组合式密封片、容积式机器和宽燃料发动机的制作方法
未命名
09-22
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1.本发明涉及工质压缩和膨胀的容积式机器领域,更具体而言,本发明涉及宽燃料发动机、压缩机及其使用的组合式密封片。
背景技术:
2.曲柄活塞式内燃机经历了一百四十多年的改进,制造越来越精良,构造越来越复杂,热效率已接近极限,很难再有令人满意的突破。随着近几年越来越严苛的排放标准相继出台,人们将研发重点从内燃机转向了后处理,这无疑将导致制造成本和使用成本增高,甚至得不偿失。
3.如何突破曲柄活塞式内燃机的局限?人们想到了分步式循环方式,即:吸气和压缩、燃烧、膨胀和排气在不同的容积空间中分步进行。这样做的好处主要有:
4.首先,由于燃料的燃烧在特定的燃烧室中进行,燃烧时间极大延长,使得在曲柄活塞式内燃机中产生的,又来不及完全燃烧的co、hc及颗粒物等,根本不产生,或少量产生后也有机会在燃烧室内燃烧掉,环保优势比较明显。
5.其次,燃料充分燃烧后,获得的热量高;做功侧的容积很容易实现大于压缩侧的容积,相当于阿特金森循环(atkinson cycle);等等,这些优点有助于获得更高的热效率。
6.燃气轮机属于布雷顿循环(brayton cycle),本发明人认为也是一种分步式循环方式,一般只能在螺旋桨工况或发电工况运行,造价也太高,多数场合不适用。除了燃气轮机,现实中分步式循环方式还没有看到比较成功的商业应用。主要原因首先是现有技术压缩侧在较高压力下效率太低,其次是膨胀侧在较高压力下也有密封不严等技术问题。
7.从内燃机原理出发,分步式循环方式在一个循环中工质的最大压力不能太低,而是应该尽可能提高,这直接关系到热效率。现有的容积式压缩机,单级工作压力一般在0.7mpa以下,而用作高效的内燃机一般起码要在3mpa以上。
8.单纯提高工质的最大压力,也不是什么难题,压缩机多级串联就可实现。曲柄活塞式压缩机,有多个活塞环密封,密封效果好,最适合多级串联使用,缺点是余隙容积大,要达到3mpa的压力,也得2-3级串联。但凡多级串联,摩擦损耗增多,总的效率并不理想,体积、重量和造价过大,实用性降低了。
9.工业上常用的回转式压缩机,如:螺杆、涡旋一类,构成封闭容积的零部件之间不可能完全接触,有时还靠水等液体辅助密封,密封效果有限,改进的手段主要是提高零部件精度,工作压力难以进一步提高。
10.另一类回转式压缩机,如:现有的凸轮转子式和滚动转子式、现有的滑片式和旋叶式、等等,余隙容积较小,但是简单的接触式密封效果很有限,也达不到理想压力;由于采用的滑片基本是单一的线接触,旋转速度太高的情况下接触应力太大,旋转速度受到限制。
11.综上所述,分步式循环方式的发动机,压缩侧需要在较高压力下也能获得满意的效率,膨胀侧也需要在较高压力下高效运行。最理想的是单级无需串联就能实现高压力和高效率,这对于压缩机等行业也具有现实意义。要实现这些就需要选择余隙容积小的容积
式机器,并对现有的接触式密封片进行改进。
12.现有技术中使用滑片的压缩机,绝大多数都是单滑片结构,只有一级密封,压力高的情况下泄漏严重,显然不能满足技术要求。
13.在现有技术的申请号为201680025835.x的中国发明专利申请中,提出了将滑片分为两部分,滑块(即,门600)和密封片(即,尖端密封件620),滑块沿径向往复滑动,带动密封片一起滑动,滑块的作用是承受压力和弯矩,密封片的作用是密封。
14.在现有技术的申请号为200910194315.3的中国发明专利申请中,以及申请号为201310021409.7 的中国发明专利中,采用了双滑片结构,虽然密封效果有些改善,但是滑片质量依然比较大,因此只能用在空调压缩机上或类似低转速低压力场合。
15.另一类型的密封片相对容纳它的零部件而言只有微小位移,例如汪克尔(felix wankel)转子发动机转子的棱封,和反汪克尔转子发动机缸体内壁的棱封,其密封性能至今都是未完全解决的难题。
16.本领域中需要改进的密封技术,以解决上述技术缺陷,以及其它技术问题。
17.本发明说明书的此背景技术部分中所包括的信息,包括本文中所引用的任何参考文献及其任何描述或讨论,仅出于技术参考的目的而被包括在内,并且不被认为是将限制本发明范围的主题。
技术实现要素:
18.鉴于以上所述以及其它更多的构思,而提出了本发明。
19.根据本发明的第一方面的构思,旨在提供改进的密封片,工作在较高压力下能够密封良好,并且在较宽的转速范围都能够正常工作。本发明的第二目的是利用改进后的密封片制造在较高压力下单级也有满意效率的容积式机器。本发明的第三目的是利用改进后的容积式机器制造更环保更节能的宽燃料发动机。
20.在本发明中,可能用到如下术语和定义:
21.工质:可实现热能和机械功互相转化的工作介质,例如:空气、某种气体、某种混合气体、燃烧气体、水蒸气、超临界二氧化碳流体、超临界水、水、制冷剂等。
22.组合式密封片:可包括主密封片和至少一个副密封片。
23.容积式机器:可利用空间密闭容腔容积的周期性变化进排工作介质,作为流体能量转换的机器,如泵、真空泵、马达、压缩机、发动机等。
24.宽燃料发动机:发动机的机械运动部分基本不用改动,仅改动或切换工质加热器获得热量的方式,例如仅改动或切换不同的燃料喷入装置和/或燃烧室,就能够使用不同燃料的发动机。工质加热器应该广义地理解,例如也可采取外部热源热交换的方式,而不局限于内部燃烧。
25.压缩比:压缩侧最大密闭容积除以压缩侧根据例如单向阀即将关闭还未完全关闭时刻的压力值按照绝热压缩换算的容积所得的比值,这和曲柄活塞式内燃机压缩比的热功意义相同。
26.中心对称:在一个平面内一个图形绕某一点旋转180
°
后能与另一个图形重合。
27.ecu:电子控制单元(electronic control unit)。
28.本发明的发明目的可通过以下技术方案来实现。
29.技术方案1.一种组合式密封片,包括滑块,所述滑块上带有主密封片,其中,所述组合式密封片还包含至少一个副密封片,所述至少一个副密封片中的第1副密封片背靠在所述主密封片上或同时搭靠在所述主密封片和滑块上,在所述第1副密封片与所述主密封片之间和/或在所述第1副密封片与所述滑块之间,设有弹性件。
30.技术方案2.根据技术方案1所述的组合式密封片,其中,所述至少一个副密封片中的第2副密封片背靠在所述第1副密封片上或同时搭靠在所述第1副密封片和所述滑块上,所述第2副密封片与所述第1副密封片或所述滑块之间有弹性件。
31.技术方案3.根据技术方案2所述的组合式密封片,其中,所述至少一个副密封片的数量为n,并且依照不间断递减的以下顺序来布置:
32.第n副密封片背靠在第n-1副密封片上或同时搭靠在第n-1副密封片和滑块上,第n副密封片与第n-1副密封片或滑块之间有弹性件;第n-1副密封片背靠在第n-2副密封片上或同时搭靠在第n-2 副密封片和滑块上,第n-1副密封片与第n-2副密封片或滑块之间有弹性件,...,依次类推,直到递减至所述第2副密封片为止,其中,n为选自3、4、5、6、7、8、9和10中的一者。
33.技术方案4.根据上述技术方案中任一项所述的组合式密封片,其中,所述主密封片和副密封片中的至少一者是由左右两片拼接而成,并且所述左右两片之间设有横向施力的弹性件。
34.技术方案5.根据技术方案4所述的组合式密封片,其中,所述左右两片优选在密封端面有左右交叉搭接的部分。
35.技术方案6.根据上述技术方案中任一项所述的组合式密封片,其中,所述主密封片和/或所述副密封片的密封端面为弧形柱面。
36.技术方案7.根据上述技术方案中任一项所述的组合式密封片,其中,所述主密封片与所述滑块之间进一步设有弹性件。
37.技术方案8.根据上述技术方案中任一项所述的组合式密封片,其中,容纳所述组合式密封片的容纳腔包括至少一个凹槽,所述凹槽内设有密封条及弹性件,所述弹性件使得所述密封条接触所述组合式密封片。
38.技术方案9.根据技术方案8所述的组合式密封片,其中,所述密封条的截面形状基本是三角形,所述弹性件的施力方向偏向低压区一侧。
39.技术方案10.根据上述技术方案中任一项所述的组合式密封片,其中,容纳所述组合式密封片的容纳腔在靠近端口位置还设有耐磨条和容纳所述耐磨条的圆弧形凹槽。
40.技术方案11.根据上述技术方案中任一项所述的组合式密封片,其中,在所述滑块的正反两面上各设置一组所述主密封片与所述至少一个副密封片的组合,所述滑块的侧面形状是中心对称的。
41.技术方案12.根据技术方案11所述的组合式密封片,其中,在所述滑块上设有镂空的部分和/或加强筋。
42.技术方案13.根据上述技术方案中任一项所述的组合式密封片,其中,所述主密封片与所述至少一个副密封片设置在所述滑块的一个面上,并且在所述滑块的一端安装有穿过轴的滚轮从动件。
43.技术方案14.根据技术方案1所述的组合式密封片,其中,所述主密封片与所述滑
块是一体的,所述副密封片及其相应的弹性件对称地分布在所述主密封片两侧。
44.技术方案15.根据技术方案1所述的组合式密封片,其中,所述主密封片与所述滑块是一体的,两组所述主密封片与所述至少一个副密封片及相应弹性件的组合彼此背靠背地对称布置,其中,所述主密封片充当所述滑块。
45.技术方案16.一种容积式机器,其特征在于,包括:
46.转子、缸体和位于所述缸体两侧的缸盖,所述转子通过主轴和轴承借助于所述缸盖可转动地安装于所述缸体的筒形内壁之中;
47.其中,所述转子是凸轮转子,所述转子的轮廓从最大半径圆弧分别向两边平滑延伸直至重合,在延伸过程中所述轮廓各点到回转轴心的距离从最大值逐渐到最小值,所述最大半径圆弧的圆弧柱面包括至少一个凹槽,所述凹槽内有作用于所述缸体筒形内壁的径向密封条;
48.所述转子的两端面分别至少有一个环形槽及槽内的密封环;
49.所述缸体设有前容纳腔用于容纳组合式密封片,也有后容纳腔用于容纳所述组合式密封片的驱动机构;
50.在所述缸体的筒形内壁之中通过所述转子和组合式密封片隔离出可变化的容积,用于工质进出的开口和阀门分别位于被所述组合式密封片隔开的低压区一侧和高压区一侧的所述缸体或缸盖上;
51.所述容积式机器还包括润滑通道和冷却面;
52.其中,所述组合式密封片是技术方案1至15中任一项所述的组合式密封片。
53.技术方案17.根据技术方案16所述的容积式机器,其中,所述最大半径圆弧的半径为r0,其圆心与回转轴心重合,以该圆弧的中点到回转轴心的连线为对称线,圆心在该对称线上的另一圆弧半径为r1,在对称线两侧半径为r0的圆弧和半径为r1的圆弧之间分别有过渡圆弧r2,或者用更多圆弧替代圆弧r2,所有圆弧相邻相切,连接成平滑曲线。
54.技术方案18.根据技术方案16所述的容积式机器,其中,所述作用于缸体筒形内壁的径向密封条与其凹槽之间有防脱台阶,并允许径向密封条有径向移动间隙,径向密封条在所述圆弧柱面上的位置居中或者偏向低压区一侧。
55.技术方案19.根据技术方案16所述的容积式机器,其中,所述转子两端面的环形槽及槽内的密封环,还包括环形槽槽底和密封环之间的弹性密封件,密封环横截面基本为正方形或长方形,密封环或者由长度大于环形槽圆周长的薄片卷绕而成,该薄片两端或者逐渐变薄。
56.技术方案20.根据技术方案16所述的容积式机器,其中,所述缸体有两个筒形内壁,其中分别装入回转轴线平行、转子轮廓从最大半径圆弧中点到回转轴心的连线也平行、轴间转速比为1:1的两个转子,所述前容纳腔连通两个筒形内壁,所述滑块搭载的两组主副密封片的密封端面分别朝向相反的方向接触两个转子,滑块一端受到来自一侧转子作用于各密封片密封端面的力,另一端受到来自另一侧转子作用于各密封片密封端面的力,滑块在这两个力的作用下往复滑动,两个筒形内壁互为后容纳腔,两个转子互为组合式密封片驱动机构。
