180° относительно их поперечной оси позволяют создать упоры для пружины, что обеспечит перемещение этих пластин в противоположные стороны в боковых направлениях для создания герметичности возле правой и левой крышек. Применение цилиндрической пружины позволяет осуществить перемещение пластин одновременно в радиальном и боковых направлениях и в то же время не препятствует перестройке набора пластин под меняющийся радиус рабочей поверхности корпуса. Ограничительный выступ на упорной стороне выреза пластины не позволяет пружине соскальзывать. Выполнение упорной боковой стороны выреза с углом 45° к нижней кромке пластины позволяет равномерно распределить усилие пружины в радиальном и в боковых направлениях. Противоположная сторона выреза выполнена с меньшим углом, что создает свободное пространство для движения пластин в боковом направлении и позволяет пружине воздействовать на эту сторону только в радиальном направлении. Применение жаропрочного и износостойкого материала для изготовления пластин необходимо для обеспечения долговечности уплотнения в зоне высоких температур.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен вид сбоку системы уплотнения, на фиг.2 - разрез по плоскости А-А, на фиг.3 - вид сбоку на лопатку с пружиной в сборе.
Система уплотнения роторно-поршневого двигателя включает корпус 1, имеющий внутреннюю рабочую поверхность трохоидной формы, боковые крышки 2 и вращающийся трехгранный ротор 3. На торцевых поверхностях ротора 3 расположены угловые сухарики 4 и торцевые планки 5. На вершинах ротора 3 и в угловых сухариках 4 выполнены пазы 6, в которых установлены наборные радиальные уплотнительные лопатки, состоящие из независимых тонких пластин 7. Пластины 7 выполнены с трапециевидным вырезом 8 снизу с ограничительными выступами 9 на упорных боковых сторонах. Форма выреза одинакова для всех пластин 7. Пластины 7 повернуты друг к другу на 180° относительно их поперечной оси. Минимальное количество пластин 7 должно быть не менее двух. В нижний фигурный вырез лопатки, образованный набором пластин 7, вставлена цилиндрическая пружина 10.
Система уплотнения роторно-поршневого двигателя работает следующим образом. При вращении ротора 3, по мере изменения радиуса внутренней рабочей поверхности корпуса 1 каждая пластина 7 в отдельности под действием пружины 10 и инерционных сил будет перемещаться в пазу 6 в радиальном направлении, таким образом, весь набор пластин 7 лопатки выстраивается по форме рабочей поверхности корпуса 1, что позволит уплотнить и разделить соседние рабочие полости двигателя. В целом, весь набор пластин 7, составляющих тело лопатки, контактирует с рабочей поверхностью корпуса 1 по отдельным линиям, количество которых равно количеству пластин 7 в наборе лопатки и не зависит от угла взаимодействия пластин 7 с корпусом 1. Уплотнение около боковых крышек 2 с каждой стороны создает только часть (половина) общего числа пластин 7 в наборе лопатки за счет воздействия пружины 10 на упорные боковые стороны выреза 8. Однако на качество уплотнения это большого влияния оказать не должно, т.к. высота уплотняемого участка небольшая (по высоте пластин 7 от поверхности корпуса 1 вдоль крышки 2 до углового сухарика 4). Кроме того, чередование пластин 7 создает зигзагообразное лабиринтное уплотнение около боковых крышек 2, в котором газы, частично проникшие в образовавшиеся зазоры, прижимают отдельные пластины 7 в противоположные стороны, т.е. к правой и левой крышкам 2, чем улучшают работу устройства. Фигурный вырез 8 в нижней части лопатки удерживает пружину 10 внутри паза 6 и заставляет ее находиться в изогнутом состоянии: упираться в выступы упорных боковых сторон трапециевидного выреза 8 пластин 7, толкая их в противоположные стороны и прижимая к правой и левой крышкам 2 двигателя, выталкивать одновременно их в радиальном направлении и прижимать к внутренней рабочей поверхности корпуса 1.
Применение описанной системы уплотнения не ограничивается данным примером. Изобретение может быть использовано для многогранных и цилиндрических роторов, а также для роторов с выдвигающимися заслонками.
Данное изобретение находится на стадии технического предложения.
