具有密封增强结构的封严涨圈挤压油膜阻尼器

技术领域

本发明涉及封严涨圈挤压油膜阻尼器技术领域，具体是指一种具有密封增强结构的封严涨圈挤压油膜阻尼器。

背景技术

传统的封严涨圈挤压油膜阻尼器在工作过程中，缺口的泄漏量较高，且封严涨圈由于油膜压力的快速变化会出现不同程度的偏移，导致密封面失效，使得涨圈结构密封性能大幅降低。

具体来说，安装在挤压油膜阻尼器中的封严涨圈其主要功能是减少滑油的轴向流通以及减少外界空气吸入，从而增加挤压油膜阻尼器的阻尼系数。将封严涨圈安装到环槽后，在自身弹力的作用下，涨圈外圆紧贴挤压油膜阻尼器外环，构成阻止滑油泄漏的第一密封面；在油压的作用下，涨圈被推至环槽外侧，并与环槽侧壁面紧贴形成阻止滑油泄漏的第二密封面。各涨圈安装示意图和各密封面示意图如图9、10所示。

尽管理论上来讲，在两个密封面的作用下，滑油只能通过胀圈缺口和漏油孔流出，外界空气也只能通过胀圈缺口和漏油孔进入挤压油膜阻尼器内部，但实际上，由于挤压油膜阻尼器的油膜压力会发生负压-零压-正压-零压的往复变化，变化幅度以及变化频率较大，涨圈结构在快速变化的油膜压力下会发生偏移，这会导致密封面失效；此外，涨圈的缺口处泄漏量较高。这些因素会降低涨圈结构的密封效果，使阻尼器的减振效果变差。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种具有密封增强结构的封严涨圈挤压油膜阻尼器，通过改进涨圈接口形式、抑制工作过程中涨圈的偏移来增强涨圈结构的密封效果，从而减少滑油的泄漏，提高阻尼器的减振效果。

本发明是通过如下技术方案实现的，提供一种具有密封增强结构的封严涨圈挤压油膜阻尼器，包括阻尼器外圈、阻尼器内圈和两个涨圈，所述阻尼器内圈的外圈开有容纳涨圈的涨圈槽，所述涨圈的外圈设有涨圈斜面，涨圈斜面的直径向挤压油膜阻尼器端部方向逐渐增大，所述阻尼器外圈的内圈设有与涨圈斜面适配的贴合斜面，所述贴合斜面和涨圈斜面贴合形成第一密封面，所述涨圈在自身弹力作用下径向膨胀，在涨圈斜面和贴合斜面的导向作用下向挤压油膜阻尼器端部方向移动，使涨圈外端面与涨圈槽侧面贴合形成第二密封面。

本方案中涨圈在自身弹力作用下径向膨胀，使第一密封面贴合紧密，并且在涨圈斜面和贴合斜面的导向作用下向挤压油膜阻尼器端部方向移动，使涨圈外端面与涨圈槽侧面贴合形成第二密封面，从而通过第一密封面和第二密封面提高涨圈位置的密封能力，同时 油膜压力也会推动涨圈向挤压油膜阻尼器端部方向移动，提高第二密封面的贴合程度。

作为优化，所述涨圈的对接口的两个对接端面上各设有多个向对侧对接端面延伸的凸台，对接端面上多个凸台沿对接端面周向排布，对接端面上相邻凸台之间构成插槽，两个对接端面上的凸台周向交错排布，所述凸台插入对侧对接端面的插槽中。本方案中将涨圈截面分为多个部分，几个部分凸出形成凸台，另外部分则形成凹槽；涨圈两端相互配合形成榫卯结构，两端只有在涨圈半径改变时可以发生周向的相对位移，从而保证各工况下涨圈都是一个首尾相连的圆形，提升密封性能。