57.技术方案21.根据技术方案16所述的容积式机器,其中,所述润滑通道要经过所述轴承和所述转子,润滑油进油口在主轴一端轴承的压盖上,回油口在主轴另一端轴承的压
盖上。
58.技术方案22.根据技术方案21所述的容积式机器,其中,所述缸盖面向所述转子的一面有若干小凹坑或细凹槽,小凹坑或细凹槽的位置靠近所述缸体筒形内壁同时有机会接触到转子两端面密封环之内的润滑油。
59.技术方案23.根据技术方案16所述的容积式机器,其中,所述冷却面由所述缸盖内的中空部分限定;或者,在所述缸盖和缸体内都有作为所述冷却面的中空部分,其中可通入循环的冷却液。
60.技术方案24.一种容积式机器,其特征在于,包括:
61.转子、缸体和位于所述缸体两侧的缸盖,所述转子通过主轴和轴承借助于所述缸盖可转动并偏心地安装于所述缸体的筒形内壁之中;
62.所述转子是组合式密封片转子,在其基本圆柱体上设有贯通回转轴线的容纳腔,用于容纳组合式密封片;
63.所述转子的两端面分别至少有一对半径相同的弧形槽及槽内的弧形密封件;
64.所述组合式密封片的滑块形状为中心对称,并且搭载两组主副密封片,所述两组主副密封片的密封端面分别向相反的方向接触所述缸体筒形内壁;
65.在所述转子的回转轴线与所述缸体筒形内壁最接近位置的内壁上开有至少一个凹槽,所述凹槽内设有作用于所述转子的径向密封条;
66.在所述缸体筒形内壁之中,通过所述转子和作用于所述转子的径向密封条隔离出可变化的容积,用于工质进出的开口和阀门分别在所述径向密封条隔开的低压区一侧和高压区一侧的所述缸体或缸盖上;
67.所述容积式机器还包括润滑通道和冷却面;
68.其中,所述组合式密封片是技术方案1至15中任一项所述的组合式密封片。
69.技术方案25.根据技术方案24所述的容积式机器,其中,所述缸体筒形内壁远离所述转子回转轴线的这段内壁基本为椭圆弧柱面,所述转子回转轴线与所述缸体筒形内壁最接近位置并开有所述凹槽的内壁为圆弧柱面,所述圆弧柱面的弧心线与转子回转轴线重合,所述圆弧柱面和所述椭圆弧柱面之间通过至少一种半径的圆弧柱面相邻相切过渡。
70.技术方案26.根据技术方案24所述的容积式机器,其中,所述作用于转子的径向密封条与其凹槽之间有防脱台阶,并允许所述径向密封条有径向移动间隙,所述径向密封条在所述圆弧柱面上的位置居中或者偏向低压区一侧,所述径向密封条与其凹槽之间有弹性件,所述弹性件使得所述径向密封条接触转子。
71.技术方案27.根据技术方案24所述的容积式机器,其中,所述转子两端面的弧形槽及槽内的弧形密封件,还包括在弧形槽槽底和所述弧形密封件之间的弹性密封件,所述弧形密封件的横截面基本为正方形或长方形。
72.技术方案28.根据技术方案27所述的容积式机器,其中,所述弧形密封件在旋转的方向靠近前端与所述弧形槽之间有凸凹相扣的形状,对所述弧形密封件进行圆周上的固定,其尾部有一段拼接的弧形密封件。
73.技术方案29.根据技术方案24所述的容积式机器,其中,所述润滑通道要经过所述轴承和所述转子,润滑油进油口在所述主轴一端轴承的压盖上,回油口在所述主轴另一端轴承的压盖上。
74.技术方案30.根据技术方案24所述的容积式机器,其中,所述冷却面由所述缸盖内的中空部分限定;或者,在所述缸盖和缸体内都有作为所述冷却面的中空部分,其中可通入循环的冷却液。
75.技术方案31.一种容积式机器,其特征在于,包括:
76.转子、缸体和位于所述缸体两侧的缸盖,所述转子通过主轴和轴承借助于所述缸盖可转动地安装于所述缸体的筒形内壁之中;
77.所述转子是橄榄形转子,所述转子最贴近所述缸体筒形内壁的轮廓是半径和弧长相等圆心重合中心对称的两个圆弧,从所述两个圆弧同侧相向平滑延伸直至重合,在延伸过程中所述轮廓各点到回转轴心的距离分别从最大值逐渐到最小值,最贴近所述缸体筒形内壁的圆弧柱面分别包括至少一个凹槽,所述凹槽内有作用于所述缸体筒形内壁的径向密封条;
78.所述转子的两端面分别有至少一个基本为椭圆的环形槽及位于所述环形槽内的密封环;
79.所述缸体上有两个中心对称的前容纳腔用于容纳两个组合式密封片,也有两个中心对称的后容纳腔用于容纳所述两个组合式密封片的驱动机构;
80.在所述缸体筒形内壁之中通过所述转子和所述组合式密封片隔离出可变化的容积,用于工质进出的两个开口和两个阀门分别在被所述两个组合式密封片隔开的低压区一侧和高压区一侧的所述缸体或缸盖上;
81.所述容积式机器还包括润滑通道和冷却面;
82.其中,所述两个组合式密封片分别是技术方案1至15中任一项所述的组合式密封片。
83.技术方案32.根据技术方案31所述的容积式机器,其中,最贴近所述缸体筒形内壁的两个半径为r00的圆弧,其弧长相等圆心重合中心对称,在同侧设有与所述两个半径为r00的圆弧距离相等且半径为r11的圆弧,其中,r11>r00,半径为r11的所述圆弧中点到回转轴心的距离小于r00,在所述两个r00圆弧和所述两个r11圆弧之间分别有半径为r22的一个过渡圆弧,或者有更多个过渡圆弧,所有的所述过渡圆弧相邻相切且连接成平滑曲线。
84.技术方案33.根据技术方案31所述的容积式机器,其中,作用于所述缸体筒形内壁的所述径向密封条与其凹槽之间有防脱台阶,并允许所述径向密封条有径向移动间隙,所述径向密封条在所述圆弧柱面上的位置居中或者偏向低压区一侧。
85.根据技术方案34所述的容积式机器,其中,所述转子两端面的环形槽及槽内的密封环还包括在所述环形槽槽底和所述密封环之间的弹性密封件,所述密封环的横截面基本为正方形或长方形;或者,所述密封环由长度大于所述环形槽圆周长的薄片卷绕而成,所述薄片两端逐渐变薄。
86.技术方案35.根据技术方案31所述的容积式机器,其中,所述组合式密封片的驱动机构是凸轮机构,所述凸轮机构可转动地装于所述后容纳腔里,并由所述主轴按固定转速比驱动,所述组合式密封片的所述滑块上带有滚子从动件,所述滑块一端受到来自所述转子作用于各密封片密封端面的力,另一端受到来自所述凸轮机构的凸轮施加在所述滚子从动件上的力,所述滑块在这两个力的作用下往复滑动;
87.所述凸轮的形状设置成使得由所述主密封片始终接触转子,所述主密封片与所述
滑块之间基本没有相对位移,并且所述转子和所述凸轮的旋转由滚子从动件的移动位置决定。
88.技术方案36.根据技术方案31所述的容积式机器,其中,所述润滑通道要经过所述轴承和所述转子,润滑油进油口在所述主轴一端轴承的压盖上,回油口在所述主轴另一端轴承的压盖上。
89.技术方案37.根据技术方案36所述的容积式机器,其中,所述缸盖面向所述转子的一面有若干小凹坑或细凹槽,所述小凹坑或细凹槽的位置靠近所述缸体筒形内壁同时有机会接触到所述转子两端面密封环之内的润滑油。
90.技术方案38.根据技术方案31所述的容积式机器,其中,所述冷却面由所述缸盖内的中空部分限定;或者,在所述缸盖和缸体内都有作为所述冷却面的中空部分,其中可通入循环的冷却液。
91.技术方案39.一种宽燃料发动机,其特征在于,包括:
92.压缩侧容积式机器、膨胀侧容积式机器和工质加热器,其中,压缩侧容积式机器的排出口连通所述工质加热器的进入口,所述工质加热器的排出口连通所述膨胀侧容积式机器的进入口;
93.所述压缩侧容积式机器的主轴可操作地连接至所述膨胀侧容积式机器的主轴;
94.其中,所述压缩侧容积式机器采用根据技术方案16至23中任一项、技术方案24至30中任一项、或者技术方案31至38中任一项所述的容积式机器,其中,所述开口为所述压缩侧容积式机器的工质进入口,所述阀门为所述压缩侧容积式机器的单向阀;
95.其中,所述膨胀侧容积式机器采用根据技术方案16至23中任一项、技术方案24至30中任一项、或者技术方案31至38中任一项所述的容积式机器,其中,所述开口为所述膨胀侧容积式机器的工质排出口,所述阀门为所述膨胀侧容积式机器的控制阀。
96.技术方案40.根据技术方案39所述的宽燃料发动机,其中,所述工质加热器是燃烧室,所述燃烧室带有燃料喷嘴和点火装置,并且选择性地带有压力传感器和温度传感器中的至少一者。
97.技术方案41.根据技术方案40所述的宽燃料发动机,其中,所述宽燃料发动机中,每转燃料喷入量小于或等于理论空燃比的燃料配比量。
98.技术方案42.根据技术方案41所述的宽燃料发动机,其中,通过调节每转燃料喷入量、每转燃料喷入持续的时间和燃料在所述燃烧室中的分布状态,来控制所述燃烧室每转的最高燃烧温度,所述最高燃烧温度低于法规许可的nox最大生成量温度。
99.技术方案43.根据技术方案40至42任一项所述的宽燃料发动机,其中,每个或单个所述燃烧室的燃料喷嘴至少有2个,其中第1个所述燃料喷嘴输送燃料,第2个所述燃料喷嘴输送水和/或燃料;或者
100.每个或单个所述燃烧室具有单个燃料喷嘴,所述单个燃料喷嘴至少有2个接入口,其中第1个所述接入口输送燃料,第2个所述接入口输送水和/或燃料。
101.技术方案44.根据技术方案39所述的宽燃料发动机,其中,所述单向阀包括相对于所述缸体或缸盖静止的密封面,所述静止的密封面中心有工质入口,还包括至少2个叠在一起的盘形密封件,所述盘形密封件之间有相对移动间隙,所述盘形密封件由导向件支撑和限位,还有弹性件作用于所述盘形密封件,使得所述盘形密封件靠向所述静止的密封面,所
述盘形密封件根据两侧压力差自动与所述静止的密封面分离或接触,实现单向密封。
102.技术方案45.根据技术方案39所述的宽燃料发动机,其中,所述控制阀是旋塞阀,所述旋塞阀的阀芯通过缸盖上安装的轴驱动,所述轴伸出所述缸盖由所述主轴按固定转速比驱动,所述轴上设若干均压槽,所述轴和所述缸盖之间有油池,通过所述油池中的油进行密封和润滑;或者,所述旋塞阀的阀芯通过所述缸盖上安装的电磁驱动或磁力耦合驱动,电磁或磁力耦合靠磁力驱动并将内外空间的压力用壳体或隔离套隔开。
103.技术方案46.根据技术方案45所述的宽燃料发动机,其中,通过选择所述旋塞阀的阀座开口和阀芯开口的贯通重叠角度,在每转喷入燃烧室的燃料达到最多的条件下,使压缩侧的压缩比达到设计最大值。
104.技术方案47.根据技术方案39所述的宽燃料发动机,其中,所述控制阀是电磁阀,其包括:相对于所述缸体或缸盖静止的密封面、阀杆、阀杆导向件、阀杆端部带有的盘形密封件、复位弹性件,第一衔铁和第一电磁铁、第二衔铁和第二电磁铁;其中,所述静止的密封面中心有工质出口,所述第一电磁铁和第二电磁铁的电流及通断受ecu控制;其中,在所述电磁阀打开时,所述第一衔铁首先被所述第一电磁铁吸合,随后所述第二衔铁被所述第二电磁铁吸合,在所述电磁阀关闭时,顺序相反。
105.技术方案48.根据技术方案39所述的宽燃料发动机,其中,所述盘形密封件的数量至少有2个并且套叠在一起,所述密封件之间有相对移动间隙。
106.技术方案49.根据技术方案39所述的宽燃料发动机,其中,所述控制阀是闸阀,其包括:相对于所述缸体或缸盖静止的密封面、闸板,所述闸板包括通孔、容纳腔和容纳在其中的至少两个套叠在一起的盘形密封件,所述至少两个盘形密封件中除了最小的是无容纳腔的片状密封件之外各自都有容纳腔,以便容纳比其小一级的盘形密封件,所有的容纳腔与其所容纳并直接接触的盘形密封件之间有径向和轴向间隙;所述密封面设有工质出口,所述闸阀还包括闸板驱动装置以驱动所述闸板使所述通孔与所述工质出口连通、或使所述盘形密封件和片状密封件封闭所述工质出口,实现工质的通断。
