基于密封片振拍特性的转子发动机自适应蠕动泵油装置

技术领域

本发明属于发动机润滑技术领域，具体涉及一种基于密封片振拍特性的转子发动机自适应蠕动泵油装置。

背景技术

转子发动机具备体积小、重量较轻、结构简单，可靠性和耐久性佳，噪声小、环境友好，对工况要求较低，应用广泛等优点。转子发动机径向密封片作为动力性系统的重要一环，其摩擦磨损行为直接决定了整个转子发动机的工作可靠性和寿命。转子发动机工作运行状态下，径向密封片承受非常严苛的振拍影响，此外径向密封很难处在良好的润滑状态，自身摩擦磨损行为十分严重。因此，合理的润滑系统设计是非常有意义的。

目前，通常通过油泵将润滑油直接注入发动机缸体的燃烧室内，从而实现径向密封片的润滑，其中，油泵是由电动控制响应的。但这样的润滑方式在响应上缺乏机械控制式的同步响应性，并且，油泵的工作需要消耗电量。因此，需要设计一种适用于转子发动机且带机械控制的润滑系统。

发明内容

本发明意在提供一种基于密封片振拍特性的转子发动机自适应蠕动泵油装置，以解决转子发动机润滑系统缺乏机械控制式进油的问题。

为了达到上述目的，本发明的方案为：基于密封片振拍特性的转子发动机自适应蠕动泵油装置，包括开设在缸体的侧壁上的第一安装槽，缸体朝向缸体中心的一侧壁上开设有第二安装槽，第二安装槽内沿缸体的径向滑动连接有安装基座，安装基座内安装有径向密封片，第二安装槽内设有用于安装基座复位的弹片；所述第一安装槽内设有蠕动泵油组件，所述蠕动泵油组件包括泵油软管、推杆、驱动轴、驱动盘、第一从动盘和第二从动盘，所述推杆的一端与所述安装基座相连，推杆的另一端上开设有条形孔，所述驱动盘同轴转动连接于驱动轴上，驱动盘的一侧壁上设有驱动柄，驱动柄间隙配合于所述条形孔内，驱动盘的另一侧壁上同轴固定连接有棘轮内齿圈，第一从动盘同轴固定连接有棘爪盘，所述棘爪盘的圆周上铰接有若干与所述棘轮内齿圈配合的棘爪，且棘爪与棘爪盘的铰接处安装有第一复位弹簧；所述第一从动盘和第二从动盘之间设有若干用于挤压所述泵油软管的挤压辊，所述缸体内开设有供泵油软管安装的上油路通道和下油路通道，上油路通道远离第一安装槽的一端与第二安装槽连通，且安装基座的侧壁上开设有进油孔。

本方案的工作原理及有益效果在于：本方案中，转子发动机发生振拍现象时，径向密封片与安装基座继而发生径向往复运动，从而利用推杆传递径向往复运动，使得驱动盘发生往复性转动，通过棘爪盘和棘轮内齿圈的配合，使得第一驱动盘和第二驱动盘发生转动，进而使得挤压辊绕驱动轴公转，两个挤压辊同时给予泵油软管荷载，使得位于上述两个挤压辊之间的泵油软管呈现处枕状，随着驱动轴的转动，挤压辊就会对弹性的泵油软管交替进行挤压和释放来泵送润滑油，从而使得泵油软管中的润滑油向进油孔方向流动，径向密封片转动后，在两摩擦副之间形成润滑油膜，从而实现对径向密封片的润滑。其中，随着挤压辊绕驱动轴公转，泵油软管的弹性会使得泵油软管不断地恢复原形，在泵入口处(“泵入口处”指位于下油路通道与第一安装槽的连通处的泵油软管的位点)形成负压，促使液体流动并充满管道，达到传输的目的，从而实现对径向密封片的不连续润滑。

