專利名稱：折疊導(dǎo)向桿斯特林發(fā)動機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對一種發(fā)動機(jī)的改進(jìn)，更具體的說，涉及對斯特林循環(huán)的高溫發(fā)動機(jī)或致冷機(jī)的機(jī)械零件的改進(jìn)，這種改進(jìn)能增進(jìn)發(fā)動機(jī)的工作效率和壽命，并且能減小尺寸，降低復(fù)雜程度和成本。
本發(fā)明的各個(gè)方面既可以應(yīng)用于斯特林循環(huán)發(fā)動機(jī)，也可以應(yīng)用于斯特林循環(huán)致冷機(jī)，在本申請的說明書和權(quán)利要求書中，這兩種機(jī)械總稱為斯特林循環(huán)機(jī)械。按照阿爾發(fā)(alpha)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并且使用一個(gè)第一“壓縮”活塞和一個(gè)第二“膨脹”活塞的斯特林循環(huán)機(jī)械的工作原理，在1998年7月14日申請的美國專利09/115,383中有詳細(xì)的描述，此專利申請文件作為本申請的參考文獻(xiàn)。
下面，參照

圖1a-1e簡要描述斯特林發(fā)動機(jī)的工作原理，在這些附圖中，相同或類似的零件采用同樣的標(biāo)號。斯特林循環(huán)機(jī)械的許多機(jī)械設(shè)計(jì)方案是本技術(shù)領(lǐng)域公知的，圖中標(biāo)號10所指的具體的斯特林發(fā)動機(jī)只是為了說明用的。在圖1a-1d中，活塞12和泵氣活塞14在兩個(gè)氣缸16內(nèi)按階段作往復(fù)運(yùn)動，在一些斯特林發(fā)動機(jī)實(shí)施方式中，也可以是單獨(dú)一個(gè)氣缸。通常，泵氣活塞14沒有密封件。不過，也可以使用帶有密封件的泵氣活塞(平常稱為膨脹活塞)。無論是帶有密封件的泵氣活塞還是膨脹活塞，都在斯特林發(fā)動機(jī)的“膨脹”氣缸中工作。氣缸16中所含有的工作流體被密封件所限制，不能從活塞12和泵氣活塞14的周圍泄漏出去。如下文中所說明的，工作流體是根據(jù)它的熱動力性能來選擇的，典型地是在若干個(gè)大氣壓下的氦氣。泵氣活塞14的位置控制上述工作流體是與熱界面18還是與冷界面20接觸，也就是相應(yīng)地與要供應(yīng)熱量的界面和從工作流體中吸取熱量的界面接觸。供應(yīng)熱量與吸取熱量的過程將在下面詳細(xì)描述。由活塞12的位置決定的工作流體的體積稱為壓縮空間22。
圖1a表示發(fā)動機(jī)循環(huán)的第一階段中的初始狀態(tài)，此時(shí)，活塞12壓縮處于壓縮空間22中的流體。壓縮是在基本上恒定的溫度下進(jìn)行的，因?yàn)闊崃繌牧黧w中排出到大氣中。在實(shí)踐中，采用了冷卻劑(圖中未表示)。發(fā)動機(jī)10在壓縮后的狀態(tài)示于圖1b。在循環(huán)的第二階段，泵氣活塞14沿著冷界面20的方向運(yùn)動，同時(shí)工作流體從冷卻界面20的區(qū)域流向熱界面18。這個(gè)階段可以稱為轉(zhuǎn)移階段。在轉(zhuǎn)移階段終了時(shí)，由于工作流體在恒定的體積下被加熱了，所以流體處于較高的壓力下。這種增高的壓力象征性地由圖1c中的壓力表24的讀數(shù)來表示。
在發(fā)動機(jī)循環(huán)的第三階段(膨脹行程)中，隨著從發(fā)動機(jī)10外部吸收熱量，壓縮空間22的體積增大，從而把熱量轉(zhuǎn)換成功。在實(shí)踐中，熱量是借助于加熱器(圖中未表示)供給流體的。在膨脹階段終了時(shí)，壓縮空間22中充滿了冷的流體，如圖1d所示。在發(fā)動機(jī)循環(huán)的第四階段中，由于泵氣活塞14向相反的方向運(yùn)動，流體便從熱界面18區(qū)域流向冷界面20區(qū)域。在這個(gè)第二轉(zhuǎn)移階段終了時(shí)，如圖1a所示，流體充滿了壓縮空間22和冷界面20，并準(zhǔn)備好再次進(jìn)行壓縮階段。圖1e表示斯特林循環(huán)的P-V(壓力一體積)曲線圖。
此外，在流體從熱界面18流向冷界面20的過程中，流體還可以通過一個(gè)熱回收器(圖中未表示)。這種熱回收器可以是一塊具有巨大表面/體積比的材料，當(dāng)熱的流體從熱界面18進(jìn)入時(shí)，用于吸收熱量，而當(dāng)流經(jīng)過冷界面20的區(qū)域時(shí)，則用于加熱流體。
