一种旋转对置活塞发动机的密封系统

本发明涉及内燃机，具体涉及一种旋转对置活塞发动机的密封系统。

背景技术：

1、现有技术公开了一种旋转对置活塞发动机，由于旋转对置活塞发动机的每个燃烧室气缸均可以点火，即旋转一圈可以相应点火四次，当转速相同时，旋转对置活塞发动机的做功频率是传统往复式活塞发动机的两倍；而相比于传统转子发动机，旋转对置活塞发动机具有较高的燃烧室燃烧效率，并且由于每个活塞所对应的曲轴角度大于进排气道所对应的曲轴转角，故不存在传统转子发动机所存在的进排气道同时开启所造成的换气损失。旋转对置活塞发动机通过活塞直接与轴相连接，从而可以将力矩直接传递到凸轮，进而取消了复杂的曲柄连杆机构和配气机构，降低了发动机的体型和质量，实现了发动机的小型化和轻型化，并提高了能量转化效率。

2、但是，由于现有旋转对置活塞发动机是由两半缸体通过螺栓连接的方式组成，并且轴系配合、活塞与缸体内壁面之间的配合均会存在制造误差，导致各缸窜气、未燃燃油泄漏、换气损失等现象的发生，从而导致燃烧质量下降，影响该发动机结构的可靠性。

3、目前还尚未有学者对旋转对置活塞发动机的密封系统进行设计。因此，设计一种旋转对置活塞发动机的密封系统是当前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种旋转对置活塞发动机的密封系统，该密封系统可以有效保护旋转对置活塞发动机不受外界条件的干扰，阻止外界因素的影响，保证其正常运转，避免燃烧室内未燃燃油的泄漏，避免由于气道缝隙而导致进气量的降低，从而提高发动机的燃烧质量和燃料利用效率。

2、本发明采用以下具体技术方案：

3、一种旋转对置活塞发动机的密封系统，包括发动机缸体、动力传递轴、配合轴、第一活塞、第二活塞、第三活塞以及第四活塞；

4、所述发动机缸体为由相对设置且固定连接的半缸体一和半缸体二构成的空心圆形壳体，内部形成环形活塞轨道，顶部开设有进气道一、进气道二以及排气道；所述半缸体一与所述半缸体二的端面整体呈圆形，均开设有中心通孔、火花塞安装孔、用于形成所述进气道一的进气槽一、用于形成所述进气道二的进气槽二以及用于形成所述排气道的排气槽；

5、所述动力传递轴设置有第一活塞底座；沿所述第一活塞底座的周向均布有两个活塞销槽，分别为第一活塞销槽和第二活塞销槽；

6、所述配合轴设置有与所述第一活塞底座具有相同外径的第二活塞底座；沿所述第二活塞底座的周向均布有两个活塞销槽，分别为第三活塞销槽和第四活塞销槽；所述配合轴的长度小于所述动力传递轴的长度；

7、所述配合轴同轴套设于所述动力传递轴的中部外周侧，所述第一活塞底座与所述第二活塞底座相抵接；所述配合轴的一端面与所述半缸体一的内壁密封配合，另一端转动配合地安装于所述半缸体二与所述动力传递轴之间；所述动力传递轴的一端与所述半缸体一的中心通孔密封且转动配合；

8、所述第一活塞、所述第二活塞、所述第三活塞以及所述第四活塞具有相同结构，并沿周向间隔且密封地安装于所述发动机缸体内；所述第一活塞为扇环形，两端面为大半个圆形，并在朝向所述动力传递轴的一侧设有第一活塞销；所述第一活塞销形状配合地卡接于所述第一活塞销槽内；所述第二活塞通过第二活塞销形状配合地卡接于所述第二活塞销槽内；所述第三活塞通过第三活塞销形状配合地卡接于所述第三活塞销槽内；所述第四活塞通过第四活塞销形状配合地卡接于所述第四活塞销槽内；在所述第一活塞的外周面布置有活塞密封结构；

9、在每个所述火花塞安装孔中均安装有一个火花塞；

10、在所述第一活塞底座的外周面与所述半缸体一的中心通孔的内周面之间设置有第一端部密封结构；在所述第二活塞底座的外周面与所述半缸体二的中心通孔的内周面之间设置有第二端部密封结构；

11、所述半缸体一和所述半缸体二在所述进气槽一、所述进气槽二以及所述排气槽的两侧均设置有进排气密封结构，并在对接面设置有对接密封结构。

12、更进一步地，所述第一活塞底座在朝向所述第二活塞底座的端面设置有环形凸台；

13、所述第二活塞底座设置有与所述环形凸台形状配合的环形凹槽；

14、所述环形凸台嵌装于所述环形凹槽内。

15、更进一步地，所述第一端部密封结构包括开设于所述第一活塞底座外周面的一圈第一密封槽和第一格莱圈；所述第一格莱圈的厚度大于所述第一密封槽的深度；所述第一格莱圈密封安装于所述第一密封槽与所述半缸体一的中心通孔的内周面之间；

16、所述第二端部密封结构包括开设于所述第二活塞底座外周面的一圈第二密封槽和第二格莱圈；所述第二格莱圈的厚度大于所述第二密封槽深度；所述第二格莱圈安装于所述第二密封槽与所述半缸体二的中心通孔内周面之间。

