“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M1、M2点，后同）与转子圆周面、行星辊凹面（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： M1点密封件（位于燃烧室侧，后同）：
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）。
M1点密封件运行到导气槽左侧边沿至D2点之间时，喷油点火已完成，此时M1点密封件左右两侧均是高温高压，无法提供润滑，不过该段行程非常短，影响极小。 M2点密封件（位于进出口侧，后同）：
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D1、D2、D3、D4点，后同）、圆弧面（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D1、D4点，后同）密封件只负责右侧工作腔定子内壁底部密封，行星辊左侧（第四圆弧线对应圆弧面，包括D2、D3点，后同）只负责左侧工作腔定子内壁底部密封，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：
D1点密封件负责与定子内壁第一曲线对应曲面之间的密封，D2点密封件负责与定子内壁第二曲线对应曲面之间的密封，D3点密封件负责与定子内壁第三曲线对应曲面之间的密封，D4点密封件负责与定子内壁第四曲线对应曲面之间的密封，行星辊右侧圆弧面（第三圆弧线对应的圆弧面）密封件负责与工作腔右侧定子内壁底部圆弧面（第一圆弧线对应的圆弧面）之间的密封，行星辊左侧圆弧面（第四圆弧线对应的圆弧面）密封件负责与工作腔左侧定子内壁底部圆弧面（第二圆弧线对应的圆弧面）之间的密封，其中磨损相对较大的是D点密封件，其行程大约相当于定子内壁圆周的六分之一，其耐磨性远远优于马自达转子发动机（汽车发动机大约10-20万公里左右）。
图5 图6
行星辊圆弧面（包括D点）密封件的润滑方式有两种：
其一，是将润滑油喷口开设在G1、G3点附近的转子腔槽（此处也可采用润滑油涂抹滚针）或圆周面上，直接将润滑油喷射到行星辊圆弧面密封件或定子内壁底部（在进出口位置时无需喷射，需关闭喷口），两处的润滑油喷口分别负责两只行星辊圆弧面与定子内壁底部之间的润滑（必要时也可顺带润滑行星辊端部气封），结构简单，可靠性高。
其二，是将润滑油喷口开设在密封件附近的行星辊圆弧面上（须及时封堵，以免高温高压燃气进入喷口），密封件受到挤压时自动接通润滑油喷口（同时还方便在转子腔槽底部提供润滑），不过，各密封件的润滑油通道及控制均比较复杂，D2、D4点密封件润滑油喷口的理想位置在行星辊凹面，不方便设置。
为确保润滑油不受高温废气影响，可在润滑油喷口附近开设压缩空气帘喷口（G1、G3点附近，后同），该喷口在行星辊运行到右侧工作腔（高温低压环境）时自动接通喷出压缩空气帘（相当于两只行星辊轮流接通压缩空气），以隔离高温废气对润滑油的影响。该方式结构简单，可靠性高。压缩空气帘耗气量极小，小型气泵、或利用转子内侧空余位置构建离心式气泵即可满足要求。 3.行星辊圆弧面与转子腔槽底部之间的密封：
假设行星辊圆弧面密封件的常态为“常凸”（即密封件常凸在行星辊圆弧面外面，详见“密封件通过性”），为满足密封件通过性及降低摩擦阻力（圆弧面密封件较多），密封件与G2、或G4点附近转子腔槽底部并不接触（不影响整体密封性能），仅与G1、或G3点附近转子腔槽底部保持轻度接触（降低单个密封件的密封件压力）。
在润滑方面，可直接利用密封件附近的喷口喷射润滑油（密封件受到挤压自动接通润滑油喷口），也可在G1、G3点附近转子腔槽底部适当位置另外开设润滑油涂抹滚针或喷口，不过须注意适时打开、及时封堵该喷口，以免高温高压燃气进入喷口内影响润滑油。 4.行星辊端面与转子腔槽侧壁及工作腔定子侧壁之间的密封：
行星辊端面可采用密封条、齿形密封条、密封环等密封件，该处位置较充裕，同时也可作为密行星辊端面及圆弧面封件的润滑油通道，可视情况设置多道密封（图5、7、8）：
第一道密封（气封）：由密封条、齿形密封条等构成，以阻止燃烧室及排气腔高温高压燃气、废气从行星辊端面泄漏，并保护行星辊端部的润滑油；
