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“行星转子发动机”密封润滑冷却思路

在密封润滑及冷却方面，“行星转子发动机”与其他转子发动机结构的最大区别在于，其可同

时采用油冷、水冷、高压隔热空气帘（微型）三种保护方式，以确保转子、行星辊、密封件均能得

到良好冷却和润滑，而其密封难度最大的工作腔底部与行星辊圆弧面之间的径向密封，由行星辊圆

弧面上多个密封件依次负责密封，分散磨损，可靠性高（同等条件下，与马自达磨损最大的径向顶

角密封片相比，本结构行星辊D点密封件的耐磨性超过其六倍）。

一、密封（假设转子顺时针旋转，后同）：

1.定子内壁棱线（其横截面对应的点简称M点，包括M、M点，后同）与转子圆周面、行星辊

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凹面（第五、六曲线对应曲面）之间的密封（图1、2、3、4所示）：

M点始终处于密封状态，磨损时间长，特别是M点密封件在转子圆周面与行星辊凹面、D点密封

件之间的频繁过渡，难以做到理想的平滑过渡，所以必须良好润滑M点密封件。其中：

M点密封件（位于燃烧室侧，后同）：

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其处于高温高压环境，压差特别大，环境极其恶劣，宜采用密封片。润滑油无法在该处提供，

可在M2点密封件进口侧附近将润滑油（润滑油来自定子端盖或输出轴，后同）直接喷射在转子圆

周面，左侧工作腔（进气腔与压缩腔，后同）温度相对较低，不会影响润滑油。

虽润滑油无法直接喷射到行星辊凹面（第五曲线对应凹面），不过在M1点密封件位于该凹面

时，其在导气槽范围内并不承担密封功能（在导气槽左、右边沿至D点区间须承担密封功能），此

时该段凹面对润滑要求不高（可大大降低密封压力）。另外，该凹面行程较短，M1点密封件可通过

在转子圆周面上涂抹的润滑油来满足这段行程的润滑需求（点火前）。

M点密封件运行到导气槽左侧边沿至D点之间时，喷油点火已完成，此时M点密封件左右两

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侧均是高温高压，无法提供润滑，不过该段行程非常短，影响极小。

M点密封件（位于进出口侧，后同）：

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进口侧低温低压，出口侧高温低压，压差相对较低，但出口侧环境恶劣，可采用滚针、密封片

等。可在M2点密封件右侧（出口侧）附近的定子内壁底部开设润滑油喷口，将润滑油直接喷射在

转子圆周面及行星辊凹面（第六曲线对应凹面），且在该喷口附近开设压缩空气帘喷口（洁净空气、

后同），以隔离高温废气对润滑油的影响。

注意：行星辊凹面（第六曲线对应凹面）经过M2点时，应阻止进口侧喷射润滑油，因为这部

分润滑油不参与润滑，而是在进入排气腔后被高温废气破坏掉。

图1（轴向剖视图）图2（径向横截面图）

图3（工作腔轮廓线图）图4（行星辊横截面图）

2.行星辊顶角棱线（其横截面对应的点简称D点，包括D、D、D、D点，后同）、圆弧面

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（第三、四圆弧线对应的圆弧面）与定子内壁底部之间的密封：

行星辊右侧（第三圆弧线对应圆弧面，包括D、D点，后同）密封件只负责右侧工作腔定子内

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壁底部密封，行星辊左侧（第四圆弧线对应圆弧面，包括D、D点，后同）只负责左侧工作腔定子

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内壁底部密封，转子旋转过程中，每周均由行星辊圆弧面多个密封件分别依次负责密封，虽然密封

件较多，但其磨损也被大幅分摊，大大降低每个密封件的磨损。D点密封件可采用滚针（滚针不一

定自己提供润滑油，后同）、密封角、密封片等，行星辊圆弧面其他密封件可采用滚针、密封片、

密封块等（图5、6所示），其中：

D点密封件负责与定子内壁第一曲