107.技术方案50.根据技术方案47-49中任一项所述的宽燃料发动机,其中,控制所述闸阀在每次打开后关闭的时刻,来控制所述燃烧室的压力,继而控制压缩侧的压缩比。
108.技术方案51.根据技术方案39所述的宽燃料发动机,其中,膨胀侧每转膨胀做功容积大于压缩侧每转压缩容积。
109.技术方案52.根据技术方案39所述的宽燃料发动机,其中,设有至少1个辅助输出轴,为润滑油泵和冷却液泵等提供动力。
110.技术方案53.根据技术方案39所述的宽燃料发动机,其中,膨胀侧主轴与压缩侧主轴同轴或通过联轴器连接;或者,膨胀侧主轴通过超越离合器与压缩侧主轴连接,压缩侧超越膨胀侧。
111.技术方案55.根据技术方案53所述的宽燃料发动机,其中,所述压缩侧主轴连接有电动机,用于启动所述宽燃料发动机,和/或为所述宽燃料发动机提供附加的扭矩和功率。
112.技术方案55.根据技术方案54所述的宽燃料发动机,其中,所述电动机兼有发电机功能;或者,所述宽燃料发动机另外增设并连接一台发电机用于发电。
113.技术方案56.根据技术方案39所述的宽燃料发动机,其中,所述压缩侧容积式机器至少两级串联使用,并且/或者所述膨胀侧容积式机器至少两级串联使用。
114.技术方案57.根据技术方案40所述的宽燃料发动机,其中,所述燃烧室的容积为压缩侧最大密闭容积的0.02至0.9倍。
115.技术方案58.一种容积式机器,例如压缩机,其安装有根据技术方案1-15中任一项所述的组合式密封片。
116.技术方案59.一种发动机,例如宽燃料发动机,其安装有根据技术方案1-15中任一项所述的组合式密封片。
117.技术方案60.根据技术方案1-15中任一项所述的组合式密封片在容积式机器或发动机中的用途。
118.根据本发明的一方面,还提供了一种组合式密封片,包括滑块,滑块上带有主密封片,还包含至少一个副密封片,第一或唯一副密封片背靠在主密封片上,或同时搭靠在主密封片和滑块上,副密封片与主密封片或滑块之间有朝向密封端面施力的弹性件。
119.根据本发明的另外一方面,还提供了组合式密封片,包括滑块,滑块上带有主密封片,组合式密封片还包含至少一个副密封片,其中的第1副密封片背靠在主密封片上或同时搭靠在主密封片和滑块上,在副密封片与主密封片之间和/或在副密封片与滑块之间,设有弹性件。
120.根据一个或多个实施例,组合式密封片可包括主密封片和至少一个副密封片,它们可通过滑块组合在一起,可被放置在特定的容纳腔里,并且可相对该容纳腔可以往复直线滑动或弧线摆动、也可微动甚至基本静止。组合式密封片的密封端面可压在该容纳腔外面的周期性相对运动的零部件表面上,可形成密封端面的密封,同时也可与密封端面方向垂直的两侧面形成密封。
121.根据一实施例,副密封片的数量为n,第n副密封片背靠在第n-1副密封片上,或同时搭靠在第 n-1副密封片和滑块上,第n副密封片与第n-1副密封片或滑块之间有朝向密封端面施力的弹性件, n依照不间断递增的顺序可以分别是2、3、4、5、6、7、8、9、等等。
122.根据一实施例,防脱台阶为了防止径向密封条脱离其凹槽;径向密封条的位置偏向低压区一侧,对于压缩容积式机器为了进一步减小余隙容积,对于膨胀容积式机器为了进一步减少负压容积,负压容积是膨胀工质还未进入膨胀容腔但膨胀容腔已经开始变大时的容积,过窄的圆弧柱面径向密封条只能居中布置,所以圆弧柱面的宽度要适当;台阶比较优选地在高压区一侧。
123.根据一实施例,弹性密封件可以是薄壁弹性金属管的环形圈,用在温度较高的地方,也可以是橡胶圈,用在温度较低的地方。
124.根据一实施例,缸体有两个筒形内壁,其中分别装入回转轴线平行、转子轮廓从最大半径圆弧中点到回转轴心的连线也平行、轴间转速比为1:1的两个转子,前容纳腔连通两个筒形内壁,滑块搭载的两组主副密封片的密封端面分别朝向相反的方向接触两个转子,滑块一端受到来自一侧转子作用于各密封片密封端面的力,另一端受到来自另一侧转子作用于各密封片密封端面的力,滑块在这两个力的作用下往复滑动,两个筒形内壁互为后容纳腔,两个转子互为组合式密封片驱动机构。
125.根据一实施例,两个凸轮转子可以认为是共轭关系或近似的共轭关系,两个凸轮转子的轮廓也要兼顾之间的共轭关系。两个转子一般相同,也可径向大小不同。
126.根据一实施例,润滑通道要经过轴承和转子,润滑油进油口在主轴一端轴承的压
盖上,回油口在主轴另一端轴承的压盖上。
127.根据一实施例,缸盖面向转子的一面有若干小凹坑或细凹槽,小凹坑或细凹槽的位置靠近缸体筒形内壁同时有机会接触到转子两端面密封环之内的润滑油。
128.根据一实施例,冷却面是缸盖内有中空部分,或者缸盖和缸体内都有中空部分,可通入循环的冷却液。如果是风冷,冷却面可理解为缸盖和缸体外表面的散热片。
129.根据一实施例,缸体筒形内壁远离转子回转轴线的这段内壁基本为椭圆弧柱面,转子回转轴线与缸体筒形内壁最接近位置并开有凹槽的内壁为圆弧柱面,圆弧柱面的弧心线与转子回转轴线重合,圆弧柱面和椭圆弧柱面之间通过至少一种半径的圆弧柱面相邻相切过渡。直线视为半径无穷大的圆弧。
130.根据一实施例,作用于转子的径向密封条与其凹槽之间有防脱台阶,并允许径向密封条有径向移动间隙,径向密封条在圆弧柱面上的位置居中或者偏向低压区一侧,径向密封条与其凹槽之间有弹性件,弹性件使得径向密封条接触转子。
131.根据一实施例,防脱台阶为了防止径向密封条脱离其凹槽;径向密封条的位置偏向低压区一侧,对于压缩容积式机器为了进一步减小余隙容积,对于膨胀容积式机器为了进一步减少负压容积,负压容积是膨胀工质还未进入膨胀容腔但膨胀容腔已经开始变大时的容积,过窄的圆弧柱面径向密封条只能居中布置,所以圆弧柱面的宽度要适当;台阶比较优选地在高压区一侧,弹性件的施力方向偏向低压区一侧。
132.根据一实施例,弹性密封件的横截面可以是薄壁弹性金属管,用在温度较高的地方,弹性密封件也可以是橡胶条,用在温度较低的地方。
133.根据一实施例,最贴近缸体筒形内壁e1-1的两个半径为r00的圆弧,弧长相等圆心重合中心对称,在同侧与两个半径为r00的圆弧距离相等有半径为r11的圆弧,r11>r00,半径为r11的圆弧中点到回转轴心的距离<r00,在两个r00圆弧和两个r11圆弧之间分别有半径为r22的过渡圆弧,或者有更多过渡圆弧,所有圆弧相邻相切,连接成平滑曲线。
134.根据一实施例,作用于缸体筒形内壁的径向密封条与其凹槽之间有防脱台阶,并允许径向密封条有径向移动间隙,径向密封条在圆弧柱面上的位置居中或者偏向低压区一侧。
135.根据一实施例,转子两端面的环形槽及槽内的密封环,还包括环形槽槽底和密封环之间的弹性密封件,密封环横截面基本为正方形或长方形,密封环或者由长度大于环形槽圆周长的薄片卷绕而成,该薄片两端或者逐渐变薄。
136.根据一实施例,组合式密封片驱动机构是凸轮机构,凸轮机构可转动的装于后容纳腔里,并由主轴按固定转速比驱动,组合式密封片的滑块上带有滚子从动件,滑块一端受到来自转子作用于各密封片密封端面的力,另一端受到来自凸轮机构的凸轮施加在滚子从动件上的力,滑块在这两个力的作用下往复滑动。
137.根据一实施例,工质加热器也可以是某种热交换器,将某种热源的热量传给被压缩的工质。点火装置是火花塞或电热塞,点火装置在启动时或燃烧室温度不足以点燃燃料的情况下工作。
138.根据一实施例,每转燃料喷入量小于或等于理论空燃比的燃料配比量。
139.理论空燃比也称之为化学当量比。本发明可以实施从等于理论空燃比的燃烧,到稀薄燃烧,再到超稀薄燃烧,具体每转燃料喷入量根据膨胀侧需要的扭矩和转速调整。
140.通过调节每转燃料喷入量、每转燃料喷入持续的时间和燃料在燃烧室中的分布状态,控制燃烧室每转的最高燃烧温度,该最高燃烧温度低于法规许可的no
x
最大生成量温度。no
x
在这里指热力型氮氧化物,燃烧温度低于1800k时生成量明显减少,温度进一步降低no
x
生成量进一步减少。法规的标准是动态的,所以要以颁布并实施的法规为依据。燃烧温度与每转燃料喷入量、每转燃料喷入持续的时间和燃料在燃烧室中的分布状态等相关因素有直接关系。燃料喷入是连续模式、间歇模式或脉冲模式,间歇模式每转由喷入和停喷两段时间组成,脉冲模式每转由若干次极短喷射组成。燃料在燃烧室中的分布状态尽量分散,多点燃烧,使温度场尽量均匀。燃料分布状态与喷嘴设计和喷射压力有关,燃料也可以通过预热进行雾化。从技术上能够通过控制这些相关因素来控制燃烧温度,达到控制no
x
浓度的目的,这属于开环控制。燃烧室也可以引入温度检测手段,用反馈的火焰温度,实现闭环控制。
141.每个或单个燃烧室的燃料喷嘴至少有2个,或1个燃料喷嘴至少有2个接入口,第1个燃料喷嘴或第1个接入口输送燃料a,第2个燃料喷嘴或第2个接入口个输送水和/或燃料b。
142.喷入水为适当降低燃烧室温度,减少no
x
排放,缓解膨胀侧过高的温度冲击,也能提高工质的做工能力。现有技术也有将燃料乳化的做法,虽目的相似,但水的比例不能灵活调整。使用燃料b,利用燃料b的某种特点,比如便于冷机启动等。也可以通过某个燃料喷嘴或某个接入口输送清洁剂或酸碱度中和剂等达到清洁保养目的。
143.单向阀可包括相对于缸体或缸盖静止的密封面,静止的密封面中心有工质入口,还包括至少2 个叠在一起的盘形密封件,盘形密封件之间有相对移动间隙,盘形密封件由导向件支撑和限位,还有弹性件作用于盘形密封件,使得盘形密封件靠向静止的密封面,盘形密封件根据两侧压力差自动与静止的密封面分离或接触,实现单向密封。
144.静止的密封面和盘形密封件的配合面可以是圆锥面,也可以是椭圆锥面或平面,2个或多个盘形密封件实现2级以上的密封,压力被各盘形密封件分开负担,减少泄漏,并且容易逐级打开。单向阀的数量并不局限在1个,应该根据单向阀通过的流量和阻力情况权衡后决定其数量。
145.控制阀可以是旋塞阀,旋塞阀的阀芯通过缸盖上安装的轴驱动,轴伸出缸盖由主轴按固定转速比驱动,轴上有若干均压槽,轴和缸盖之间有油池,通过油池中的油进行密封和润滑,或者旋塞阀的阀芯通过缸盖上安装的电磁驱动或磁力耦合驱动,电磁或磁力耦合靠磁力驱动并将内外空间的压力用壳体或隔离套隔开。
146.双作用膨胀容积式机器旋塞阀与主轴的转速比为1:1,单作用膨胀容积式机器旋塞阀与主轴的转速比为1:2。每个容腔每转进排2次为双作用,每转进排1次为单作用。
147.通过选择旋塞阀阀座开口和阀芯开口的贯通重叠角度,在每转喷入燃烧室的燃料达到最多的条件下,使压缩侧的压缩比达到设计最大值。
148.当阀芯与主轴之间的转速比确定后,旋塞阀阀座开口和阀芯开口的贯通重叠角度,也就是从开始导入工质到阻断工质阀芯转过的角度,决定了膨胀侧的初始容积,在燃烧室每转喷入的燃料不变的情况下,也决定了燃烧室的压力,继而决定了压缩侧单向阀即将关闭时刻的最小密闭容积时的压力,最后决定了压缩侧的压缩比。如果一段时间内没有燃料喷入,在相同压力条件下,压缩侧压入燃烧室工质的容积基本等于膨胀侧的初始容积。当有燃料喷入时,膨胀侧的初始容积大于压缩侧压入燃烧室工质的容积,由于膨胀侧的初始
容积不变,压缩侧压入燃烧室工质的容积会变小,都是在相同压力条件下比较压缩侧和膨胀侧的容积。显然每转燃料喷入量影响压缩比,当每转喷入燃烧室的燃料达到最多的条件下,压缩比达到最大值,此最大值是根据容积式机器的强度设计和常用工况并兼顾热效率等综合因素优化后的设计最大值,此最大值一般大于18。
149.控制阀可以是电磁阀,包括:相对于缸体或缸盖静止的密封面、阀杆、阀杆导向件、阀杆端部带有的盘形密封件、复位弹性件,第一衔铁和第一电磁铁、第二衔铁和第二电磁铁,静止的密封面中心有工质出口,第一电磁铁和第二电磁铁的电流及通断受ecu控制,电磁阀打开时,第一衔铁首先被第一电磁铁吸合,随后第二衔铁被第二电磁铁吸合,电磁阀关闭时,顺序相反。