第二道密封（气封或油封）：由密封条、或密封框等构成，进一步阻止高温高压燃气、废气从行星辊端面泄漏，进一步保护行星辊端部的润滑油；
图7 图8
第三道密封（油封）：可由密封条、或密封框、或密封环等构成，目的是保护行星辊端部的润滑油；
第四道密封（油封）：这道密封视情况而定，由密封环构成，其密封面上可开设直通行星辊圆弧面密封件的润滑油液压控制孔，以用于适时控制相关密封件（视情况而定），同时也可在行星辊端部分隔出润滑油入口（可直通行星辊圆弧面密封件）及出口（从行星辊圆弧面密封件回流的润滑油出口）。
其中，第一、二道密封件的润滑，可利用它们自身的适当位置提供润滑油，也可适当利用行星辊端部的润滑油（行星辊端面各点轨迹存在一定程度的重合），还可通过G1、G3点附近转子圆周面上的喷口给定子侧壁喷射润滑油，第三、四道密封件本身就位于润滑油通道区域，方便润滑。 5.转子圆周面与定子端盖之间的密封（轴向密封）：
它们之间的密封大致相当于两个圆柱面之间的密封，需要多道密封（包括气封、油封等），目前这样两个接触面之间的密封在技术方面已经十分成熟，这里不多赘述。
须注意的是，定子端盖与转子圆周面之间的气封无法润滑，始终存在一定间隙，在行星辊端部位置的间隙只能靠润滑油去负责密封（填注），该间隙须控制在适当范围内，否则，燃烧室高温高压燃气可能会通过该缝隙进入行星辊端部影响润滑油、甚至泄漏到排气腔。
如果该间隙控制得好，可大大延缓高温高压燃气侵入缝隙的速度，由于燃气侵入方向与行星辊运动方向一致，可进一步减弱高温高压燃气浸入行星辊端面的趋势。
另外，浸入该间隙里面的润滑油会被高温燃气快速破坏形成油渍、积碳（绝大部分积碳都会被排出），间隙里的油渍可大大增强密封效果（油渍造成的其阻力极小，可忽略不计）。 二、密封件通过性：
特别说明：行星辊圆弧面密封件的常态可采用“常凹”（凹进在卡槽里面）、“常凸”（凸出在卡槽外面），“常凹”状态不需过多修正相关型线，但控制机制较复杂（避免D点及行星辊圆弧面密封件与G点发生碰撞，后同），“常凸”状态需修正相关型线，但控制机制简单（后面均假设其常态为“常凸”）。
为增强密封效果及耐磨性，M、D点密封件的接触密封面，以及G点均需进行不同程度的“倒圆”处理，这会破坏相应的理论型线，再加密封件在其卡槽内的弹性移动，会使得它们“三点相遇”时的通过性遭到一定程度的破坏（说明：若未特别指明，文中D点通指与D1、D2、D3、D4点相关的点， M点通指M1、M2点， G点通指与G1、G2、G3、G4点相关的点，后同）。
为确保密封件之间的平滑过渡，必要时可对密封件进行适当控制、或对相关型线做适当修正。 1.D1点密封件通过性:
D1点密封件与M1点密封件之间的通过性：
理论上，M1、 D1、 G1三点会同时相遇，但由于技术上的“倒圆”处理以及“型线修正”，它们三点不可能真实相遇，这会影响密封件之间的通过性，为确保它们之间的平滑过渡：
可通过修正转子圆周型线以适度提升G1点高度、收敛G1点附近转子腔槽型线、延迟D1点密封件最高点出现时机等（图9），以确保M1点密封件从G1点到D1点密封件的侧向平滑过渡； 在M1点密封件从D1点密封件过渡到行星辊凹面（第五曲线对应的曲面）时，可对D1点附近行星辊凹面型线进行相应修正，以确保过渡的平滑性。
另外，在行星辊凹面经过M1点时，导气槽边沿P点至D1点这段距离（图10）存在不必要的双重密封（M1点与行星辊凹面之间的密封，以及D1点与定子内壁曲面之间的密封），此时可短暂失效D1点密封，延迟D1点密封件脱离G1点附近转子腔槽束缚的时机，可避免D1点密封件与M1点密封件及其附近定子内壁型线发生强烈挤压。
图9 图10
D1点（包括行星辊右侧圆弧面）密封件在G2点的通过性：
通过对G2点附近转子腔槽型线进行必要修正外扩，可确保D1点（包括行星辊右侧圆弧面）密封件顺利通过G2点进入转子腔槽（图11），在该位置附近，行星辊右侧圆弧面（包括D1点）不需与转子腔槽保持密封（因行星辊左侧圆弧面此时与转子腔槽处于密封状态），同时也有利于夹带室内的高温高压燃气释放压力做功、以及吹出废气（详见“夹带室”）。
图11 图12
2.D2点密封件通过性：
D2点密封件与M1点密封件之间的通过性：
“行星式转子发动机”-密封润滑冷却思路 - 图文
