[发明专利]一种活塞环自旋减磨结构

说明书

本发明公开了一种活塞环自旋减磨结构，它包括活塞环主体和搭接口，还包括端面导气槽，所述端面导气槽设置在活塞环本体的一侧端面上，当压缩、作功和排气冲程的高压气流流向该端面时，通过所述端面导气槽的作用推动活塞环绕其轴线转动趋势，并将气流导向活塞环主体的活塞环内侧圆柱面，在吸气冲程中负压作用使得润滑油存储在所述端面导气槽并流向环形气缸的内壁形成润滑油膜。本发明具有结构简单紧凑、能降低磨损、可提高环形动力缸可靠性和平稳性等优点。

技术领域

本发明主要涉及到活塞式发动机领域，特指一种在环形动力缸中能实现活塞环在活塞上绕自身轴线主动转动、以降低活塞环不均匀磨损的结构。

背景技术

往复活塞式发动机原理简单、技术成熟，在生产和生活得到了广泛应用。但受限于活塞往复运动特点和功率传输机构结构，往复活塞式发动机难以显著提升功率密度和最大输出功率。采用环形动力缸的转子活塞式发动机，借鉴航空涡轮发动机热力学过程在发动机内部不同位置、同时进行的原理，将气缸和活塞做成环形，通过转子活塞绕主轴的定轴转动、两组相邻转子活塞的相对运动，实现热力学过程在环形动力缸内部不同位置、同时进行，使得作功次数的大幅增加，以此提升功率密度和输出功率。

环形动力缸中气缸呈环形，且由半环形外圈、转子环面等组成。当转子活塞在其内部转动时，由于活塞环上各点离主轴转动中心的距离不等，使得工作时活塞环上各点相对环形气缸的线速度存在较大差别，越远离转动中心，活塞环上点的线速度越大、磨损越大。另一方面， 活塞环初始形状使得其与环形气缸壁之间存在一定的均匀预紧压力作用，但由于活塞环随转子活塞做定轴转动时的离心力影响，会使得活塞环远离主轴的一侧与环形气缸壁接触力增大、磨损趋于严重，活塞环靠近主轴的一侧与环形气缸壁（转子环面部分）接触力减小、磨损减轻。这两方面的作用将造成活塞环形成不均匀磨损特点，不利于环形动力缸工作组件的长期、可靠、平稳的工作，对于新兴发动机的工作寿命会带来很大影响，也会制约新型发动机的工程化进程。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单紧凑、能降低磨损、可提高环形动力缸可靠性和平稳性的活塞环自旋减磨结构。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种活塞环自旋减磨结构，它包括活塞环主体和搭接口，还包括端面导气槽，所述端面导气槽设置在活塞环本体的一侧端面上，当压缩、作功和排气冲程的高压气流流向该端面时，通过所述端面导气槽的作用推动活塞环绕其轴线转动趋势，并将气流导向活塞环主体的活塞环内侧圆柱面，在吸气冲程中负压作用使得润滑油存储在所述端面导气槽并流向环形气缸的内壁形成润滑油膜。

作为本发明的进一步改进：所述端面导气槽设置在活塞环主体的一侧端面上，另一侧端面保持光滑平整。

作为本发明的进一步改进：所述端面导气槽在安装时，活塞环端面朝向动力缸作功容腔，且背离活塞安装座。

作为本发明的进一步改进：所述端面导气槽为多个，在活塞环的端面上采用均匀分布。

作为本发明的进一步改进：所述端面导气槽为直线形状或平面曲线形状。

作为本发明的进一步改进：所述端面导气槽的横截面为直线导气槽矩形截面、导气槽带圆角矩形截面及导气槽半圆形截面。

作为本发明的进一步改进：还包括内侧凸起和凸起导气斜面，所述内侧凸起设置在活塞环内侧圆柱面上，沿半径向心布置；所述凸起导气斜面设置在内侧凸起上，倾斜方向使得从所述端面导气槽流来的高压气流推动活塞环自旋转动，且确保转动方向与端面导气槽的作用方向一致。

作为本发明的进一步改进：所述内侧凸起为多个，在活塞环内侧圆柱面上均匀分布。

作为本发明的进一步改进：所述内侧凸起采用与活塞环主体等厚的结构，或采用与活塞环主体不等厚的结构。