斯特林循環(huán)致冷機(jī)的工作原理也可以參照圖1a-1e來描述，此時(shí)，同一個(gè)標(biāo)號表示相同或相似的零件。以上描述過的斯特林發(fā)動機(jī)與用作致冷機(jī)的斯特林循環(huán)機(jī)械的區(qū)別在于，一般它的壓縮容積22與環(huán)境溫度連通，而膨脹容積24則與外部的冷卻負(fù)載(圖中未表示)連通。致冷機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)要求輸入純功。
斯特林循環(huán)發(fā)動機(jī)還沒有廣泛地用于實(shí)際的應(yīng)用中，而斯特林循環(huán)致冷機(jī)則由于研制這種機(jī)械的令人卻步的工程難題，僅限于應(yīng)用在專門的低溫技術(shù)領(lǐng)域中。上述難題包括下列各種具體問題效率、振動、壽命，以及成本。本發(fā)明將在下面陳述這些問題。
在設(shè)計(jì)某種發(fā)動機(jī)(包括小型斯特林發(fā)動機(jī))時(shí)所遇到的主要問題是，由于活塞在氣缸中不對中，以及將活塞聯(lián)接在旋轉(zhuǎn)的曲軸上的連桿作用在活塞上的側(cè)向力所產(chǎn)生的摩擦。在如圖2所示的典型現(xiàn)有技術(shù)的活塞—曲軸結(jié)構(gòu)中，活塞10沿著縱向12在氣缸14內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動?；钊?0與連桿16的一個(gè)端部連接在一根樞軸，例如一根銷子18上。連桿16的另一端20，在離開曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線26固定的距離24處，與曲軸22連接。當(dāng)曲軸22繞著旋轉(zhuǎn)軸線26旋轉(zhuǎn)時(shí)，連接在曲軸上的連桿端部20在一條圓形軌道上運(yùn)動，而連接在活塞10上的連桿端部28則沿著線性軌道30運(yùn)動。由連桿的縱軸線34與活塞的軸線30所形成的連桿角32將隨著曲軸的旋轉(zhuǎn)而變化。最大的連桿角決定于連桿相對于曲軸的偏移和連桿的長度。由連桿所傳遞的力可以分解成一個(gè)縱向分量38和一個(gè)橫向分量40，都通過銷子18作用在活塞10上。把最大連桿角32減小到最小，就能減小作用在活塞上的側(cè)向力40，從而減少摩擦，提高發(fā)動機(jī)的機(jī)械效率。借助于減少連桿在曲軸22上的偏移24，或者增大連桿的長度，就能最大限度地減小連桿角。然而，減小連桿相對于曲軸的偏移，就將減小活塞的行程長度，結(jié)果，每一次活塞循環(huán)所作的功Δ(pV)就會減少。增長連桿的長度并不能將連桿角減少到零，但卻要使曲軸箱的尺寸增大，使發(fā)動機(jī)的可攜帶性和緊湊程度變差。
下面，請參閱圖3中的現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)。這一點(diǎn)是公知的，即，為了減少作用在活塞上的側(cè)向力，可以用一根導(dǎo)向桿42作為導(dǎo)向裝置來承受側(cè)向力，同時(shí)限制活塞10的運(yùn)動為直線運(yùn)動。在一種導(dǎo)向桿的結(jié)構(gòu)中，上述連桿16用導(dǎo)向桿42和連桿16的組合件來代替。導(dǎo)向桿42與活塞的氣缸14的壁44對中，并且用兩對輥?zhàn)踊驅(qū)к?，前?6和后輥48限制其作直線運(yùn)動。導(dǎo)向桿42的端部50與連桿16連接，而連桿16又在偏離曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線26一定的距離上與曲軸22連接。導(dǎo)向桿42起活塞10的延長部分的作用，而在活塞上的，平常要傳遞給氣缸壁44的側(cè)向力則改由兩對輥?zhàn)?6和48來承受。為了保持導(dǎo)向桿42對中和承受由連桿傳遞給導(dǎo)向桿的側(cè)向力，需要兩對輥?zhàn)?6和48。前面一對輥?zhàn)雍秃竺嬉粚佔(zhàn)又g的距離d可以減小，以便減小曲軸箱(圖中未表示)的尺寸。但是，減小兩對輥?zhàn)又g的距離，將增大作用在前一對輥?zhàn)由系膫?cè)向載荷54，因?yàn)楹竺孢@一對輥?zhàn)拥淖饔镁拖袷且桓蓪?dǎo)向桿和連桿16的連接點(diǎn)52所形成的杠桿58的支點(diǎn)56。
一般，導(dǎo)向桿會增大曲軸箱的尺寸，因?yàn)?，?dāng)活塞在最大限度進(jìn)入氣缸時(shí)，這種導(dǎo)向桿必須足夠的長，以使導(dǎo)向桿能延伸在氣缸外部，這樣，這兩對輥?zhàn)硬拍芘c導(dǎo)向桿保持接觸并與其對中。

發(fā)明內(nèi)容