150.静止的密封面和盘形密封件的配合面可以是圆锥面,也可以是椭圆锥面或平面。
151.盘形密封件的数量至少有2个并且叠在一起,盘形密封件之间有相对移动间隙。
152.2个或多个盘形密封件可以实现2级以上的密封,压力被各盘形密封件分开负担,减少泄漏,并且容易逐级打开。
153.控制电磁阀每次打开后关闭的时刻,可以控制燃烧室的压力,继而控制压缩侧的压缩比。此压缩比是根据容积式机器的强度设计和具体工况并兼顾热效率等综合因素优化后的设计值,此设计值一般大于10。根据每转燃料喷入量和对应的压缩比的设计值,计算膨胀侧的初始容积,执行电磁阀关闭的时刻,这属于开环控制。也可以输入压力传感器的反馈值通过ecu进行闭环控制。电磁阀打开的时机取决于转子相对工质进入口的位置,在膨胀侧容积最小即将膨胀时刻的位置。
154.控制阀可以是闸阀,包括:相对于缸体或缸盖静止的密封面、闸板、闸板有容纳腔容纳至少1 个盘形密封件,静止的密封面有工质出口,还包括闸板驱动装置,驱动闸板及盘形密封件离开或覆盖工质出口实现工质的通断。
155.膨胀侧每转膨胀做功容积可以大于压缩侧每转压缩容积。合理的容积膨胀比的比值取决于常用工况和空燃比等具体情况,一般大于等于1小于3。
156.根据一实施例,至少有1个辅助输出轴,为润滑油泵和冷却液泵等提供动力。该辅助输出轴可以直连各种负载,也可以先带动发电机发电,再用电驱动各种负载。
157.根据一实施例,膨胀侧主轴与压缩侧主轴同轴或通过联轴器连接、或膨胀侧主轴通过超越离合器与压缩侧主轴连接,压缩侧超越膨胀侧。
158.根据一实施例,膨胀侧主轴和/或压缩侧主轴上带有齿盘,与齿盘对应的位置有位置传感器,信号输入ecu,用于反馈和控制。对燃料喷入时机、喷入持续时间、怠速和转速等进行控制。
159.根据一实施例,压缩侧主轴连接有电动机,用于启动宽燃料发动机,和/或为宽燃料发动机提供附加的扭矩和功率。
160.如果膨胀侧主轴与压缩侧主轴同轴或通过联轴器连接,电动机连接在膨胀侧还是压缩侧没有实质上的区别,都可以视为连接在了压缩侧。如果膨胀侧主轴与压缩侧主轴通过超越离合器连接,电动机的位置是有区别的,电动机只能连接在压缩侧,此时压缩侧在电动机的驱动下能够超越膨胀侧,不仅可以为宽燃料发动机提供附加的扭矩和功率,还可以超越膨胀侧的转速,增加进气量和燃料喷入量,提供更大的扭矩和功率。
161.电动机兼有发电机功能,在需要时用于发电,或者另外增加并连接一台发电机用
于发电。当然,与发电机配套的还有电池以及电池管理系统。
162.压缩侧容积式机器至少两级串联使用,和/或膨胀侧容积式机器至少两级串联使用。
163.对于质量和空间没有限制的场合或者工质的最高压力特别高可以这样使用,能够提升一些热效率。串联的容积机器前后容积大小顺序不同,压缩侧容积先大后小,膨胀侧先小后大。
164.根据一实施例,控制阀是闸阀,包括:相对于缸体或缸盖静止的密封面、闸板,闸板包括通孔、第一容纳腔和容纳在其中的至少一个第一盘形密封件,第一盘形密封件又有第二容纳腔以容纳比其更小的第二盘形密封件,在第一容纳腔与第一盘形密封件之间有径向和轴向间隙;并且在第二容纳腔与第二盘形密封件之间有径向和轴向间隙;密封面设有工质出口,闸阀还包括闸板驱动装置以驱动闸板使通孔与工质出口连通、或使第一和第二密封件封闭工质出口,实现工质的通断。
165.根据一实施例,第二盘形密封件是盘形密封件,第二盘形密封件又有第三容纳腔以容纳比其更小的第三片状密封件,在第三容纳腔与第三片状密封件之间有径向和轴向间隙;闸板驱动装置驱动闸板使通孔与工质出口连通、以及使第一、第二和第三密封件封闭工质出口,实现工质的通断。
166.燃烧室的容积可以为压缩侧最大密闭容积的0.02至0.9倍,优选0.06至0.3倍。燃烧室的容积包含从单向阀之后到控制阀之前的容积,在保障燃料连续燃烧和完全燃烧的前提下取小值,减少燃烧室的体积及散热面积。
167.本发明的更多实施例还能够实现其它未一一列出的有利技术效果,这些其它的技术效果在下文中可能有部分描述,并且对于本领域的技术人员而言在阅读了本发明后是可以预期和理解的。
附图说明
168.通过参考下文的描述连同以下附图,这些实施例的上述特征和优点及其他特征和优点以及实现它们的方式将更显而易见,并且可以更好地理解本发明及其实施例。
169.图1是根据本发明的组合式密封片的第1实施例的分解图;
170.图2a是根据本发明的组合式密封片第2实施例的分解图;
171.图2b是根据本发明的组合式密封片第2实施例的组装图;
172.图3是根据本发明的组合式密封片第3实施例的分解图;
173.图4是根据本发明的组合式密封片第4实施例的分解图;
174.图5a是根据本发明的容积式机器第1实施例的单轴轴向剖视图;
175.图5b是根据本发明的容积式机器第1实施例的凸轮转子视图;
176.图5c是根据本发明的容积式机器第1实施例的a-a剖视图;
177.图5d是根据本发明的容积式机器第1实施例的双轴轴向剖视图;
178.图5e是根据本发明的容积式机器第1实施例的缸盖b3视图;
179.图5f是根据本发明的容积式机器第1实施例的缸盖b4视图;
180.图6a是根据本发明的容积式机器第2实施例的轴向剖视图;
181.图6b是根据本发明的容积式机器第2实施例的组合式密封片转子视图;
182.图6c是根据本发明的容积式机器第2实施例的筒形内壁轮廓图;
183.图6d是根据本发明的容积式机器第2实施例的c-c剖视图;
184.图6e是根据本发明的容积式机器第2实施例的组合式密封片;
185.图7a是根据本发明的容积式机器第3实施例的轴向剖视图;
186.图7b是根据本发明的容积式机器第3实施例的橄榄形转子的视图;
187.图7c是根据本发明的容积式机器第3实施例的e-e剖视图;
188.图7d显示了根据本发明的容积式机器第3实施例中的组合式密封片;
189.图8a是根据本发明的宽燃料发动机第1实施例单轴轴向剖视图;
190.图8b是根据本发明的宽燃料发动机第1实施例双轴轴向剖视图;
191.图8c是根据本发明的宽燃料发动机第1个实施燃烧室视图;
192.图8d是根据本发明的宽燃料发动机第1个实施单向阀视图;
193.图8e是根据本发明的宽燃料发动机第1个实施旋塞阀视图;
194.图8f是根据本发明的宽燃料发动机第1实施例b-b剖视图;
195.图8g是根据本发明的宽燃料发动机第1个实施旋塞阀齿轮传动视图;
196.图8h是根据本发明的宽燃料发动机第1个实施缸盖b54视图;
197.图9a是根据本发明的宽燃料发动机第2实施例轴向剖视图;
198.图9b是根据本发明的宽燃料发动机第2实施例图9a俯视剖视图;
199.图9c是根据本发明的宽燃料发动机第2实施例d-d剖视图;
200.图9d是根据本发明的宽燃料发动机第2实施例电磁阀关闭状态视图;
201.图9e是根据本发明的宽燃料发动机第2实施例电磁阀打开状态视图;
202.图9f是根据本发明的宽燃料发动机第2实施例的单向阀的视图;
203.图10a是根据本发明的宽燃料发动机第3实施例的轴向剖视图;
204.图10b是根据本发明的宽燃料发动机第3实施例的燃烧室视图;
205.图10c是根据本发明的宽燃料发动机第3实施例的单向阀视图;
206.图10d是根据本发明的宽燃料发动机第3实施例的旋塞阀视图;
207.图10e是根据本发明的宽燃料发动机第3实施例的f-f剖视图;
208.图10f是根据本发明的宽燃料发动机第3实施例的g-g剖视图;
209.图10g是根据本发明的宽燃料发动机第3实施例的缸盖e54及齿轮传动图;
210.图11a是根据本发明的闸阀第1实施例的视图;和
211.图11b是根据本发明的闸阀第2实施例的视图。
具体实施方式
212.在以下对附图和具体实施方式的描述中,将阐述本发明的一个或多个实施例的细节。从这些描述、附图以及权利要求中,可以清楚本发明的其它特征、目的和优点。
213.应当理解,所图示和描述的实施例在应用中不限于在以下描述中阐明或在附图中图示的构件的构造和布置的细节。所图示的实施例可以是其它的实施例,并且能够以各种方式来实施或执行。各示例通过对所公开的实施例进行解释而非限制的方式来提供。实际上,将对本领域技术人员显而易见的是,在不背离本发明公开的范围或实质的情况下,可以对本发明的各实施例作出各种修改和变型。例如,作为一个实施例的一部分而图示或描述
的特征,可以与另一实施例一起使用,以仍然产生另外的实施例。因此,本发明公开涵盖属于所附权利要求及其等同要素范围内的这样的修改和变型。
214.同样,可以理解,本文中所使用的词组和用语是出于描述的目的,而不应当被认为是限制性的。本文中的“包括”、“包含”或“具有”及其变型的使用,旨在开放式地包括其后列出的项及其等同项以及附加的项。
215.下面将参考本发明的若干具体实施例和附图对本发明进行更详细的描述。
216.组合式密封片第1实施例
217.参见图1:滑块b10侧面形状为中心对称,其上有2个搭载主密封片b5的台阶b10-1,也有2 个搭载副密封片b6的台阶b10-2,副密封片b6搭靠主密封片b5和滑块b10的台阶b10-2,副密封片b7背靠副密封片b6,副密封片b8背靠副密封片b7,副密封片b9背靠副密封片b8。
218.主密封片b5与滑块b10之间有弹性件b15,副密封片b6与滑块b10之间有弹性件b16,副密封片b7与副密封片b6之间有弹性件b17,副密封片b8与副密封片b7之间有弹性件b18,副密封片b9 与副密封片b8之间有弹性件b19。
219.副密封片b6是由左右两片b6r和b6l拼接而成的,该密封片密封端面有左右交叉搭接的部分 b6r-1和b6l-1,并且左右两片之间有横向施力的弹性件b14;副密封片b8也是由左右两片b8r和 b8l拼接而成的,该密封片密封端面有左右交叉搭接的部分b8r-1和b8l-1,并且左右两片之间有横向施力的弹性件b14。
220.主密封片b5和副密封片b6、b7、b8、b9的密封端面为弧形柱面。所谓密封端面是指径向密封的滑动面,在各密封片的头部。
221.滑块b10可以有若干镂空的部分b10-3,目的是减轻质量和惯性。滑块b10可以有加强筋板b10-4,目的是增加弯曲强度和刚度。
222.组合式密封片第2实施例
223.参见图2a和图2b:滑块f10有1个搭载主密封片f5的台阶f10-1,有1个搭载副密封片f6的台阶f10-2,有1个搭载副密封片f7的台阶f10-3,副密封片f6搭靠主密封片f5和台阶f10-2,副密封片f7搭靠副密封片f6和台阶f10-3,台阶f10-1、f10-2、f10-3各有一对销子f10-4。
224.主密封片f5与滑块f10之间有弹性件f15,副密封片f6与滑块f10之间有弹性件f16,副密封片f7与滑块f10之间有弹性件f17。
225.副密封片f6是由左右两片f6r和f6l拼接而成的,该密封片密封端面有左右交叉搭接的部分 f6r-1和f6l-1,并且左右两片之间有横向施力的弹性件f14。
226.主密封片f5和副密封片f6、f7的密封端面为弧形柱面,所谓密封端面是指径向密封的滑动面,在各密封片的头部。
227.主密封片f5有盲孔f5-1,副密封片f6、f7有孔f6-1和f7-1,分别套在滑块f10对应的销子 f10-4上,防止各密封片f5、f6、f7和各弹性件f15、f16、f17在装配时错位。
228.滑块f10通过轴f13装有滚轮从动件f12,滚轮从动件f12与凸轮驱动机构f11接触。