17、更进一步地，所述进排气密封结构包括开设于所述进气槽一、所述进气槽二和所述排气槽两侧的气道密封槽，以及铺设于所述气道密封槽内的第一橡胶密封垫片；

18、所述第一橡胶密封垫片的厚度大于所述气道密封槽的深度。

19、更进一步地，所述对接密封结构包括开设于所述半缸体一的对接端面的第一密封槽道、开设于所述半缸体二的对接端面的第二密封槽道、以及铺设于所述第一密封槽道与所述第二密封槽道的第二橡胶密封垫片；

20、所述第一密封槽道与所述第二密封槽道相对设置，均被所述进气道一、所述进气道二以及所述排气道分隔；

21、在所述第一密封槽道与所述第二密封槽道内铺设第二橡胶密封垫片，并使所述第二橡胶密封垫片的厚度大于所述第一密封槽道与所述第二密封槽道的深度之和。

22、更进一步地，所述活塞密封结构包括开设于所述第一活塞外周面的四个活塞环密封槽道；

23、四个所述活塞环密封槽道以所述第一活塞的中心对称分布，在中间两个所述活塞环密封槽道内布置油环密封，在外侧两个所述活塞环密封槽道内布置气环密封。

24、更进一步地，所述第一活塞底座和所述第一活塞底座的活塞销槽截面形状均为t型；

25、所述第一活塞、所述第二活塞、所述第三活塞以及所述第四活塞均设置有与t型的活塞销槽形状配合的t型活塞销。

26、更进一步地，在所述半缸体一和所述半缸体二的外周侧均匀布置有多个相对的螺纹孔；

27、所述的半缸体一和所述半缸体二通过与螺纹孔螺纹连接的螺栓进行连接。

28、更进一步地，所述第一活塞的两端面之间夹角为56°。

29、更进一步地，所述第一活塞的两端面均在朝向所述发动机缸体的两侧设置有活塞凹坑，并且在所述第一活塞旋转过程中，所述活塞凹坑能够与对应侧的火花塞相对。

30、有益效果：

31、1、本发明旋转对置活塞发动机的密封系统在活塞的外周面布置有活塞密封结构，通过活塞密封结构实现活塞与发动机缸体之间的密封；在动力传递轴和配合轴的活塞底座与发动机缸体之间设置端部密封结构，通过端部密封结构实现动力传递轴和配合轴与发动机缸体之间的端部密封；在两个半缸体的进气槽一、进气槽二以及排气槽的两侧均设置有进排气密封结构，通过进排气密封结构实现发动机缸体在进气道和排气道处的密封；在半缸体一与半缸体二的对接面设置有对接密封结构，通过对接密封结构对两个半缸体之间的对接面进行密封；通过上述密封结构实现了旋转对置活塞发动机的全方位密封，可以有效保护旋转对置活塞发动机不受外界条件的干扰，阻止外界因素的影响，保证其正常运转，避免燃烧室内未燃燃油的泄漏，避免由于气道缝隙而导致进气量的降低，从而提高发动机的燃烧质量和燃料利用效率。

32、2、端部密封结构采取在动力传递轴和配合轴的活塞底座上开设密封槽，并在槽道内铺设摩擦小、耐高压、启动力小、密封效果好的格莱圈形成密封，能够有效防止燃烧室内的未燃燃油沿动力传递轴的轴线方向经半缸体的中心通孔流出燃烧室。

33、3、动力传递轴和配合轴的活塞底座之间通过环形凸台与环形凹槽进行嵌装配合，从而在动力传递轴与配合轴的抵接端面上形成迷宫密封，可以有效避免燃烧室内的燃油从两轴的间隙中流出。

34、4、活塞底座与活塞之间通过截面形状为t型的活塞销槽和活塞销进行装配，通过t型截面的活塞销和活塞销槽在将活塞固定的同时，还形成了迷宫密封，从而避免了燃烧室内燃油沿活塞销流出燃烧室。

35、5、活塞密封结构包括开设于活塞外周面的四个活塞环密封槽道，在中间两个活塞环密封槽道内布置油环密封，在外侧两个活塞环密封槽道内布置气环密封，活塞密封结构采取气环和油环相互配合密封的形式，解决了普通密封形式无法满足如此恶劣情况的问题；由于活塞端面形状为大半个圆形，即，活塞端面为被一条弦截断的开口圆形，故所使用的活塞环形状为一个被一条弦截断的开口圆形，不是一个完整的圆形；在活塞环密封槽道内安装的气环和油环直径均大于所开设密封槽道直径，并使气环和油环的厚度大于密封槽道的深度；将活塞安装在发动机缸体内的活塞轨道后，作为活塞环的气环和油环被紧压在所开设的密封槽道上，以阻断由于活塞与缸体壁面间隙而造成的各缸窜气、漏油现象；活塞环材料采用合金铸铁环。

36、6、本发明的密封系统在旋转对置活塞发动机的不同区域分别采取不同的密封结构，以求可以更好的避免外界因素的影响、减小泄漏量，提高能量利用效率。