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種聯(lián)動機(jī)構(gòu)，它用于把沿著一條縱軸線作往復(fù)直線運(yùn)動的活塞聯(lián)接在一根繞著曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的曲軸上?？v軸線和旋轉(zhuǎn)軸線基本上互相垂直。聯(lián)動機(jī)構(gòu)有一根導(dǎo)向桿，其第一端靠近活塞，并連接在該活塞上，其第二端遠(yuǎn)離活塞，使得旋轉(zhuǎn)軸線處于這根導(dǎo)向桿的近端和遠(yuǎn)端之間。聯(lián)動機(jī)構(gòu)有一根連桿，該連桿有一個(gè)連接端和一個(gè)曲軸端，連接端在一個(gè)連接點(diǎn)處可轉(zhuǎn)動地連接在導(dǎo)向桿遠(yuǎn)離活塞的端部，而曲軸端則在偏離曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線的曲軸連接點(diǎn)上與曲軸聯(lián)接。最后，聯(lián)動機(jī)構(gòu)還有一導(dǎo)向桿的導(dǎo)向部件，用于支承導(dǎo)向桿遠(yuǎn)端的側(cè)向載荷。導(dǎo)向桿的導(dǎo)向部件還有一個(gè)第一輥?zhàn)?，它有相對于曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線固定的旋轉(zhuǎn)中心，以及一圈與導(dǎo)向桿的遠(yuǎn)端滾動接觸的邊緣。
按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，設(shè)置了一個(gè)彈簧機(jī)構(gòu)，用以迫使第一輥?zhàn)拥倪吘壟c導(dǎo)向桿的遠(yuǎn)端接觸。在又一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)向桿的導(dǎo)向部件還包括一個(gè)與第一輥?zhàn)酉鄬Φ牡诙佔(zhàn)?，該第二輥?zhàn)佑幸粋€(gè)旋轉(zhuǎn)中心，和一圈與導(dǎo)向桿的遠(yuǎn)端滾動接觸的邊緣。該第二輥?zhàn)舆€包括一個(gè)確定第二輥?zhàn)拥男D(zhuǎn)中心相對于縱軸線的位置的精密定位器。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，精密定位器是一種具有偏心軸的微調(diào)機(jī)構(gòu)，用于改變第二輥?zhàn)拥男D(zhuǎn)中心與縱軸線之間的距離。導(dǎo)向桿的兩個(gè)端部可以用不同的材料制成，而且可以拆卸下來，以便于更換磨損的端部。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種機(jī)械，它有一個(gè)帶有縱向移動軸線的活塞，和一根能繞著旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的曲軸，該旋轉(zhuǎn)軸線基本上與縱向軸線垂直。上述機(jī)械有一根導(dǎo)向桿，該導(dǎo)向桿具有一個(gè)長度，一個(gè)靠近活塞并與該活塞連接的第一端，以及一個(gè)遠(yuǎn)離活塞的第二端，使得旋轉(zhuǎn)軸線處于導(dǎo)向桿的近端和遠(yuǎn)端之間。這種機(jī)械有一根帶有一連接端和一曲軸端的連桿，連接端與導(dǎo)向桿上遠(yuǎn)離活塞的這一端連接，能夠轉(zhuǎn)動，而曲軸端則在偏離曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線的曲軸連接點(diǎn)上與曲軸聯(lián)接。最后，導(dǎo)向桿在沿著它的長度的若干分散的點(diǎn)上，被限定在沿著一條基本上呈直線的路徑上移動。
按照本發(fā)明的又一個(gè)方面，提供一種類型的斯特林循環(huán)機(jī)械的改進(jìn)型，在這種斯特林循環(huán)機(jī)械中，一個(gè)泵氣活塞沿著一條第一縱軸線作往復(fù)運(yùn)動，而一個(gè)壓縮活塞則沿著一條第二縱軸線作往復(fù)運(yùn)動。在本說明書中和權(quán)利要求書中所使用的泵氣活塞，或者是沒有密封件的活塞，或者是帶有密封件的活塞(通常稱為“膨脹”活塞)。這種改進(jìn)型有一根折疊的導(dǎo)向聯(lián)桿，用于把各個(gè)活塞連接在曲軸上。在另一個(gè)實(shí)施例中，這種改進(jìn)型有一個(gè)精確定位的導(dǎo)向桿的導(dǎo)向部件。