229.滑块f10及搭载的主副密封片在容纳腔f1-2里,容纳腔f1-2有至少1个凹槽f1-3,凹槽f1-3 内有密封条f20和弹性件f21,比较优选的方案是密封条f20的截面形状是三角形,占用空间小,与弹性件f21的施力角度配合也合理,弹性件f21的施力方向一般偏向低压区一侧。
230.容纳腔f1-2有润滑通路f1-4,输送润滑油;容纳腔f1-2靠近端口位置还有圆弧形凹槽f1-5,用于容纳耐磨条f22,既耐磨又便于优选配合间隙。
231.组合式密封片第3实施例
232.参见图3:滑块g1与主密封片是一体的,主密封片两侧各有1个搭载副密封片g2的台阶g1-1,副密封片g2背靠台阶g1-1,副密封片g2有1个搭载副密封片g3的台阶g2-1,副密封片g3背靠台阶g2-1,两组副密封片g2和g3以滑块或主密封片g1两侧对称分布。
233.滑块或主密封片g1与其容纳腔之间有弹性件g7,容纳腔未画出,副密封片g2与滑块或主密封片g1之间有弹性件g5,副密封片g3与副密封片g2之间有弹性件g4。
234.副密封片g2是由左右两片g2r和g2l拼接而成的,该密封片密封端面有左右交叉搭接的部分 g2r-1和g2l-1,并且左右两片之间有横向施力的弹性件g6,弹性件g6形状是薄壁管。
235.滑块或主密封片g1和副密封片g2、g3的密封端面为弧形柱面,所谓密封端面是指径向密封的滑动面,在各密封片的头部。
236.组合式密封片第4实施例
237.参见图4:是在第3实施例基础上派生出的一种组合式密封片,图3中的副密封片g2在此担任滑块及主密封片的角色,滑块或主密封片g2有1个搭载副密封片g3的台阶g2-1,副密封片g3背靠台阶g2-1,副密封片g3与主密封片g2之间有弹性件g4。
238.副密封片g2是由左右两片g2r和g2l拼接而成的,该密封片密封端面有左右交叉搭接的部分 g2r-1和g2l-1,并且左右两片之间有横向施力的弹性件g6,弹性件g6形状是薄壁管。
239.两组主副密封片g2和g3及其弹性件g4和弹性件g6背靠背对称分布。两组主副密封片g2和g3 与其容纳腔之间有弹性件g8,容纳腔未画出。
240.组合式密封片第3、第4实施例主要用于密封端面两侧交替出现高压力的场合,如汪克尔(felixwankel)转子发动机转子的棱封和反汪克尔转子发动机缸体内壁的棱封。
241.本发明密封端面为弧形柱面,所谓弧形包括圆或椭圆一部分的形状,这里还包括接近圆或椭圆的各种平面曲线。
242.综上所述,滑块与主副密封片的区别是,滑块的作用主要是承受压力和弯矩,主副密封片的作用主要是密封;主密封片与副密封片的区别是,主密封片相对滑块的位移量最小甚至没有位移,副密封片相对滑块位移量比较大,越远离主密封片的副密封片位移量越大。本发明因此能够根据所起作用的不同选不同的材料,比如滑块选强度高的材料,各密封片选耐磨的材料,质量也能够优化。比如,各密封片可以选陶瓷材料,既耐磨又质轻。
243.本发明可以非常容易地实现多级密封,根据输出或输入工质的压力大小选择副密封片的数量,无论径向和侧面都能将很高的总压力逐级分解,每两层密封片之间有一个泄漏量不大的压力差,所以本发明的组合式密封片在很高的压力下也能高效工作,只需将副密封片的数量与压力匹配好就行,这和曲柄活塞压缩机活塞上的多个密封环的道理相同。
244.组合式密封片用于容积式机器,周期性运动,在高转速情况下,有大的惯性力,由于本发明是多级密封片,可以将惯性力分解到各密封片,单个密封片的线接触压力减小。比现有技术的单滑片和双滑片方案可以实现更高的转速或更宽的转速范围。
245.本发明的主副密封片表面可以有各种储油条纹,相邻的密封片之间在工作时周期
性相对滑动,可以将润滑油涂抹均匀并带到各滑动面,更好地起到润滑和密封作用。
246.容积式机器第1实施例
247.参见图5a、5b、5c、5d、5e、5f,包括:转子b2、缸体b1、缸体b1两侧的缸盖b3和b4,转子 b2通过主轴b30和轴承b31借助于缸盖b3和b4可转动地安装于缸体筒形内壁b1-1之中。
248.参见图5b,转子b2形似凸轮,转子b2轮廓从最大半径r0圆弧处分别向两边平滑延伸直至重合,延伸过程该轮廓各点到回转轴心b0的距离从最大值逐渐到最小值。具体做法是,凸轮转子b2最大半径圆弧的半径为r0,其圆心与回转轴心b0重合,以该圆弧的中点到回转轴心的连线r0m-b0为对称线,圆心在对称线r0m-b0上的另一圆弧半径为r1,r0>r1,在对称线r0m-b0两侧半径为r0的圆弧和半径为r1的圆弧之间有一个过渡圆弧r2,或者用更多圆弧替代圆弧r2,所有圆弧相邻相切,连接成平滑曲线。
249.最大半径r0圆弧为纯圆弧,其余圆弧也可以用近似圆弧的曲线替代,只要与之接触的组合式密封片的惯性力在比较合理的数值以下即可,其实此实施例用圆弧已经达到满意的效果了,况且任何曲线在一定精度范围内都可用相邻相切的圆弧替代。
250.最大半径r0圆弧柱面有三个凹槽b2-3,凹槽b2-3容纳作用于缸体筒形内壁b1-1的径向密封条 b22,凹槽b2-3内的台阶吻合径向密封条b22的防脱台阶b22-1,并允许径向密封条b22有径向移动间隙。三个凹槽b2-3在半径r0圆弧柱面上的位置偏向低压区一侧,此实施例是这样布置的。如果半径r0圆弧长度有限,则只能居中布置。凹槽b2-3与径向密封条b22之间有弹性件b23,弹性件b23 使得径向密封条b22接触缸体筒形内壁b1-1。如果可以忽略在极低转速下的密封性,弹性件b23不是必须的,尤其是用于压缩侧。
251.专门为三个凹槽b2-3设计的半径为r0的圆弧柱面,以及三个凹槽b2-3及径向密封条b22的位置偏向低压区一侧,是为了最大限度地减小压缩余隙容积,提高容积效率,此实施例的余隙容积已经接近0的极限,组合式密封片、凸轮转子b2和缸体筒形内壁b1-1三者围成的余隙,在径向密封条 b22接近单向阀的入口1-2时只留下了必要的移动间隙,基本没有多余的容积。
252.转子b2两端面分别有两个环形槽b2-1、b2-2及槽内的密封环b25、b27,还包括环形槽b2-1、 b2-2槽底和密封环b25、b27之间的弹性密封件b26、b28,密封环b25、b27横截面为正方形也可以为长方形。密封环b25、b27或者由长度大于环形槽圆周长的薄片卷绕而成,该薄片两端逐渐变薄。弹性密封件b26可以是薄壁弹性金属管的环形圈,用在温度较高的外圈,弹性密封件b28可以是橡胶圈,用在温度较低的内圈。
253.转子b2的回转轴心有花键b2-4,凸轮转子b2远离回转轴心的部分要挖去一些材料,在筋板b2-5 两侧开有孔b2-6,此外还有配重b2-7,目的是为了动平衡。
254.参见图5c、5d,缸体b1有两个中心对称的筒形内壁b1-1,其中分别装入回转轴线平行、凸轮转子轮廓从最大半径r0圆弧中点r0m到回转轴心b0的连线也平行、轴间转速比为1:1的两个凸轮转子 b2,轴间转速比1:1通过两个转速比为1:1的联轴器b40实现,图5d没显示两个联轴器b40的传动方式。前容纳腔b1-2连通两个筒形内壁b1-1并容纳组合式密封片,组合式密封片采用图1的实施例。滑块b10搭载的两组主副密封片的密封端面分别朝向相反的方向接触两个凸轮转子b2。滑块b10一端受到来自一侧凸轮转子b2作用于各密封片密封端面的力,另一端受到来自另一侧凸轮转子b2作用于各密封片密封端面的力,滑块b10在这两个力的作用下往复滑动,两个筒形内壁b1-1互为后容纳腔,两个凸轮转子b2互为组合式密
封片驱动机构。
255.容纳腔b1-2有中心对称的4个凹槽b1-3,凹槽b1-3内有密封条b20和弹性件b21,比较优选的方案是密封条b20的截面形状是三角形,占用空间小,与弹性件b21的施力角度配合也合理,弹性件 b21的施力方向偏向低压区一侧。
256.两个凸轮转子b2可以认为是近似的共轭关系,其误差可以被主密封片b5和滑块b10之间的间隙通过弹性件b15等补偿。两个凸轮转子的轮廓兼顾了之间的共轭关系。
257.在缸体筒形内壁b1-1之中通过凸轮转子b2和组合式密封片隔离出可变化的容积,工质进入口 b1-5在被组合式密封片隔开的低压区一侧。阀门为单向阀,该单向阀在被组合式密封片隔开的高压区一侧的缸盖b3上的容纳腔b3-3内,工质从单向阀的入口1-2被挤压出去。此容积式机器用途是用于工质压缩。
258.润滑通道经过两侧的轴承b31和转子b2,润滑油进油口在压盖b32上,回油口另一压盖b33上。
259.缸盖b3和b4面向转子b2的一面有若干小凹坑b3-2和b4-2,小凹坑b3-2和b4-2的位置靠近缸体筒形内壁b1-1同时有机会接触到转子两端面密封环b27之内的润滑油,b3-2和b4-2也可以是细凹槽,细凹槽未画出。润滑油除了润滑还起冷却和密封的作用。
260.冷却面是缸盖b3和b4内有中空部分b3-1和b4-1,可通入循环的冷却液。通过缸盖b3和b4对缸体b1也有冷却作用,缸体b1厚度足够厚升温过高时,内都也可以有中空部分,图中未画。
261.综上所述,由于本发明的组合式密封片是多级的,提升了密封性能,减少了内漏,同时凸轮转子的设计最大限度减小了压缩余隙容积,此容积式机器用在压缩侧在较高压力下单级也有满意的压缩效率。此外组合式密封片的滑块质量比较小,惯性力比较小,1个主密封片和4个副密封片将惯性力分担,可以工作在较高转速或较宽转速范围。
262.容积式机器第2实施例
263.参见图6a、6b、6c、6d、6e,包括:转子d52、缸体d51、缸体d51两侧的缸盖d53和d54,转子d52通过一体的主轴d80和轴承d81借助于缸盖d53和d54可转动并偏心地安装于缸体筒形内壁 d51-1、d51-2、d51-3、d51-4之中。
264.转子d52在圆柱体上有贯通回转轴线的容纳腔d52-1,用于容纳组合式密封片,组合式密封片与转子d52一起称之为组合式密封片转子。
265.参见图6b,转子d52的两端面有弧形槽d52-2、d52-3、d52-4,及槽内的弧形密封件d61、d62、 d63、d64、d65、d66和弹性密封件d67、d68、d69。弧形密封件d61、d62、d63、d64、d65、d66横截面为正方形也可以为长方形,弧形密封件d61、d63、d65、与弧形槽d52-2、d52-3、d52-4之间有凸凹相扣的形状d52-21、d52-31、d52-41,对弧形密封件d61、d63、d65进行圆周上的固定。弧形密封件d61、d63、d65、分别与其尾部的弧形密封件d62、d64、d66拼接。在弹性密封件d67、d68、 d69的作用下弧形密封件d61、d62、d63、d64、d65、d66分别接触到缸盖d53和d54。弹性密封件 d67的横截面是薄壁弹性金属管,用在温度较高的外圈,弹性密封件d68、d69是橡胶条,用在温度较低的内圈。
266.组合式密封片,参见图6e,结构和形状类似图1中的组合式密封片,只是尺寸的不同。
267.参见图6b,滑块d60及搭载的主副密封片在容纳腔d52-1里,容纳腔d52-1有中心对
称的6个凹槽d52-5,凹槽d52-5内有密封条d70和弹性件d71,比较优选的方案是密封条d70的截面形状是三角形,占用空间小,与弹性件d71的施力角度配合也合理,弹性件d71的施力方向偏向低压区一侧。
268.参见图6c、6d,缸体筒形内壁d51-1为椭圆弧柱面,转子d52回转轴心d0在椭圆的短轴d51-5 上,与椭圆的长轴d51-6有一段偏心的距离。圆弧柱面d51-2的弧心线与转子d52回转轴线重合,圆弧柱面d51-2和椭圆弧柱面d51-1之间分别通过两个圆弧或直线d51-3、两个圆弧d51-4相邻相切。 d51-3如果是圆弧,其半径是比较大的,否则圆弧d51-4无法相切;d51-3如果是直线,可视为半径无穷大的圆弧。
