发动机活塞杆密封结构与材料

发布时间：2017-01-10

碟式太阳能热发电技术是太阳能热利用中最有潜力的技术，具有广阔的发展前景。斯特林发动机是碟式太阳能热发电系统中热功转换的核心部件。斯特林发动机性能的好坏，直接决定了碟式太阳能热电系统效率的高低。因此，如何提高斯特林发动机的功率和效率已成为待解决的关键性问题。
     本文从制约斯特林发动机功率和效率的关键——活塞杆动密封技术出发，分析论述了斯特林发动机活塞杆的几种常用密封装置及结构，在对各种密封结构密封性能和常见故障的分析比较的基础上，得出滑动密封结构更适合于特殊工况下的斯特林发动机活塞杆的密封。对其进行了合理的结构改进，设计出了一种新型滑动密封结构。重点阐述了密封结构的组成部分、密封原理，并对密封件进行了力学分析。活塞杆滑动密封对密封材料的性能要求很高，针对密封材料（填充PTFE）的物理化学特性，结合斯特林发动机活塞杆密封的实际工况条件（高温、高载、高速），利用标准摩擦磨损实验机模拟密封件实际工作时的温度，载荷和速度，理论分析结合试验研究探索了实际工况对密封材料摩擦学性能的影响规律。并从密封材料填料增强的角度，制备了不同配方的密封材料，评价了不同填料对聚四氟乙烯复合材料的摩擦磨损性能的影响规律。在此基础上，通过对材料摩擦系数和磨损体积的变化规律分析，从摩擦学角度解释了密封材料的摩擦磨损机理。