在又一個(gè)實(shí)施例中，這種改進(jìn)型有一個(gè)曲軸的聯(lián)接部件，用于把第一連桿和第二連桿連接在曲軸上，使得其沿著第一和第二縱軸線的往復(fù)運(yùn)動基本上在同一個(gè)平面上。這種曲軸的聯(lián)接部件可以是一種“叉子和葉片”式的部件。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了斯特林循環(huán)發(fā)動機(jī)的另一種改進(jìn)型。這種改進(jìn)型有一個(gè)連接在至少一個(gè)支承托架上的軸承支架，該支承托架聯(lián)接在一個(gè)壓力罩殼上，使得該壓力罩殼的尺寸變化基本上使它與軸承支架分離。在另一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種使活塞與氣缸對中的方法，活塞沿著一條縱軸線作往復(fù)運(yùn)動，并與具有一定長度的導(dǎo)向桿聯(lián)接，這種方法包括提供一個(gè)沿導(dǎo)向桿長度的第一導(dǎo)向元件，該第一導(dǎo)向元件有一個(gè)彈簧機(jī)構(gòu)，用于迫使導(dǎo)向元件與導(dǎo)向桿接觸，并且提供一個(gè)沿導(dǎo)向桿長度的第二導(dǎo)向元件，該第二導(dǎo)向元件的位置與上述第一導(dǎo)向元件相對，并且有一個(gè)精密定位器，用于確定第二導(dǎo)向元件相對于縱軸線的位置。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，精密定位器是一種微調(diào)機(jī)構(gòu)，它有一根偏心軸，用于改變第二元件與縱軸線之間的距離。
在又一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種對中裝置，它有一個(gè)設(shè)置成沿導(dǎo)向桿長度的第一導(dǎo)向元件，該第一導(dǎo)向元件有一個(gè)彈簧機(jī)構(gòu)，用于迫使該導(dǎo)向元件與導(dǎo)向桿接觸，還有一個(gè)與第一導(dǎo)向元件相對的第二導(dǎo)向元件，該第二導(dǎo)向元件有一個(gè)精密定位器，用于確定第二導(dǎo)向元件相對于縱軸線的位置。
優(yōu)選實(shí)施例詳述參閱圖4，圖中表示了折疊導(dǎo)向聯(lián)桿的示意圖，它在整體上用標(biāo)號100表示。活塞101在活塞連接點(diǎn)102處剛性地連接在導(dǎo)向桿103的活塞端上。導(dǎo)向桿103的連桿連接點(diǎn)104連接在連桿105上，能夠轉(zhuǎn)動。活塞連接點(diǎn)102和連桿連接點(diǎn)104構(gòu)成了導(dǎo)向桿103的縱軸線120。
連桿105的偏離曲軸旋轉(zhuǎn)軸線107一定距離的曲軸連接點(diǎn)108，連接在曲軸106上，能夠轉(zhuǎn)動。曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線107與導(dǎo)向桿103的縱軸線120垂直，并且旋轉(zhuǎn)軸線107處于連桿連接點(diǎn)104與活塞連接點(diǎn)102之間。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線107與縱軸線120相交。
導(dǎo)向桿103的一個(gè)端部114被限制在第一輥?zhàn)?09和相對的第二輥?zhàn)?11之間。輥?zhàn)?09和111的中心分別用標(biāo)號110和112表示。圖4中所示的導(dǎo)向桿一活塞聯(lián)接裝置100的位置是循環(huán)中的行程中點(diǎn)的位置。這是在曲軸連接點(diǎn)108與曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線107之間的半徑116，與由曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線107和導(dǎo)向桿103的縱軸線所形成的平面垂直時(shí)的情形。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，輥?zhàn)?09、111與導(dǎo)向桿103的相對位置是這樣設(shè)定的，即，連桿連接點(diǎn)104處于由輥?zhàn)?09、111的中心在行程中點(diǎn)時(shí)所形成的直線上。當(dāng)輥?zhàn)?09、111在使用過程中磨損時(shí)，導(dǎo)向桿的錯位將增大。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，第一輥?zhàn)?09用彈簧加壓，以使它保持與導(dǎo)向桿103的滾動接觸。按照本發(fā)明的這些實(shí)施例，導(dǎo)向桿103可以由分部件組成，以使導(dǎo)向桿靠近活塞的那一部分113可以用諸如鋁的輕型材料制成，而導(dǎo)向桿的遠(yuǎn)離活塞的“尾部”114則可以用諸如鋼的耐用的材料制成，以減少由于與輥?zhàn)?09和111的摩擦所造成的磨損。