并且，本方案中，随着转子发动机的转速发生变化，蠕动泵油组件中第一从动盘、第二从动盘和挤压辊绕驱动轴公转的速度也随之发生变化，从而使得泵入安装基座内的润滑油量随之发生变化，实现润滑油量自适应转子发动机的转速。

综上所述，本方案不仅提供了一种机械控制式进油的润滑系统，还能够根据转子发动机的转速自适应调节润滑油的进油量，无需消耗额外的能量。

可选地，所述装置还包括预润滑组件，预润滑组件包括锥齿轮杆、第一锥齿轮和第二锥齿轮，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，第一锥齿轮与所述第二从动盘同轴固定连接，第二锥齿轮同轴固定连接于所述锥齿轮杆上，锥齿轮杆远离第一锥齿轮的一端伸出第一安装槽设置。

本方案中，第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合，转动锥齿轮杆，从而使得第二从动盘转动，进而使得挤压辊绕驱动轴公转，如此，挤压辊给予泵油软管荷载，实现对转子发动机的预润滑工作。预润滑工作的目的是：1)排出泵油软管内空气，使得泵油软管内充满润滑油；2)转子发动机未启动前，预润滑能够有效减小启动过程中因润滑不足而带来的过度磨损，从而延长转子发动机的使用寿命。

可选地，所述预润滑组件还包括定位轴承，所述定位轴承同轴固定连接于所述锥齿轮杆上，缸体内开设有供锥齿轮杆安装的安装通道，定位轴承固定安装于安装通道内。

本方案中，利用定位轴承固定锥齿轮杆的位置，以便第一锥齿轮和第二锥齿轮始终保持啮合状态，便于操作人员通过锥齿轮杆实现预润滑工作。

可选地，所述蠕动泵油组件还包括用于导向推杆的导向辊。

本方案中，利用导向辊导向推杆的运动方向，从而确保推杆沿同一方向运动。

可选地，所述推杆远离安装基座的一端固定连接有第二复位弹簧，第二复位弹簧的底端与所述第一安装槽的内壁固定连接。

本方案中，第二复位弹簧有助于推杆的复位运动。

可选地，所述挤压辊转动连接于第一从动盘和第二从动盘上。

本方案中，挤压辊转动连接在第一从动盘和第二从动盘上，如此，挤压辊在绕驱动轴公转时，还能够发生自转，更容易挤压泵油软管。

可选地，所述第一从动盘上连接有若干锁紧螺钉，第一从动盘上开设有若干第一通孔，第二从动盘上开设有若干第二通孔，第二通孔与第一通孔一一对应，第二通孔为螺纹孔，所述挤压辊开设有轴向通孔，锁紧螺钉贯穿第一通孔和轴向通孔后与第二通孔螺纹连接。

本方案中，利用锁紧螺钉实现第一从动盘和第二从动盘之间的连接，并实现了挤压辊转动连接在第一从动盘和第二从动盘上，并便于挤压辊的更换。

可选地，所述驱动轴上转动连接有定位凸台，定位凸台位于所述第一从动盘和第二从动盘之间。

本方案中，第一从动盘和第二从动盘分别位于定位凸台的两侧，且第一从动盘和第二从动盘之间通过锁紧螺钉连接，因此，第一从动盘和第二从动盘无需直接与驱动轴连接，第一从动盘和第二从动盘紧固在定位凸台上即可，安装结构简单，易于拆卸、更换。