Claims (4)
1. Система уплотнения роторно-поршневого двигателя с планетарным движением ротора, состоящая из элементов радиального уплотнения, в виде радиальных лопаток, подпружиненных к рабочей поверхности корпуса, и элементов торцевого уплотнения, подпружиненных к боковым крышкам, отличающаяся тем, что радиальные лопатки выполнены наборными из отдельных независимых тонких пластин подвижных в радиальном и боковых направлениях, минимальное количество которых равно двум, имеющих снизу вырез в виде неравнобокой трапеции, меньшая боковая сторона которой, содержащая ограничительный выступ снизу, упорная для пружины, при этом каждая последующая пластина повернута к предыдущей на 180° относительно их поперечной оси.
2. Система уплотнения роторно-поршневого двигателя по п.1, отличающаяся тем, что пружина выполнена цилиндрической.
3. Система уплотнения роторно-поршневого двигателя по п.1, отличающаяся тем, что угол наклона упорной боковой стороны составляет 45° к нижней кромке пластины, а противоположная неупорная боковая сторона выполнена с углом меньше 45°.
4. Система уплотнения роторно-поршневого двигателя по п.1, отличающиеся тем, что пластины выполнены из жаропрочного и износостойкого материала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007112371/06A RU2338071C1 (ru) | 2007-04-03 | 2007-04-03 | Система уплотнения роторно-поршневого двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007112371/06A RU2338071C1 (ru) | 2007-04-03 | 2007-04-03 | Система уплотнения роторно-поршневого двигателя |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2338071C1 true RU2338071C1 (ru) | 2008-11-10 |
Family
ID=40230339
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007112371/06A RU2338071C1 (ru) | 2007-04-03 | 2007-04-03 | Система уплотнения роторно-поршневого двигателя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2338071C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104975880A (zh) * | 2014-07-30 | 2015-10-14 | 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 | 容积型变界流体机构用组合滑片及包括其的流体机构 |
RU2738814C1 (ru) * | 2020-06-25 | 2020-12-17 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Торцевое уплотнение роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания |
US11988207B2 (en) | 2019-01-28 | 2024-05-21 | Rpc Engineering Limited Liability Company | Sealing system for a rotary-piston compressor |
-
2007
- 2007-04-03 RU RU2007112371/06A patent/RU2338071C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ханин Н.С. и др. Автомобильные роторно-поршневые двигатели. - М.: Машгиз, 1964, с.110. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104975880A (zh) * | 2014-07-30 | 2015-10-14 | 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 | 容积型变界流体机构用组合滑片及包括其的流体机构 |
US11988207B2 (en) | 2019-01-28 | 2024-05-21 | Rpc Engineering Limited Liability Company | Sealing system for a rotary-piston compressor |
RU2738814C1 (ru) * | 2020-06-25 | 2020-12-17 | Российская Федерация, от имени которой выступает ФОНД ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ | Торцевое уплотнение роторно-поршневого двигателя внутреннего сгорания |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4926252B2 (ja) | 回転ピストンエンジンのピストンの密封システム | |
US7896630B2 (en) | Rotary device with reciprocating vanes and seals therefor | |
JP2010511822A5 (ru) | ||
RU2338071C1 (ru) | Система уплотнения роторно-поршневого двигателя | |
US7059843B1 (en) | Split vane for axial vane rotary device | |
CA2782745C (en) | Apex seal arrangement for rotary internal combustion engine | |
RU2325542C2 (ru) | Многороторный двигатель внутреннего сгорания | |
CA2782794C (en) | Apex seal for rotary internal combustion engine | |
US4060352A (en) | Sealing grid system for rotary piston mechanism of the Wankel type | |
US3932075A (en) | Rotor and sealing grid for rotary engines | |
US3181509A (en) | Sealing means for rotary engines | |
US3824968A (en) | Rotary internal combustion engine | |
RU2491432C2 (ru) | Роторно-лопастный двигатель с вынесенной камерой сгорания и дисковой системой газораспределения (варианты) | |
RU2158375C1 (ru) | Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания | |
US20140069367A1 (en) | Dual tip seals for a rotary engine | |
RU2330973C1 (ru) | Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания | |
US4207039A (en) | Seal grid system for a rotary piston mechanism | |
US3853439A (en) | Apex seal assembly for rotary mechanisms | |
US9850758B2 (en) | Apex and face seals with rotary internal combustion engine | |
US3891361A (en) | Oil seal means of a rotary piston engine | |
GB2039618A (en) | Rotary positive-displacement fluid-machines | |
GB2023740A (en) | Rotary positive-displacement fluid-machine | |
US3740175A (en) | Rotary machine apex seal | |
RU2659639C1 (ru) | Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания | |
RU2271457C1 (ru) | Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090404 |