作为优化，所述涨圈的对接口的两个对接端面上各设有两个凸台，两个对接端面上凸台对接后的外轮廓与涨圈截面外轮廓相同。通过两个凸台实现密封效果。

作为优化，所述对接端面上的两个凸台相连。两个凸台相连，从而使两个凸台之间不存在缝隙，降低泄漏。

作为优化，所述凸台的截面为四边形。便于相邻凸台之间的贴合密封。

作为优化，所述涨圈的内圈为圆柱面，涨圈的外圈为锥形面，涨圈的两端均为平面。

作为优化，所述阻尼器外圈的内圈开有环形槽，所述贴合斜面设置在环形槽的槽底。

作为优化，所述阻尼器外圈上螺纹连接有螺钉，所述螺钉沿涨圈径向延伸且与涨圈的外圈适配。螺钉用于拆卸阻尼器，拆卸时，将螺钉旋入阻尼器外圈，此时涨圈会被压缩使直径缩小，完全进入阻尼器内圈的涨圈槽，然后即可向抽出阻尼器内圈及涨圈，完成拆卸。

作为优化，所述阻尼器内圈包括内圈外环以及轴向滑接在内圈外环内的内圈内环，所述涨圈槽设置在内圈外环的外圈。在阻尼器安装过程中，内圈外环可在内圈内环上自由滑动，在涨圈的弹力作用下可以保持内圈外环在相对于阻尼器外圈最合适的位置，防止因安装问题导致第二密封面失效。

作为优化，所述内圈外环和内圈内环通过花键连接。通过花键实现滑动连接。

本发明的有益效果为：本发明的具有密封增强结构的封严涨圈挤压油膜阻尼器，受到涨圈弹力产生的轴向力，其与涨圈槽侧壁贴合更紧密，使得挤压油膜阻尼器在不同的工况下都能有良好的密封性，即使阻尼器内圈相对于阻尼器外圈有一定的轴向位移，涨圈仍具有良好的密封效果。

涨圈对接口搭接形式有效降低了滑油在涨圈缺口的泄漏量，提高了涨圈结构的密封性能。

在挤压油膜阻尼器工作过程中，涨圈不易在涨圈槽内发生位移，保证了良好的密封性能，同时减少了涨圈与涨圈槽及阻尼器外圈之间的磨损，提高了挤压油膜阻尼器的寿命。

附图说明

图1为本发明实施例1的剖面示意图；

图2为本发明实施例1的图1中局部放大图；

图3为本发明实施例1的爆炸示意图；

图4为本发明实施例2的剖面示意图；

图5为本发明实施例2的图4中局部放大图；

图6为本发明实施例2的爆炸示意图；

图7为本发明涨圈对接口的分离结构示意图；

图8为本发明涨圈对接口的对接结构示意图；

图9为现有技术的涨圈安装示意图；

图10 为现有技术涨圈各密封面示意图；

图中所示：

1、供油孔，2、阻尼器外圈，3、涨圈，31、凸台，4、阻尼器内圈，41、内圈外环，42、内圈内环，5、油膜，6、供油槽，7、螺钉。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

实施例1：

如图1~8所示，本发明的具有密封增强结构的封严涨圈挤压油膜阻尼器，包括阻尼器外圈2、阻尼器内圈4和两个涨圈3，阻尼器外圈2和阻尼器内圈4构成油膜5，油膜5通过两端的两个涨圈3实现密封，防止泄漏，阻尼器外圈2上开有径向的供油孔1，阻尼器内圈4的外圈开有一圈供油槽6，供油槽6与供油孔1连通，使油液便于布满整个环形空间，便于成型油膜。

所述涨圈3的内圈为圆柱面，涨圈3的两端均为平面，所述阻尼器内圈4的外圈开有容纳涨圈3的涨圈槽，涨圈槽的截面为矩形，所述涨圈3的外圈设有涨圈斜面，从而使涨圈3的外圈为锥形面， 且涨圈斜面的直径向挤压油膜阻尼器端部方向逐渐增大。

所述阻尼器外圈2的内圈设有与涨圈斜面适配的贴合斜面，所述贴合斜面和涨圈斜面贴合形成第一密封面，所述涨圈3在自身弹力作用下径向膨胀，在涨圈斜面和贴合斜面的导向作用下向挤压油膜阻尼器端部方向移动，使涨圈3外端面与涨圈槽侧面贴合形成第二密封面。