可选地，所述第一安装槽的槽壁上开设有供所述泵油软管和所述挤压辊陷入的限位槽。

本方案中，泵油软管和挤压辊陷入限位槽内，从而确保挤压辊能够挤压泵油软管。

可选地，所述驱动轴的端部设有螺纹段，所述第一安装槽的槽壁上开设有与所述驱动轴上螺纹段螺纹配合的螺纹盲孔。

本方案中，驱动轴螺纹连接在第一安装槽内，安装结构简单，易于拆卸、更换。

附图说明

图1为本发明实施例一中基于密封片振拍特性的转子发动机自适应蠕动泵油装置的结构示意图；

图2为图1中A的放大示意图；

图3为图2的另一视角图；

图4为本发明实施例一中蠕动泵油组件的结构示意图；

图5为本发明实施例一中驱动盘和第一从动盘分离后的结构示意图；

图6为本发明实施例一中驱动盘和第一从动盘分离后的另一视角图；

图7为本发明实施例一中棘轮内齿圈与棘爪、棘爪盘的结构示意图；

图8为本发明实施例一中缸体的结构示意图；

图9为本发明实施例二中基于密封片振拍特性的转子发动机自适应蠕动泵油装置的结构示意图；

图10为本发明实施例二中驱动盘和第一从动盘分离后的结构示意图；

图11为本发明实施例二中驱动盘和第一从动盘分离后的另一视角图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的标记包括：缸体1、第一安装槽101、第二安装槽102、安装基座2、进油孔201、径向密封片3、弹片4、泵油软管5、推杆6、条形孔601、导向辊7、驱动轴8、螺纹段801、驱动盘9、第一从动盘10、第二从动盘11、第二复位弹簧12、驱动盘轴承13、驱动柄14、棘轮内齿圈15、棘爪盘16、棘爪17、从动盘轴承18、挤压辊19、定位凸台20、锁紧螺钉21、螺母22、前端盖23、后端盖24、主轴25、锥齿轮杆26、定位轴承27、第一锥齿轮28、第二锥齿轮29。

实施例一

本实施例基本如图1、图2和图3所示：基于密封片振拍特性的转子发动机自适应蠕动泵油装置，包括开设在缸体1的侧壁上的第一安装槽101，缸体1朝向缸体1中心的一侧壁上开设有第二安装槽102，第二安装槽102沿缸体1的径向滑动连接有安装基座2，安装基座2内安装有径向密封片3，第二安装槽102内设有用于安装基座2复位的弹片4，本实施例中，弹片4呈弓形，弹片4的两端分别与安装基座2底部的两端焊接，以便在安装基座2沿缸体1的径向向外滑动后能够在弹片4的作用下沿缸体1的径向向内滑动(缸体1的径向是指转子发动机主轴25(主轴25如图8所示)的径向)。

第一安装槽101内设有蠕动泵油组件，结合图4和图5所示，蠕动泵油组件包括泵油软管5、推杆6、导向辊7、驱动轴8、驱动盘9、第一从动盘10和第二从动盘11。推杆6的顶端与安装基座2相连，本实施例中，推杆6的顶端和安装基座2的底端通过销孔实现连接，推杆6的底端开设有条形孔601。驱动轴8的两端均设有螺纹段801，第一安装槽101的槽壁上开设有与驱动轴8上螺纹段801螺纹配合的螺纹盲孔，从而使得驱动轴8水平连接在第一安装槽101内。推杆6的底端焊接有第二复位弹簧12，第二复位弹簧12的底端与第一安装槽101的槽底焊接。导向辊7的数量为两个，两个导向辊7位于推杆6的两侧，用于导向推杆6，导向辊7转动连接于缸体1上。

驱动盘9同轴转动连接于驱动轴8上，本实施例中，驱动盘9通过驱动盘轴承13转动连接在驱动轴8上，以便驱动盘9能够绕驱动轴8发生旋转。本实施例中，驱动盘9为不完全圆盘，驱动盘9的外侧壁上一体成型有驱动柄14，驱动柄14间隙配合于条形孔601内，即，驱动柄14能够在条形孔601内沿条形孔601运动。结合图5、图6和图7所示，驱动盘9的内侧壁上同轴固定连接有棘轮内齿圈15，本实施例中，驱动盘9的内侧壁上开设有内齿圈槽，棘轮内齿圈15卡装于内齿圈槽内，从而实现棘轮内齿圈15与驱动盘9的同轴固定连接，以便驱动盘9绕驱动轴8发生旋转时，棘轮内齿圈15随着驱动盘9一起旋转。

