三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)徑向密封片的竄動(dòng)分析

1、三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)徑向密封片的竄動(dòng)分析 重慶大足職教中心機(jī)械工程部 賀澤虎 402360摘要：三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的徑向密封片在密封槽內(nèi)沿徑向伸縮的現(xiàn)象稱(chēng)為竄動(dòng)，它加速了徑向密封片與氣缸之間的磨損，降低了密封性能。型線(xiàn)參數(shù)和徑向密封片頂部圓弧半徑對(duì)竄動(dòng)的影響，并加以分析計(jì)算。三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際氣缸型線(xiàn)必須是理論型線(xiàn)的平移距曲線(xiàn)，徑向密封片頂部圓弧半徑應(yīng)該等于平移距。關(guān)鍵詞：徑向密封片 竄動(dòng)量 氣缸實(shí)際型線(xiàn) 氣缸理論型線(xiàn)三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的徑向密封片在密封槽內(nèi)沿徑向伸縮的現(xiàn)象稱(chēng)為竄動(dòng)。當(dāng)密封片在槽內(nèi)產(chǎn)生竄動(dòng)時(shí)，對(duì)缸體振紋的形成和磨損以及徑向密封片的密封性能和偏磨有很大影響。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和耐久性能均

2、有重大影響。徑向密封片竄動(dòng)量的影響因素主要有：A、 氣缸型線(xiàn)參數(shù)與徑向密封片頂部圓弧半徑；B、 氣缸和轉(zhuǎn)子的熱變型；C、 氣缸的型面加工精度；D、 轉(zhuǎn)子徑向密封片槽加工精度；E、 相位齒輪加工精度；F、 主軸頸與主軸承加工精度；G、 偏心軸頸與偏心軸承的加工精度。由于C、D、E、F、G都是三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)零件加工過(guò)程精度的影響，B是熱變形對(duì)氣缸和轉(zhuǎn)子的影響。只有A是三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)的影響，本文從理論設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，就只分析氣缸型線(xiàn)參數(shù)和徑向密封片頂部圓弧半徑對(duì)竄動(dòng)的影響，并對(duì)徑向密封片竄動(dòng)量加以分析計(jì)算，從而來(lái)減小徑向密封片的竄動(dòng)，從而提高其耐磨性能，從而提高三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。三角

3、轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的實(shí)際型線(xiàn)是以理論型線(xiàn)（外旋輪線(xiàn)）上的點(diǎn)為圓心，以為半徑所形成各小圓的外包絡(luò)線(xiàn)。也可以認(rèn)為是理論型線(xiàn)（外旋輪線(xiàn)）的平移距為的等距曲線(xiàn)，而不是創(chuàng)成半徑為的理論型線(xiàn)（外旋輪線(xiàn)），否則氣缸徑向密封片將產(chǎn)生竄動(dòng)，加速磨損，減少了三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。圖1、氣缸型線(xiàn)為理論型線(xiàn)時(shí)的竄動(dòng) 如圖1所示。當(dāng)徑向密封片的頂部圓弧半徑為平移距時(shí)，氣缸型線(xiàn)應(yīng)該是理論型線(xiàn)的平移距為的等距曲線(xiàn)，否則會(huì)徑向密封片會(huì)產(chǎn)生竄動(dòng)。圖中的實(shí)線(xiàn)是平移距為的等距曲線(xiàn)，虛線(xiàn)表示創(chuàng)成半徑為的氣缸理論型線(xiàn)（圓外旋輪線(xiàn)），點(diǎn)線(xiàn)表示創(chuàng)成半徑為R的氣缸理論型線(xiàn)。當(dāng)頂部圓弧半徑為的徑向密封片，在平移距也是的等距離曲線(xiàn)的氣缸型線(xiàn)滑動(dòng)時(shí)，