269.此实施例的缸体筒形内壁,基本以椭圆为基础,已经到达理想的精度,其误差可以被主密封片 d55和滑块d60之间的间隙通过主副密封片与滑块d60之间的弹性件自动补偿。缸体筒形内壁的轮廓要平滑,目的是兼顾组合式密封片不要受到过大惯性力的冲击。
270.在圆弧柱面d51-2上有三个凹槽d51-21,凹槽d51-21容纳作用于组合式密封片转子d52的径向密封条d72和弹性件d73;弹性件d73使得径向密封条d72接触组合式密封片转子d52,凹槽d51-21 和径向密封条d72可以有防脱台阶d72-1并允许径向密封条有径向移动间隙。三个凹槽d51-21相对于圆弧柱面d51-2居中分布。台阶d72-1在高压区一侧,弹性件d73的施力方向偏向低压区一侧。
271.在缸体筒形内壁d51-1、d51-2、d51-3、d51-4之中,通过组合式密封片转子d52和作用于组合式密封片转子的径向密封条d72隔离出可变化的容积,工质排出口d51-5在径向密封条隔开的低压区一侧的缸体上,阀门为电磁阀,在高压区一侧缸体上的容纳腔d51-6里,工质进入口为d51-7,此容积式机器用途是工质膨胀做功。
272.润滑油进油口在压盖d82上,润滑油经过一侧的轴承d81和转子d52的一侧端面,经过转子d52 的油孔d52-6到达另一侧端面及轴承d81,回油口在另一压盖d83中心的孔与轴之间。
273.冷却面是缸盖d53和d54内有中空部分d53-1和d54-1,可通入循环的冷却液。通过缸盖d53和 d54对缸体d51也有冷却作用,缸体d51厚度足够厚升温过高时,内都也可以有中空部分,图中未画。
274.综上所述,由于本发明的组合式密封是多级的,提升了密封性能,减少了内漏,同时缸体筒形内壁的设计减小了负压容积,此容积式机器用在膨胀侧在较高压力下单级也有满意的效率。此外组合式密封片的滑块质量比较小,惯性力比较小,可以工作在较高转速或较宽转速范围。
275.容积式机器第3实施例
276.参见图7a、7b、7c、7d,包括:转子e2、缸体e1、缸体两侧的缸盖e3和e4,转子e2通过主轴 e30和轴承e31借助于缸盖e3和e4可转动地安装于缸体筒形内壁e1-1之中。缸盖e4这一侧的轴承 e31是通过与缸盖e4有装配关系的另一缸盖e54进行装配,这样做是考虑转子在轴向不是单个的。
277.转子e2轮廓形似橄榄,转子e2最贴近缸体筒形内壁e1-1的轮廓是两个半径和弧长相等圆心重合中心对称的圆弧,从该两个圆弧同侧相向平滑延伸直至重合,延伸过程该轮廓各点到回转轴心的距离分别从最大值逐渐到最小值。具体做法是,最贴近缸体筒形内壁e1-1的两个半径为r00的圆弧,除了弧长相等圆心重合中心对称,在同侧与两个半径为r00
的圆弧距离相等有半径为r11的圆弧,r11 >r00,半径为r11的圆弧各点到回转轴心的距离<r00,在相邻的r00圆弧和r11圆弧之间分别有半径为r22的过渡圆弧,或者有更多过渡圆弧,所有圆弧相邻相切,连接成平滑曲线。
278.半径为r00的圆弧为纯圆弧,其余圆弧也可以用某种或某几种曲线替代,只要组合式密封片的惯性力在比较合理的数值以下即可,其实此实施例用圆弧已经达到满意的效果了,何况任何曲线在一定精度范围内都可用相邻相切的圆弧替代。
279.两个半径为r00的圆弧柱面分别有三个凹槽e2-3,凹槽e2-3容纳作用于缸体筒形内壁e1-1的径向密封条e22,凹槽e2-3内的台阶吻合径向密封条e22的防脱台阶e22-1,并允许径向密封条e22 有径向移动间隙。三个凹槽e2-3在半径r00圆弧柱面上的位置偏向低压区一侧,此实施例是这样。如果半径r00圆弧长度有限,则只能居中布置。凹槽e2-3与径向密封条e22之间有弹性件e23,弹性件e23使得径向密封条e22接触缸体筒形内壁e1-1。如果可以忽略在极低转速下的密封性,弹性件e23不是必须的,尤其是用于压缩侧。
280.专门为三个凹槽e2-3设置的半径为r00的圆弧柱面,以及三个凹槽e2-3及径向密封条e22的位置偏向低压区一侧,是为了最大限度地减小压缩余隙容积,提高容积效率,此实施例的余隙容积已经接近0的极限,组合式密封片、转子e2和缸体筒形内壁e1-1三者围成的余隙,在径向密封条e22 接近工质出口e1-6时只留下了必要的移动间隙,基本没有多余的容积。
281.转子e2两端面分别有两个椭圆的环形槽e2-1、e2-2及槽内的密封环e25、e27,还包括环形槽 e2-1、e2-2槽底和密封环e25、e27之间的弹性密封件e26、e28,密封环e25、e27横截面为正方形也可以为长方形或,密封环e25、e27或者由长度大于环形槽圆周长的薄片卷绕而成,该薄片两端或者逐渐变薄。弹性密封件e26可以是薄壁弹性金属管的环形圈,用在温度较高的外圈,弹性密封件 e28也可以是橡胶圈,用在温度较低的内圈。
282.转子e2的回转轴心有花键e2-4。
283.参见图7c,缸体e1上有两个中心对称的前容纳腔e1-2分别用于容纳两个组合式密封片,也有两个中心对称的后容纳腔e1-7用于容纳两个组合式密封片的驱动机构,驱动机构是两个中心对称的凸轮e11,并由主轴e30与凸轮e11按1:1转速比驱动,传动方式在此图中未显示。也可以按1:2转速比,其凸轮形状就不是图示形状,而是非中心对称的。转子e2与凸轮e11二者通过组合式密封片及其滑块上的滚子从动件联动,是共轭关系。
284.组合式密封片的滑块e10上带有滚子从动件e12,滑块e10一端受到来自转子e2作用于各密封片密封端面的力,另一端受到来自凸轮e11施加在滚子从动件e12上的力,滑块e10在这两个力的作用下往复滑动。
285.凸轮e11的形状,由所述主密封片e5始终接转子e2,主密封片e5与滑块e10之间基本没有相对位移,转子e2和凸轮e11旋转起来滚子从动件e12的移动位置决定。
286.在缸体筒形内壁e1-1之中通过转子e2和组合式密封片隔离出可变化的容积,两个工质进入口 e1-5分别在被两个组合式密封片隔开的低压区一侧。两个阀门是单向阀,分别在被两个组合式密封片隔开的高压区一侧缸体的工质出口e1-6内,此容积式机器用途是用于工质压缩。
287.润滑油进油口在压盖e32上,润滑油经过一侧的轴承e31和转子e2的一侧端面,再经过转子e2 的油孔e2-5到达另一侧端面及轴承e31,回油口在另一压盖e33中心的孔与轴
之间。
288.缸盖e3和e4面向转子e2的一面有若干小凹坑e3-2和e4-2,小凹坑e4-2如图10f中所示。小凹坑e3-2和e4-2的位置靠近缸体筒形内壁e1-1同时有机会接触到转子两端面密封环e27之内的润滑油。润滑油除了润滑还起冷却和密封的作用。
289.冷却面是缸盖e3和e4内有中空部分e3-1和e4-1,可通入循环的冷却液。通过缸盖e3和e4对缸体e1也有冷却作用,缸体e1厚度足够厚升温过高时,内都也可以有中空部分,图中未画。
290.组合式密封片如图7d中所示,主密封片和各副密封片及弹性件结构形状与图1中的相同。滑块 e10及搭载的主副密封片在容纳腔e1-2内,容纳腔e1-2有中心对称的4个凹槽e1-3,凹槽e1-3内有密封条e20和弹性件e21,比较优选的方案是密封条e20的截面形状是三角形,占用空间小,与弹性件e21的施力角度配合也合理,弹性件e21的施力方向偏向低压区一侧。
291.综上所述,由于本发明的组合式密封是多级的,提升了密封性能,减少了内漏,同时凸轮转子的设计最大限度减小了压缩余隙容积,此容积式机器用在压缩侧在较高压力下单级也有满意的效率。此外组合式密封片的滑块质量比较小,惯性力比较小,可以工作在较高转速或较宽转速范围,由于结构本身具备动平衡的条件,高转速下很平静。
292.宽燃料发动机第1实施例
293.参见图8a、8b、8c、8d、8e、8f、8g、8h,和图5a、5b、5c、5d、5e、5f。包括:压缩侧容积式机器b000,膨胀侧容积式机器b500,工质加热器是燃烧室b45,压缩侧容积式机器b000的排出口 b3-3连通燃烧室b45的进入口b45-1,燃烧室b45的排出口b45-2连通膨胀侧容积式机器b500的进入口b51-6。
294.压缩侧容积式机器b000与膨胀侧容积式机器b500通过壳体b44连为一体。膨胀侧主轴b80与压缩侧主轴b30通过联轴器b40联接。
295.压缩侧容积式机器b000,采用如图5a、5b、5c、5d、5e、5f所示的第1实施例。开口为工质进入口b1-5,阀门为单向阀。
296.参见图5d、8d,单向阀包括:镶嵌在缸盖b3的排出口b3-3内的镶件1,镶件1有相对缸盖b3 静止的密封面1-1,密封面1-1中心有入口1-2,因为用在缸盖b3上,径向尺寸受限,入口1-2不是圆,是两圆弧两直线围成的扁圆。单向阀还包含3个串叠在一起的盘形密封件2、3、4,盘形密封件 2、3、4之间有相对移动间隙。盘形密封件4与导向件7之间有导向套5,由导向件7支撑并限位。导向件7圆周有若干孔7-1可通过压缩侧压入的工质,孔7-1内有隔热层7-3。导向件7有容纳腔7-2 容纳作用于盘形密封件4的弹性件6,使得盘形密封件2、3、4靠向静止的密封面1-1,盘形密封件 2、3、4根据两侧压力差自动与静止的密封面1-1分离或接触,实现单向密封。导向件7有传热作用使弹性件6的温度不至于过高。导向套5主要为优化弹性件6的空间而设置。盘形密封件2、3、4 最大直径处尖角倒圆弧r,目的是在盘形密封件2、3、4圆周上均匀气压,有利于密封。
297.静止的密封面1-1和盘形密封件2、3、4的配合面是圆锥面,也可以是椭圆锥面或平面。3个盘形密封件实现3级密封,压力被各盘形密封件分开负担,每个盘形密封件前后压差比较小,因此泄漏比较小,并且容易逐级打开。
298.膨胀侧容积式机器b500结构类似压缩侧容积式机器b000,不同的主要是:所述开
口为工质排出口b51-5,所述阀门为旋塞阀;缸体b51、凸轮转子b52和滑块b60的轴向宽度大于压缩侧;滑块b60 及搭载的主副密封片与压缩侧的滑块b10及搭载的主副密封片长度和厚度相同,形状构造相似,仅宽度不同,参考图1。
299.膨胀侧容积式机器b500的两个主轴b80,通过齿轮b82和过渡齿轮b84实现1:1的转速比,压缩侧容积式机器b000的两个主轴b30通过两个联轴器b40与两个主轴b80联接,也实现了1:1的转速比。过渡齿轮b84套装在轴b83上,出力轴b85联接在过渡齿轮b84上。
300.参见图8e,旋塞阀包含阀座51、阀芯52、轴53、阀芯52与轴53之间的联轴器55及弹性件56、齿轮b65;阀座51镶嵌在缸体b51的容纳腔b51-7内;轴53的一部分在缸盖b54的容纳腔b54-1内,轴53另一部分伸出容纳腔b54-1,与轴53同轴线的齿轮b65联接;轴53与容纳腔b54-1之间有机械密封54,通过机械密封54形成容腔,注入润滑油形成油池,轴53上有若干均压槽53-1,通过油池中的润滑油进行润滑和密封,均压槽53-1也可以是螺旋的,但螺旋方向必须与阀芯52的旋转方向匹配。油池有补油装置,未画出。
301.阀座51的开口角度为α,阀芯52的开口角度为β,α和β二者相加的和为贯通重叠角度。通过选择此贯通重叠角度的大小,在每转喷入燃烧室的燃料达到最多的条件下,使压缩侧的压缩比达到设计最大值。
302.参见图8g、8b,齿轮b65被主轴b80带有的齿轮b80-1驱动,齿轮b80-1与齿轮b65的齿数比为1:2,转速比为2:1,二者之间通过过渡齿轮b66啮合,过渡齿轮b66通过轴承安装在轴承压盖b62 的轴b62-1上。
