[发明专利]行星转子发动机的密封方法

说明书

                      本发明的背景

1．本发明的技术领域

本发明总的涉及内燃机，更具体地说，涉及一种对行星转子发动机进行密封的方法，以及由此产生的、动态地形成的密封件。行星转子发动机包括三个或三个以上转子，这些转子可以自所述设备的中心径向地移动并且一起旋转，以交替地增大或减小由各转子所形成的腔室的容积，由此形成三个需要密封的主要接合处。

2．相关技术的描述

最为人们熟知的内燃机是具有广泛用途的往复式活塞机。所述行星转子发动机构造被人们熟知的程度比前述内燃机构造为低。总的来说，行星转子发动机包括多个可径向移动的转子，这些转子环绕一中心腔室用键固定于相等数量的轴上。转子的形状是由圆的四个四分之一圆弧所形成的，两个相对置的圆弧具有一较大的半径，在较大圆弧之间的两圆弧具有相对较小的半径。当各转子的轴线被定位在一圆上，并且各转子的主轴朝着相同方向取向而每一转子均与两个相邻转子相接触时，它们就形成一在各转子之间的容积。当各转子朝着相同方向并且以相同旋转速度旋转时，它们的形状使它们各自的面部分始终保持彼此紧密接触，并且以转子每旋转一周发生两次变化的固定频率改变由各转子所形成的所述容积。利用那些指向形成所述腔室的各转子面的爆发力可以使各转子旋转，由此可以将它们转换成有用的机械能。

但是，与较为人们所熟知且应用面较广的内燃机(即，汽油活塞、柴油活塞、“汪克尔”转子型、喷气发动机)相比，这类行星转子发动机由于设计上的原因具有可以显著推进内燃机技术的潜力。行星转子发动机的优点包括：1)只需较小的重量尺寸比就可产生一动力装置，2)可以减少零部件个数，从而可以提供一较宽的RPM范围，3)杠杆比较高(即，较小的压力产生较大的扭矩)，上述每一优点又进一步带来对于用户有利的优点，即，只需消耗较少的燃料就可以作出较多的功(亦即较大的燃料效率)，而且可以减少污染。

但是，这些优点没有被人们所实现，这主要是由于已有技术中没有一种对燃烧室进行密封的适当装置。因此，行星转子发动机的种种原理从未被成功发展而供工业使用，这主要是由于迄今为止还没有解决适当密封所述机构以提供必需的工作效率这一问题。

为了理解本发明的密封方法，必需先理解那些需要密封的、由行星转子发动机的各构件所形成的接合处。更具体地说，必须将具有预定公差(自零向上)的密封件设置在三个关键位置，即，1)转子面，2)转子端部和相应的机壳端部，以及3)转子轴。在本发明之前，人们都是试图将静态密封件插设在移动表面和一静态构件之间，但都不成功。因此，必须将一动态密封件用于这三个关键区域中的每一区域。

首先就多个移动转子面之间形成的所述燃烧室容积而言，必须形成一第一动态密封件，以便当所述转子面表面通过变化的空间坐标而移动时能持续不断对多个移动的转子表面之间的接触点进行调整，将可能的间隙密封住，由此形成一封闭的燃烧室容积。其次，在任一给定的工作周期中，所述燃烧室容积受到因交变的燃烧压力和局部真空而引起的脉动的作用，在形成一端部空间的转子端部和外壳之间的接合处必须考虑这些交变脉动的后果。通过该端部空间，脉动就会泄漏并会不利于支承住所述转子和外壳的中心轴密封件(以及不利于发动机性能等)。因此，必须形成一第二动态密封件，以便有效地密封住该空间，将转子端部之间和所述机壳之间形成的端部空间的脉动泄漏的不利影响减至最小。第三，对原来的中心轴密封件本身进行重新设计而成为一第三动态密封件，以将不利的脉动后果减至最小，并藉助减小低脉动状态(即，当不太需要高密封力时)过程中的摩擦热和磨损而延长中心轴的使用寿命。

而且，本发明考虑并克服了以下问题：当动态密封件受到工作过程中的包括物理磨损、材料的热胀冷缩在内的多个物理影响以及诸如燃烧过程中所产生的振荡压力和局部真空之类的与发动机性能有关的变化时，可以保持均匀和一致的动态密封件。因此，本发明通过采用有效密封行星转子发动机所需的的本发明原理所提供的方法以及提供各种采用该原理的新颖机构而解决了这些问题和需求。本发明方法提供转子面、转子端部以及轴的密封，即，提供了所需密封作用的装置，以便使行星转子发动机能有效地工作和使用。