第一从动盘10同轴固定连接有棘爪盘16，本实施例中，棘爪盘16焊接于第一从动盘10上，棘爪盘16的圆周方向上铰接有若干与棘轮内齿圈15配合的棘爪17，且棘爪17与棘爪盘16的铰接处安装有第一复位弹簧(未显示，第一复位弹簧的作用是使得棘爪17偏转后复位，从而恢复与棘轮内齿圈15的齿槽相卡合的状态)，本实施例中，棘爪17的数量为四个，初始状态时，四个棘爪17与棘轮内齿圈15的齿槽卡合。

第一从动盘10和第二从动盘11通过从动盘轴承18同轴转动连接在驱动轴8上。第一从动盘10和第二从动盘11之间设有若干用于挤压泵油软管5的挤压辊19，挤压辊19转动连接于第一从动盘10和第二从动盘11上。本实施例中，驱动轴8上同轴转动连接有定位凸台20，定位凸台20通过定位凸台轴承实现与驱动轴8的同轴转动连接，定位凸台20位于第一从动盘10和第二从动盘11之间，第一从动盘10上连接有若干锁紧螺钉21，第一从动盘10上开设有若干第一通孔，第二从动盘11上开设有若干第二通孔，第二通孔与第一通孔一一对应，第二通孔为螺纹孔，挤压辊19开设有轴向通孔，锁紧螺钉21贯穿第一通孔和轴向通孔后与第二通孔螺纹连接。本实施例中，锁紧螺杆、挤压辊19、第一通孔和第二通孔的数量均为三个，且三个挤压辊19绕驱动轴8的圆周方向均匀分布，第一从动盘10和第二从动盘11呈Y型。如此，驱动盘9、第一从动盘10和第二从动盘11均安装在驱动轴8上，构成一个整体，在安装时以整体形式安装在第一安装槽101内。而在完成驱动轴8的安装后，利用螺母22螺纹连接在驱动轴8的端部(驱动轴8未连接在第一安装槽101侧壁上的一端)，最后利用前端盖23覆盖第一安装槽101，并且前端盖23的内侧壁上设有供螺母22卡入的卡槽，以便对驱动轴8的端部实现支撑，继而使得驱动轴8的两端均受到支撑力。安装好前端盖23的缸体1，其结构如图8所示。

第一安装槽101的槽壁上开设有供泵油软管5和挤压辊19陷入的限位槽。缸体1内开设有供泵油软管5安装的上油路通道和下油路通道，上油路通道和下油路通道均与第一安装槽101连通，上油路通道远离第一安装槽101的一端与第二安装槽102连通，且安装基座2的侧壁上开设有进油孔201，进油孔201与泵油软管5的出油口相对；下油路通道远离第一安装槽101的一端贯穿缸体1，以便泵油软管5由缸体1的外侧探入第一安装槽101内。

转子发动机工作过程中，发生振拍现象，径向密封片3和安装基座2沿缸体1的径向发生往复运动，推杆6随着安装基座2发生径向往复运动，当推杆6沿缸体1的径向向外运动时(按照图2所示，即，当推杆6向下运动时)，驱动柄14在条形孔601内滑动并向下移动，从而带动驱动盘9绕驱动轴8发生顺时针旋转，由于此时棘爪17与棘轮内齿圈15的齿槽相卡合，因此，当棘轮内齿圈15随着驱动盘9顺时针转动时，棘爪17和棘爪盘16随着棘轮内齿圈15一起顺时针转动，从而带动第一从动盘10顺时针转动，进而带动定位凸台20、第二从动盘11和挤压辊19顺时针转动，如此，挤压辊19绕驱动轴8顺时针转动，对泵油软管5施加荷载，推动两个挤压辊19之间泵油软管5中的润滑油向进油孔201流动，从而使得润滑油进入安装基座2，如此，径向密封片3转动后，在两摩擦副之间形成润滑油膜，从而实现对径向密封片3的润滑。上述过程中，泵油软管5内形成负压，润滑油在负压作用下自动补充在泵油软管5内，待下一次挤压辊19挤压泵油软管5而将润滑油泵入安装基座2内，从而实现对径向密封片3的不连续润滑。