303.参见图8c,燃烧室b45带有燃料喷嘴b46,带有点火装置b47,带有压力传感器b48,还装有温度传感器b49,压力信号和温度信号输入ecu,用于反馈和控制。燃烧室b45内衬有耐热隔热层,图中未显示。
304.燃烧室b45的燃料喷嘴b46有2个接入口b46-1和b46-2,接入口b46-1输送燃料,接入口b46-2 输送水,燃料和水每转的输送量通过ecu控制。
305.压缩侧主轴b30有两个输出轴b30a和b30b,输出轴b30b为润滑油泵和冷却液泵等提供动力,润滑油泵和冷却液泵未画出。
306.联轴器b40装有齿盘b40-1,与壳体b44上安装的位置传感器b42位置对应,位置传感器b42的信号输入ecu,用于反馈和控制。
307.输出轴b30a连接有电动机b39,用于启动宽燃料发动机,也可以为宽燃料发动机提供附加的扭矩和功率。电动机b39通过壳体b43与缸盖b4固定。电动机b39为永磁同步电机,兼有发电机功能,在需要时用于发电。
308.宽燃料发动机第2实施例
309.参见图9a、9b、9c、9d、9e、9f和图6a、6b、6c、6d、6e。该实施例包括:压缩侧容积式机器d000,膨胀侧容积式机器d500,工质加热器是燃烧室d45,压缩侧容积式机器d000的排出口d1-3 连通燃烧室d45的进入口d45-1,燃烧室d45的排出口d45-2连通膨胀侧容积式机器d500的进入口 d51-7。
310.压缩侧容积式机器d000与膨胀侧容积式机器d500通过壳体d44连为一体;压缩侧容积式机器 d000的主轴d30与膨胀侧容积式机器d500的主轴d80通过超越离合器d40、d41联接,d40超越d41。
311.膨胀侧容积式机器d500,采用如图6a、6b、6c、6d、6e所示的第2实施例,开口为工质
排出口 d51-5,阀门为电磁阀。
312.参见图9d,电磁阀包括:镶嵌在缸体d51的容纳腔d51-6内的镶件61,阀杆62、阀杆导向件63、阀杆端部带有的盘形密封件64和65、复位弹性件67,第一衔铁68和第一电磁铁69、第二衔铁70 和第二电磁铁71。阀杆导向件63圆周分布有孔,可通过工质。
313.隔热件72起隔热作用和阀杆62的辅助导向作用。第一衔铁68套装在阀杆62上。弹性件73使得第一衔铁68在第一电磁铁69不得电的情况下靠近缓冲套66。第二衔铁70与阀杆62固定在一起。
314.参见图9e,第一电磁铁69和第二电磁铁71的电流通断受ecu控制,电磁阀打开时,第一衔铁 68首先被第一电磁铁69吸合,随后第二衔铁70被第二电磁铁71吸合,第一衔铁68与缓冲套66分离,盘形密封件64和65离开镶件61相对缸体d51静止的密封面61-1,做功工质通过。电磁阀关闭时,顺序相反。第一衔铁68与第一电磁铁69作用面积较大,吸合力较大,可以克服打开时的阻力。
315.盘形密封件64和65之间有相对移动间隙,实现2级密封,减少泄漏,并且容易逐级打开。
316.控制电磁阀每次打开后关闭的时刻,控制燃烧室的压力,继而控制压缩侧的压缩比。
317.参见图9c,压缩侧容积式机器d000,结构类似膨胀侧容积式机器d500,不同的主要是:所述开口为工质进入口d1-5,所述阀门为单向阀;缸体d1、组合式密封片转子d2和滑块d10及搭载的主副密封片的轴向宽度和径向尺寸小于膨胀侧,但形状构造相似;另外,径向密封条d22及弹性件d23 没有在椭圆短轴上对称分布,3个径向密封条d22及弹性件d23,1个在椭圆短轴上,另2个在低压区一侧,此实施例的余隙容积已经接近0的极限,组合式密封片转子接近单向阀的入口11-2时只留下了必要的移动间隙,基本没有多余的容积。
318.参见图9f,单向阀基本与图8d相同,不同的是入口11-2是圆的,而非扁圆的,余隙容积更小。单向阀在缸体d1的排出口d1-3内。
319.参见图9b、9c,燃烧室d45带有燃料喷嘴d46,带有点火装置d47,带有压力传感器d48,还装有温度传感器d49,压力信号和温度信号输入ecu,用于反馈和控制。燃烧室d45内衬有耐热隔热层 d45-3。
320.燃烧室d45的燃料喷嘴d46有2个接入口d46-1和d46-2,接入口d46-1输送燃料,接入口d46-2 输送水,燃料和水每转的输送量通过ecu控制。
321.膨胀侧主轴d80装有齿轮d84,通过装于缸盖d54上的过渡齿轮d85,将动力传给装于壳体d44 上的齿轮d86,齿轮d86连有动力装置d87、d88,动力装置d87、d88可以驱动润滑油泵和冷却液泵等,也可以仅在零转速电磁阀与转子相位不匹配时辅助启动膨胀侧。
322.超越离合器d40、d41带有齿盘d40-1、d41-1,与壳体d44上安装的位置传感器d42-1、d42-2 位置对应,其信号输入ecu,用于反馈和控制。
323.压缩侧输出轴d30连接有电动机d39,用于启动宽燃料发动机,也可以为宽燃料发动机提供附加的扭矩和功率,还可以超越膨胀侧的转速,增加进气量和燃料喷入量,提供更大的扭矩和功率。电动机d39通过壳体d43与缸盖d4固定。电动机d39为永磁同步电机,兼有发电机功能,在需要时用于发电。
324.宽燃料发动机第3实施例
325.参见图10a、10b、10c、10d、10e、10f、10g,和图7a、7b、7c、7d。包括:压缩侧容积式机器e000,膨胀侧容积式机器e500、e700,工质加热器是燃烧室e45,压缩侧容积式机器e000的排出口e1-8连通燃烧室e45的进入口e45-1,燃烧室e45的排出口e45-2、e45-3分别连通膨胀侧容积式机器e500、e700的进入口e51-6、e71-6。
326.压缩侧容积式机器e000与膨胀侧容积式机器e500、e700通过缸盖e4、e54连为一体。膨胀侧主轴与压缩侧主轴e30同轴。
327.压缩侧容积式机器e000,采用如图7a、7b、7c、7d所示的第3个实施例。开口为工质进入口 e1-5,阀门为单向阀。
328.参见图7c、10c,镶件21在工质出口e1-6以内,2个串叠在一起的盘形密封件22、23之间有相对移动间隙。盘形密封件23由导向件27支撑并限位。导向件27圆周有若干孔可通过压缩侧压入的工质。作用于盘形密封件23的弹性件26在隔热件28后面,通过推杆25将力施加在盘形密封件 23上,此实施例弹性件26的温度不至于过高。
329.膨胀侧容积式机器e500、e700结构类似压缩侧容积式机器e000,不同的主要是:所述开口为工质排出口e51-5、e71-5,所述阀门为旋塞阀;缸体e51、e71转子e52、e72和滑块e60、e80的轴向宽度之和大于压缩侧;滑块e60、e80及搭载的主副密封片与压缩侧的滑块e10及搭载的主副密封片长度和厚度相同,形状构造相似,仅宽度不同,参考图7d。
330.参见图10d,旋塞阀包含阀座61、63阀芯62、64,阀芯62和阀芯64之间有弹性件66并通过联轴器65联接,阀芯64与轴69之间有弹性件68并通过联轴器67联接。轴69与同轴线的齿轮e65 联接。
331.选择阀座61与阀芯62贯通重叠角度的大小,选择阀座63与阀芯64贯通重叠角度的大小,在每转喷入燃烧室的燃料达到最多的条件下,使压缩侧的压缩比达到设计最大值。
332.转子e52、e72角度相错90
°
,阀芯62、64的角度也相错90
°
。
333.参见图10a、10g,主轴e30装有齿轮e63,通过2个过渡齿轮e64,带动2个齿轮e65,齿轮 e65带动齿轮e66。齿轮e63、齿轮e65和齿轮e66齿数相同,所以转速比为1:1。齿轮e65联接旋塞阀的轴69,齿轮e66联接凸轮e11、e61、e81,驱动组合式密封片。
334.参见图10b,燃烧室e45带有燃料喷嘴e46,带有点火装置e47,带有压力传感器e48,压力信号输入ecu,用于反馈和控制。燃烧室e45的燃料喷嘴e46有2个接入口e46-1和e46-2,接入口 e46-1输送燃料,接入口e46-2输送水,燃料和水每转的输送量通过ecu控制。
335.选择一个与主轴e30转速比为1:1的一个零件,其上带有齿盘,并且有与之对应的位置传感器,信号输入ecu,用于反馈和控制,齿盘和位置传感器未画出。
336.主轴e30连接有电动机e39,用于启动宽燃料发动机,也可以为宽燃料发动机提供附加的扭矩和功率。电动机e39通过壳体e43与缸盖e54固定。电动机e39为永磁同步电机,兼有发电机功能,在需要时用于发电。润滑油泵和冷却液泵等用电驱动,润滑油泵和冷却液泵未画出。
337.可用于宽燃料发动机的闸阀的第1实施例
338.如11a所示,包括:相对缸体或缸盖静止的密封面70、闸板73、防止闸板73远离密封面70的面74。闸板73有容纳腔73-1,容纳盘形密封件72,盘形密封件72也有容纳腔72-1,容纳片状密封件71。闸板73、盘形密封件72和片状密封件71串叠在一起,且相邻之间有微小的径向和轴向间隙。静止的密封面70有工质出口70-1,当闸板73的移动带动密封件72、71覆盖
工质出口70-1时,工质被阻断,高的压力被闸板73、盘形密封件72和片状密封件71分别负担,压力逐级递减,每级前后不大的压力差使泄漏量减小。当闸板73的移动使其带有的通孔73-3连通工质出口70-1时工质通过。这两个位置在图中有显示。
339.比较优选的方案有,片状密封件71带有倒角或圆弧角71-1,盘形密封件72带有倒角或圆弧角 72-11、72-2,容纳腔73-1带有倒角或圆弧角73-11,作用是在圆周上起均压作用,有利于各盘形件在均匀的压力下贴近密封面70。
340.比较优选的方案还有,片状密封件71与容纳腔72-1之间,盘形密封件72与容纳腔73-1之间有弹性薄片,可用的形状很多,图中未显示。当然,本领域的技术人员完全可以理解,弹性薄片必须用耐高温的材料。
341.闸板73还带有开口腔73-2,闸板驱动装置作用于开口腔73-2。闸板驱动装置有电磁方式,例如电磁铁或线性电机。还有机械方式,要像如前所述的旋塞阀驱动一样,要有从外部常压区到内部高压区的密封装置。闸板驱动装置没有画出。
342.可用于宽燃料发动机的闸阀的第2实施例
343.如11b所示,包括:相对缸体或缸盖静止的密封面80、闸板84、防止闸板84远离密封面80的面85。闸板84有容纳腔84-1,此容纳腔是贯通的,容纳盘形密封件83,盘形密封件83有容纳腔83-1,容纳盘形密封件82,盘形密封件82也有容纳腔82-1,容纳片状密封件81。闸板84、盘形密封件83、盘形密封件82和片状密封件81串叠在一起,且相邻之间有微小的径向和轴向间隙。静止的密封面 80有工质出口80-1,当闸板84的移动带动密封件83、82、81覆盖工质出口80-1时,工质被阻断,高的压力被盘形密封件83、盘形密封件82和片状密封件81分别负担,压力逐级递减,每级前后不大的压力差使泄漏量减小。当闸板84的移动使其带有的通孔84-3连通工质出口80-1时工质通过。这两个位置在图中有显示。工质出口80-1是与片状密封件81形状对应的长孔。
344.比较优选的方案有,片状密封件81带有倒角或圆弧角81-1,盘形密封件82带有倒角或圆弧角 82-11、82-2,盘形密封件83带有倒角或圆弧角83-11、83-2,作用是在圆周上起均压作用,有利于各盘形件在均匀的压力下贴近密封面80。
345.比较优选的方案还有,片状密封件81与容纳腔82-1之间,盘形密封件82与容纳腔83-1之间有弹性薄片,可用的形状很多,图中未显示。当然,本领域的技术人员完全可以理解,弹性薄片必须用耐高温的材料。
346.闸板84还带有开口腔84-2,闸板驱动装置作用于开口腔84-2。闸板驱动装置有电磁方式,例如电磁铁或线性电机。还有机械方式,要像如前所述的旋塞阀驱动一样,要有从外部常压区到内部高压区的密封装置。闸板驱动装置没有画出。