4、徑向頂部的圓弧半徑總是在創(chuàng)成半徑為R的圓外旋輪上，故徑向密封片不竄動(dòng)。當(dāng)頂部圓弧為的徑向密封片在創(chuàng)成半徑為的圓外旋輪線(xiàn)上滑動(dòng)時(shí)，在最大擺角處，徑向密封片將沿著PI線(xiàn)向下移動(dòng)的距離，此時(shí)徑向密封片沿方向（即向徑向密封片槽底方向）移動(dòng)的距離為竄動(dòng)量C。 (1-1) (1-2) (1-3) (1-4)由以上的公式1-3和公式1-4可以得出：a、 其它參數(shù)不變的情況下，創(chuàng)成半徑增加，而徑向密封片的竄動(dòng)量減小。b、 其它參數(shù)不變的情況下，偏心距增加，徑向密封片的竄動(dòng)量增大。c、 在平移距不變的情況下，形狀系數(shù)的增加，而徑向密封片的竄動(dòng)量減小。d、 其它參數(shù)不變的情況下，平移距增加，徑向密封片的竄動(dòng)量增大

5、。當(dāng)密封片頂部圓弧半徑小于氣缸型線(xiàn)參數(shù)平移距時(shí)，轉(zhuǎn)子型線(xiàn)要與氣缸型線(xiàn)接觸產(chǎn)生摩擦磨損，因此要求密封片頂部圓弧半徑（平移距）。若徑向密封片在平移距為的氣缸圓外旋輪線(xiàn)的等距曲線(xiàn)滑動(dòng)，徑向密封片頂部圓弧圓心軌跡不總在圓外輪線(xiàn)上，故徑向密封片產(chǎn)生竄動(dòng)。如圖2所示，當(dāng)時(shí),在擺角處，徑向密封片的竄動(dòng)量為：圖2、密封片頂部圓弧半徑時(shí)的竄動(dòng) （1-5） （1-6） （1-7）由以上公式1-6和1-7可得出：a、當(dāng)氣缸型線(xiàn)參數(shù)都不變的情況下，隨著徑向密封片頂部半徑的增加，徑向密封片的竄動(dòng)量增大，如圖3所示。圖3、不同頂部圓弧半徑的竄動(dòng)量b、 密封片頂部圓弧半徑一定，偏心距e、平移距不變時(shí)，隨創(chuàng)成半徑R的增加，而

6、徑向密封片的竄動(dòng)量減小，如圖4所示。圖4、不同創(chuàng)成半徑R的竄動(dòng)量c、 密封片頂部圓弧半徑一定，創(chuàng)成半徑R、平移距不變時(shí)，隨偏心距e的增加，而徑向密封片的竄動(dòng)量增大，如圖5所示。圖5、不同偏心距的竄動(dòng)量d、 當(dāng)密封片頂部圓弧半徑一定，形狀系數(shù)K不變時(shí)（即偏心距e、創(chuàng)成半徑R不變），隨平移距的增加，而徑向密封片的竄動(dòng)量減小，如圖6所示。圖6、不同平移距的竄動(dòng)量e、 當(dāng)密封片頂部圓弧半徑一竄動(dòng)量減小，如圖7所示。圖7、不同形狀系數(shù)K的竄動(dòng)量要使竄動(dòng)量了取極大值，即：由氣缸內(nèi)切創(chuàng)成原理可知，要使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)2后，對(duì)應(yīng)的期間，由上式可得出，竄動(dòng)量可以有四個(gè)極大值，參見(jiàn)表1。這說(shuō)明徑向密封片沿氣缸滑動(dòng)一周，

7、竄動(dòng)量有四次達(dá)到極大值。達(dá)到極大值時(shí)的轉(zhuǎn)角只與形狀系數(shù)K有關(guān)，而與平移距無(wú)關(guān)，也與徑向密封片頂部圓弧半徑無(wú)關(guān)；創(chuàng)成半徑R和偏心距通過(guò)影響形狀系數(shù)K來(lái)影響極大值時(shí)的轉(zhuǎn)角。對(duì)徑向密封片竄動(dòng)量的影響，氣缸型線(xiàn)參數(shù)都有關(guān)系。當(dāng)時(shí)，即徑向密封片頂部圓弧半徑與平移距相等時(shí)，徑向密封片在密封槽中的竄動(dòng)為零。表1、不同形狀系數(shù)取極大值的角度K（度）61803607209008168.04371.96708.04911.9610161.19378.81701.19918.813、結(jié)論為了保證三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)徑向密封片與氣缸的壽命，減少它們之間的摩擦磨損，徑向密封片與氣缸型面應(yīng)當(dāng)始終保持極少竄動(dòng)。這就要求在設(shè)計(jì)時(shí)，氣