[发明专利]一种微小型转子发动机径向密封片摩擦损失预测方法

摘要

本发明公开的一种微小型转子发动机径向密封片摩擦损失预测方法，属于微小型发动机领域。本发明包括如下步骤：步骤一：分析径向密封片做平面复合运动轨迹，建立密封片和气缸内壁之间油膜法向力、微凸体法向力和其他所受载荷之间的拟静力学平衡方程；步骤二：建立油膜法向力与油膜厚度之间关系，建立微凸体法向力与油膜厚度之间关系；步骤三：调整油膜厚度，根据油膜厚度确定油膜法向力、微凸体法向力；步骤四：确定径向密封片和气缸内壁之间油膜切向力和微凸体切向力；步骤五：确定径向密封片和气缸内壁之间的摩擦损失；根据步骤五确定的径向密封片和气缸内壁之间的摩擦损失，指导微小型转子发动机径向密封片设计和工程应用，解决实际工程问题。

主权项

一种微小型转子发动机径向密封片摩擦损失预测方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：分析径向密封片做平面复合运动的轨迹，建立密封片和气缸内壁之间油膜法向力Ph、微凸体法向力Fasp和其他所受载荷之间的拟静力学平衡方程，如下式所示Fspr+Fpb-∫θlπ2placosθRsBdθ-∫-π2-θtptacosθRsBdθ-∫-θtθl(ph+Fasp)cosθRsBdθ=M(aOXcosβ+aOYsinβ)-MRcηβ··-MRcξβ·2]]>其中，Fspr为弹簧片预紧力；FPb为密封片底部所受气体力；Pla为引导燃烧室气体压力；Pta为跟随燃烧室气体压力；θ为引导侧油膜浸润角；θt为跟随侧油膜浸润角；Rs为密封片顶端曲率半径；Ph为油膜产生的法向压力；Fasp为微凸体产生的法向压力；B为密封片厚度；M为密封片质量；Rcη,Rcξ为密封片的质心坐标；aox和aoy为径向密封片的惯性力，α表示为曲轴转角，α是β的三倍；根据拟静力学平衡方程求取径向密封片除油膜法向力Ph、微凸体法向力Fasp之外其他所受载荷，其他所受载荷如下式所示∫-θtθl(ph+Fasp)cosθRsBdθ=Fspr+Fpb-∫θlπ2placosθRsBdθ-∫-π2-θtptacosθRsBdθ-M(aOXcosβ+aOYsinβ)-MRcηβ··-MRcξβ·2]]>步骤二：建立油膜法向力Ph与油膜厚度h之间的关系，并建立微凸体法向力Fasp与油膜厚度h之间的关系；步骤三：调整油膜厚度h实现间油膜法向力Ph、微凸体法向力Fasp和其他所受载荷之间的拟静力学平衡，进而根据油膜厚度h确定油膜法向力Ph、微凸体法向力Fasp；步骤四：确定径向密封片和气缸内壁之间油膜切向力h和微凸体切向力F0；步骤五：根据步骤四中确定的油膜切向力Ph和微凸体切向力τh，确定径向密封片和气缸内壁之间的摩擦损失；径向密封片和气缸内壁之间的摩擦损失为其中：θl为引导侧油膜浸润角；θt为跟随侧油膜浸润角；Rs为密封片顶端曲率半径；B为密封片厚度。