347.此2个闸阀实施例的优点是,工质通过的阻力小,闸板的驱动力不大,加工容易,成本低,工作可靠。
348.本发明中所列举的三个宽燃料发动机的实施例至少具备如下特点和优势:
349.由于燃料的燃烧在特定的燃烧室中进行,不存在曲柄活塞式汽油机的爆燃问题,所以压缩比不受爆燃的限制,压缩比将根据容积式机器的强度设计和常用工况并兼顾热效率等综合因素进行优化。本发明的组合式密封片采用多级密封,容积式机器也将余隙容积减少到接近0的极限,压缩侧的压力和效率得以提升,为压缩比的提升和优化奠定了基础。
350.由于压缩侧和膨胀侧在不同的容积空间中进行,膨胀侧每转膨胀做功容积可任意
大于压缩侧每转压缩容积,比曲柄活塞汽油机模仿的阿特金森循环更能体现热效率优势。
351.由于燃料的燃烧在特定的燃烧室中进行,相比曲柄活塞式内燃机,燃料燃烧的时间窗口足够长,温度波动小,无淬熄现象,无死角无泄漏,燃料得到充分燃烧。不仅每转燃料喷入量小于或等于理论空燃比的燃料配比量,给稀薄燃烧甚至超稀薄燃烧创造了条件,工质的绝热指数有所提高。也使得 co、hc及颗粒物等,根本不产生,或少量产生后也有机会在燃烧室内燃烧掉。燃料的充分燃烧带来热量的充分利用,还改善了co、hc及颗粒物的排放。
352.由于燃料的燃烧在特定的燃烧室中进行,对燃烧温度的控制更容易操作,通过调节每转燃料喷入量、每转燃料喷入持续的时间和燃料在燃烧室中的分布状态,控制燃烧室每转的最高燃烧温度,从源头上减少了no
x
的排放,从而简化甚至省略了后处理装置。
353.由于燃料的燃烧在特定的燃烧室中进行,对燃料非常宽容,除了汽油、柴油、煤油和重油,还能使用生物柴油、甲醇和氢气等非化石燃料。
354.燃烧室内由于水的介入降低了燃烧室的温度,减少了no
x
的排放,降低了膨胀侧过高的温度冲击,还能提高工质的做工能力。
355.配气系统大幅度简化,减少了泵气损失和机械摩擦损失。
356.相比曲柄活塞式内燃机,省去了曲柄和连杆,配气系统大幅度简化,体积和质量得以减轻,转子可以做到动平衡转速更高,功率密度提高。特别是后两个实施例是双作用的,功率密度更高。
357.本发明列举的三个宽燃料发动机的实施例,膨胀侧不同容腔工质做功的扭矩有重叠但没有中断,扭矩是连续的,运转更平稳,怠速可以很低。
358.出于说明的目的而提出了对本发明的对若干个实施例的前文描述。所述前文描述并非意图是穷举的,也并非将本发明限于所公开的精确步骤和/或形式,显然,根据上文的教导,本领域的普通技术人员可用本发明的原理和思路提出许多修改和变型,这些都在本发明的范畴内。本发明的范围和所有的等同者旨在由所附权利要求限定。
技术特征:
1.一种组合式密封片,包括滑块,所述滑块上带有主密封片,其特征在于:所述组合式密封片还包含至少一个副密封片,所述至少一个副密封片中的第1副密封片背靠在所述主密封片上或同时搭靠在所述主密封片和滑块上,在所述第1副密封片与所述主密封片之间和/或在所述第1副密封片与所述滑块之间,设有弹性件。2.根据权利要求1所述的组合式密封片,其特征在于:所述至少一个副密封片中的第2副密封片背靠在所述第1副密封片上或同时搭靠在所述第1副密封片和所述滑块上,所述第2副密封片与所述第1副密封片或所述滑块之间有弹性件。3.根据权利要求2所述的组合式密封片,其特征在于:所述至少一个副密封片的数量为n,并且依照不间断递减的以下顺序来布置:第n副密封片背靠在第n-1副密封片上或同时搭靠在第n-1副密封片和滑块上,第n副密封片与第n-1副密封片或滑块之间有弹性件;第n-1副密封片背靠在第n-2副密封片上或同时搭靠在第n-2副密封片和滑块上,第n-1副密封片与第n-2副密封片或滑块之间有弹性件,...,依次类推,直到递减至所述第2副密封片为止,其中,n为选自3、4、5、6、7、8、9和10中的一者。4.根据上述权利要求中任一项所述的组合式密封片,其特征在于:所述主密封片和副密封片中的至少一者是由左右两片拼接而成,并且所述左右两片之间设有横向施力的弹性件;优选的是,所述左右两片在密封端面有左右交叉搭接的部分。5.根据上述权利要求中任一项所述的组合式密封片,其特征在于:所述主密封片和/或所述副密封片的密封端面为弧形柱面。6.根据上述权利要求中任一项所述的组合式密封片,其特征在于:所述主密封片与所述滑块之间进一步设有弹性件。7.根据上述权利要求中任一项所述的组合式密封片,其特征在于:容纳所述组合式密封片的容纳腔包括至少一个凹槽,所述凹槽内设有密封条及弹性件,所述弹性件使得所述密封条接触所述组合式密封片;其中,所述密封条的截面形状优选基本是三角形,并且所述弹性件的施力方向偏向低压区一侧。8.根据上述权利要求中任一项所述的组合式密封片,其特征在于:容纳所述组合式密封片的容纳腔在靠近端口位置还设有耐磨条和容纳所述耐磨条的圆弧形凹槽。9.根据上述权利要求中任一项所述的组合式密封片,其特征在于:在所述滑块的正反两面上各设置一组所述主密封片与所述至少一个副密封片的组合,所述滑块的侧面形状是中心对称的;优选在所述滑块上设有镂空的部分和/或加强筋。10.根据上述权利要求中任一项所述的组合式密封片,其特征在于:所述主密封片与所述至少一个副密封片设置在所述滑块的一个面上,并且在所述滑块的一端安装有穿过轴的滚轮从动件。11.根据权利要求1所述的组合式密封片,其特征在于:所述主密封片与所述滑块是一体的,所述副密封片及其相应的弹性件对称地分布在所述主密封片两侧。12.根据权利要求1所述的组合式密封片,其特征在于:所述主密封片与所述滑块是一体的,两组所述主密封片与所述至少一个副密封片及相应弹性件的组合彼此背靠背地对称布置,其中,所述主密封片充当所述滑块。13.一种容积式机器,例如压缩机,其安装有根据权利要求1-12中任一项所述的组合式
密封片。14.一种发动机,其安装有根据权利要求1-12中任一项所述的组合式密封片。15.根据权利要求1-12中任一项所述的组合式密封片在容积式机器或发动机中的用途。16.一种容积式机器,其特征在于,包括:转子、缸体和位于所述缸体两侧的缸盖,所述转子通过主轴和轴承借助于所述缸盖可转动地安装于所述缸体的筒形内壁之中;其中,所述转子是凸轮转子,所述转子的轮廓从最大半径圆弧分别向两边平滑延伸直至重合,在延伸过程中所述轮廓各点到回转轴心的距离从最大值逐渐到最小值,所述最大半径圆弧的圆弧柱面包括至少一个凹槽,所述凹槽内有作用于所述缸体筒形内壁的径向密封条;所述转子的两端面分别至少有一个环形槽及槽内的密封环;所述缸体设有前容纳腔用于容纳组合式密封片,也有后容纳腔用于容纳所述组合式密封片的驱动机构;在所述缸体的筒形内壁之中通过所述转子和组合式密封片隔离出可变化的容积,用于工质进出的开口和阀门分别位于被所述组合式密封片隔开的低压区一侧和高压区一侧的所述缸体或缸盖上;所述容积式机器还包括润滑通道和冷却面;其中,所述组合式密封片是权利要求1-12中任一项所述的组合式密封片。17.一种容积式机器,其特征在于,包括:转子、缸体和位于所述缸体两侧的缸盖,所述转子通过主轴和轴承借助于所述缸盖可转动并偏心地安装于所述缸体的筒形内壁之中;所述转子是组合式密封片转子,在其基本圆柱体上设有贯通回转轴线的容纳腔,用于容纳组合式密封片;所述转子的两端面分别至少有一对半径相同的弧形槽及槽内的弧形密封件;所述组合式密封片的滑块形状为中心对称,并且搭载两组主副密封片,所述两组主副密封片的密封端面分别向相反的方向接触所述缸体筒形内壁;在所述转子的回转轴线与所述缸体筒形内壁最接近位置的内壁上开有至少一个凹槽,所述凹槽内设有作用于所述转子的径向密封条;在所述缸体筒形内壁之中,通过所述转子和作用于所述转子的径向密封条隔离出可变化的容积,用于工质进出的开口和阀门分别在所述径向密封条隔开的低压区一侧和高压区一侧的所述缸体或缸盖上;所述容积式机器还包括润滑通道和冷却面;其中,所述组合式密封片是权利要求1-12中任一项所述的组合式密封片。18.一种容积式机器,其特征在于,包括:转子、缸体和位于所述缸体两侧的缸盖,所述转子通过主轴和轴承借助于所述缸盖可转动地安装于所述缸体的筒形内壁之中;所述转子是橄榄形转子,所述转子最贴近所述缸体筒形内壁的轮廓是半径和弧长相等圆心重合中心对称的两个圆弧,从所述两个圆弧同侧相向平滑延伸直至重合,在延伸过程
中所述轮廓各点到回转轴心的距离分别从最大值逐渐到最小值,最贴近所述缸体筒形内壁的圆弧柱面分别包括至少一个凹槽,所述凹槽内有作用于所述缸体筒形内壁的径向密封条;所述转子的两端面分别有至少一个基本为椭圆的环形槽及位于所述环形槽内的密封环;所述缸体上有两个中心对称的前容纳腔用于容纳两个组合式密封片,也有两个中心对称的后容纳腔用于容纳所述两个组合式密封片的驱动机构;在所述缸体筒形内壁之中通过所述转子和所述组合式密封片隔离出可变化的容积,用于工质进出的两个开口和两个阀门分别在被所述两个组合式密封片隔开的低压区一侧和高压区一侧的所述缸体或缸盖上;所述容积式机器还包括润滑通道和冷却面;其中,所述两个组合式密封片分别是权利要求1-12中任一项所述的组合式密封片。19.一种宽燃料发动机,其特征在于,包括:压缩侧容积式机器、膨胀侧容积式机器和工质加热器,其中,压缩侧容积式机器的排出口连通所述工质加热器的进入口,所述工质加热器的排出口连通所述膨胀侧容积式机器的进入口;所述压缩侧容积式机器的主轴可操作地连接至所述膨胀侧容积式机器的主轴;其中,所述压缩侧容积式机器采用根据权利要求16至18中任一项所述的容积式机器,其中,所述开口为所述压缩侧容积式机器的工质进入口,所述阀门为所述压缩侧容积式机器的单向阀;其中,所述膨胀侧容积式机器采用根据权利要求16至18中任一项所述的容积式机器,其中,所述开口为所述膨胀侧容积式机器的工质排出口,所述阀门为所述膨胀侧容积式机器的控制阀。20.根据权利要求19所述的宽燃料发动机,其特征在于:所述单向阀包括相对于所述缸体或缸盖静止的密封面,所述静止的密封面中心有工质入口,还包括至少2个叠在一起的盘形密封件,所述盘形密封件之间有相对移动间隙,所述盘形密封件由导向件支撑和限位,还有弹性件作用于所述盘形密封件,使得所述盘形密封件靠向所述静止的密封面,所述盘形密封件根据两侧压力差自动与所述静止的密封面分离或接触,实现单向密封。21.根据权利要求19或20所述的宽燃料发动机,其特征在于:所述控制阀是闸阀,其包括:相对于所述缸体或缸盖静止的密封面、闸板,所述闸板包括通孔、容纳腔和容纳在其中的至少两个套叠在一起的盘形密封件,所述至少两个盘形密封件中除了最小的是无容纳腔的片状密封件之外各自都有容纳腔,以便容纳比其小一级的盘形密封件,所有的容纳腔与其所容纳并直接接触的盘形密封件之间有径向和轴向间隙;所述密封面设有工质出口,所述闸阀还包括闸板驱动装置以驱动所述闸板使所述通孔与所述工质出口连通、或使所述盘形密封件和片状密封件封闭所述工质出口,实现工质的通断。
技术总结
本发明公开了组合式密封片、容积式机器和宽燃料发动机。具体而言,本发明公开了一种组合式密封片,包括滑块,滑块上带有主密封片,组合式密封片还包含至少一个副密封片,副密封片背靠在主密封片上或同时搭靠在主密封片和滑块上,副密封片与主密封片或滑块之间设有弹性件。还披露了带有这种组合式密封片的容积式机器和宽燃料发动机。器和宽燃料发动机。器和宽燃料发动机。
技术研发人员:丁志强
受保护的技术使用者:丁志强
技术研发日:2022.03.09
技术公布日:2023/9/20

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