具体来说，涨圈3在自身弹力的作用下会向径向膨胀，直至紧贴在阻尼器外圈1的贴合斜面上，构成阻止滑油泄漏的第一密封面。如图2所示，涨圈3会受到垂直于第一密封面的力F，由于阻尼器外圈1与涨圈3接触的面是一个斜面，力F被分解为的轴向力Fa会使涨圈3紧贴在涨圈槽侧壁上，此时涨圈3与涨圈槽侧壁紧密接触形成第二密封面。

传统封严涨圈挤压油膜阻尼器的涨圈只会受油膜压力与涨圈槽侧壁贴合，而本发明中的涨圈还受到涨圈弹力产生的轴向力，其与涨圈槽侧壁贴合更紧密，使得挤压油膜阻尼器在不同的工况下都能有良好的密封性。

在挤压油膜阻尼器工作过程中，涨圈不易在涨圈槽内发生位移。如图9所示，当传统挤压油膜阻尼器的涨圈发生位移时，涨圈只能发生轴向位移，其半径不会改变，外力不需要克服涨圈弹力；当本发明中的涨圈发生位移时，由于第一密封面是个斜面，涨圈既会发生轴向位移，又会发生径向形变，其半径会变小，外力需要克服涨圈弹力。所以本发明中的涨圈更难发生位移，保证了良好的密封性能。

为了防止滑油从涨圈对接口处大量泄漏，对涨圈对接口的搭接形式做出如下改进，如图7、8所示。

所述涨圈3的对接口的两个对接端面上各设有多个向对侧对接端面延伸的凸台31，本实施例中所述涨圈3的对接口的两个对接端面上各设有两个凸台31，所述对接端面上的两个凸台31相连，所述凸台31的截面为四边形。

对接端面上多个凸台沿对接端面周向排布，对接端面上相邻凸台31之间构成插槽，两个对接端面上的凸台31周向交错排布，所述凸台31插入对侧对接端面的插槽中。两个对接端面上凸台31对接后的外轮廓与涨圈3截面外轮廓相同。

涨圈两端相互配合形成榫卯结构，两端只有在涨圈半径改变时可以发生周向的相对位移，从而保证各工况下涨圈都是一个首尾相连的圆形，提升密封性能。

实施例2：

如图4~6所示，本实施例中所述阻尼器外圈2的内圈开有环形槽，所述贴合斜面设置在环形槽的槽底。如图5所示，阻尼器内圈4开有涨圈槽，

阻尼器外圈2开有环形槽，其中阻尼器内圈的涨圈槽侧壁比外圈的环形槽更贴近涨圈，此时涨圈3会先与涨圈槽接触形成第二密封面。这是为了防止因加工误差导致环形槽先与涨圈贴合，从而导致第二密封面处产生缝隙，引发密封失效。

由于环形槽与涨圈处存在较小的缝隙，泄漏的滑油流经此处时仍然可以保持一定的压力，从而抑制阻尼器外部的空气经过涨圈结构被吸入阻尼器内部，防止阻尼器的减振效果受到影响。

所述阻尼器外圈2上螺纹连接有螺钉7，本实施例中阻尼器外圈2对应其中一个涨圈的位置设有周向均布的四颗螺钉7，用于拆卸阻尼器。

所述螺钉7沿涨圈3径向延伸且与涨圈3的外圈适配。此外，如图5所示，拆卸时，将四颗螺钉7旋入阻尼器外圈2，此时涨圈3会被顶出阻尼器外圈的环形槽，完全进入阻尼器内圈的涨圈槽。然后即可向右抽出阻尼器内圈4及涨圈3，完成拆卸。

所述阻尼器内圈4包括内圈外环41以及轴向滑接在内圈外环41内的内圈内环42，所述涨圈槽设置在内圈外环41的外圈。所述内圈外环41和内圈内环42通过花键连接。这样设置允许内圈外环41在内圈内环42上轴向移动，同时防止内圈外环41在内圈内环42上周向旋转。

图4为阻尼器剖面图，内圈内环42固定在发动机内部，上面设有花键。在阻尼器安装过程中，内圈外环41可在内圈内环42上自由滑动，在涨圈3的弹力作用下可以保持在相对于阻尼器外圈2最合适的位置，防止因安装问题导致第二密封面失效；内圈内环42的花键也可以防止内圈外环41在工作过程中发生旋转，从而避免各密封面的磨损，延长阻尼器寿命。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。