而当推杆6沿缸体1的径向向内运动时(按照图2所示，即，当推杆6向上运动时)，驱动柄14在条形孔601内滑动并向上移动，从而带动驱动盘9绕驱动轴8发生逆时针旋转，棘轮内齿圈15随着驱动盘9逆时针转动，此过程中，棘爪17以棘爪17与棘爪盘16铰接点为圆心逆时针偏转，棘爪17伏倒，棘爪17未与棘轮内齿圈15的齿槽相卡合，如此，棘爪17与棘爪盘16不会随棘轮内齿圈15发生逆时针转动，即，第一从动盘10和第二从动盘11在此过程中保持静止、不会逆时针转动，等待下一次顺时针转动。

综上所述，本实施例中，利用转子发动机的振拍现象，通过推杆6转动，采用棘轮内齿圈15与棘爪17的配合以及蠕动泵原理，将润滑油泵入安装基座2内，实现径向密封片3的润滑，降低转子发动机对电能驱动泵油模式的依赖，即，本实施例提供了一种机械控制式进油的润滑系统。并且，由于本实施例中的蠕动泵油组件自身结构存在不连续供油的特点，因此，本实施例可以降低烧机油危害。不仅如此，本实施例还能够根据转速变化迅速改变供油量，从而改善不同工况的润滑情况，延长转子发动机的整体使用寿命。

另外，本实施例中，第一安装槽101和蠕动泵油组件设计于缸体1的前侧壁上，由前端盖23进行覆盖。而在另一实施例中，第一安装槽101和蠕动泵油组件设计于缸体1的前侧壁和后侧壁上，即，在径向密封片3的两端均设计蠕动泵油组件，分别由前端盖23和后端盖24覆盖，从而增加单次供油量。

实施例二

本实施例与实施例一的区别之处在于：如图9、图10和图11所示，本实施例中的基于密封片振拍特性的转子发动机自适应蠕动泵油装置，还包括预润滑组件，预润滑组件包括锥齿轮杆26、定位轴承27、第一锥齿轮28和第二锥齿轮29，第一锥齿轮28与第二锥齿轮29啮合，第一锥齿轮28与第二从动盘11同轴固定连接，本实施例中，第一锥齿轮28焊接于第二从动盘11远离第一从动盘10的一侧壁上。第二锥齿轮29和定位轴承27均同轴固定连接于锥齿轮杆26上，锥齿轮杆26远离第一锥齿轮28的一端伸出第一安装槽101设置，缸体1内开设有供锥齿轮杆26安装的安装通道，定位轴承27固定安装于安装通道内。

本实施例中，在转子发动机工作前，通过预润滑组件对径向密封片3实现预润滑，从而达到以下目的：1)排出泵油软管5内空气，使得泵油软管5内充满润滑油；2)转子发动机未启动前，径向密封片3处于干摩擦状态，预润滑能够有效减小启动过程中因润滑不足而带来的过度磨损，从而延长转子发动机的使用寿命。而预润滑的操作过程如下：

操作人员顺时针转动锥齿轮杆26(转动锥齿轮杆26的方式可以为手动，也可以利用电机；此处“顺时针”是从图11上由上往下看)，锥齿轮杆26上的第二锥齿轮29发生顺时针转动，由于第二锥齿轮29与第一锥齿轮28啮合，因此，第一锥齿轮28发生逆时针转动，从而带动第二从动盘11逆时针转动(此处“逆时针”是从图11的正面看)，如此，使得挤压辊19绕驱动轴8发生逆时针转动，挤压辊19对泵油软管5施加荷载，推动两个挤压辊19之间泵油软管5中的润滑油/空气向进油孔201流动，从而实现预润滑工作。后续润滑工作过程中，第一锥齿轮28和第二锥齿轮29依旧保持啮合，不影响蠕动泵油组件的工作。

以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和本发明的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。