導(dǎo)向桿103的縱軸線120與氣缸14的對中通過輥?zhàn)?09、111和活塞101來保持。當(dāng)曲軸106繞著曲軸旋轉(zhuǎn)軸線107旋轉(zhuǎn)時(shí)，連桿連接點(diǎn)104便沿著導(dǎo)向桿103的縱軸線120作直線運(yùn)動?；钊?01和導(dǎo)向桿103形成一根杠桿，活塞處于這根杠桿的一端，而導(dǎo)向桿103的連桿端部114處于這根杠桿的另一端。這根杠桿的支點(diǎn)在由輥?zhàn)?09、111的中心110、112所形成的直線上。這根杠桿由施加在連桿連接點(diǎn)104上的力進(jìn)行加載。當(dāng)連桿連接點(diǎn)104沿著導(dǎo)向桿103的縱軸線運(yùn)動時(shí)，連桿連接點(diǎn)104與支點(diǎn)之間的距離，即第一杠桿臂，是變化的，它從零變化到活塞101行程距離的一半。第二杠桿臂與第一杠桿臂的杠桿比始終大于1，通常在5～15的范圍內(nèi)。作用在活塞101上的側(cè)向力將被迫以杠桿比的比例作用在連桿連接點(diǎn)104上，杠桿比越大，作用在活塞101上的側(cè)向力就越小。
借助于把連接點(diǎn)移動到遠(yuǎn)離活塞的曲軸軸線一側(cè)，就不必增大曲軸軸線與活塞的氣缸之間的距離來容納輥?zhàn)拥臍んw。此外，為使活塞對中只需要一對輥?zhàn)?，因而有利于減小輥?zhàn)託んw的尺寸和發(fā)動機(jī)的整體尺寸。按照本發(fā)明，當(dāng)活塞所承受的側(cè)向力不是零時(shí)(與標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)向桿結(jié)構(gòu)不同，該標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)向桿結(jié)構(gòu)中完全對中的活塞的側(cè)向力為零)，由于導(dǎo)向桿所形成的很長的杠桿臂，這種側(cè)向力要比簡單的曲軸連桿裝置所承受的側(cè)向力小一個(gè)數(shù)量級。
作用在活塞上的側(cè)向力會產(chǎn)生噪音，增加磨損?；钊跉飧字胁粚χ袑a(chǎn)生額外的摩擦。下面，參照圖5a-5e說明一種解決對中問題的技術(shù)方案。圖5a表示本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例所述的活塞201和使用微調(diào)對中裝置使活塞的運(yùn)動能精密地對中的導(dǎo)向部件209的示意圖?；钊?01沿著一條縱軸線202在氣缸200內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動。一根導(dǎo)向桿204連接在活塞201上。導(dǎo)向桿204的一端被限制在第一輥?zhàn)?05和相對的第二輥?zhàn)?07之間。輥?zhàn)?05和207的中心分別用標(biāo)號206和208表示。在活塞201的一端可以用一個(gè)活塞導(dǎo)向環(huán)203來防止它碰到氣缸200。但是，如果活塞201沒有對準(zhǔn)沿著縱軸線202的這條直線運(yùn)動，則沿著活塞201的長度上那些沒有與導(dǎo)向環(huán)聯(lián)接的其他的點(diǎn)，就可能與氣缸200接觸。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，活塞201是利用輥?zhàn)?05和207，以及導(dǎo)向桿204以這樣的方式來對中的，即，活塞201沿著縱軸線202在一條直線上運(yùn)動，并且基本上處于氣缸200的中心。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，通過調(diào)節(jié)第二輥?zhàn)?07的中心208的位置，就可以使活塞201與活塞的氣缸200對中。第一輥?zhàn)?05用彈簧加壓，以保持與導(dǎo)向桿204的滾動接觸。第二輥?zhàn)?07安裝在一個(gè)偏心凸緣上，使得凸緣的旋轉(zhuǎn)能讓第二輥?zhàn)?07相對于縱軸線202側(cè)向移動?？梢杂靡桓鶈为?dú)的銷子(圖中未表示)把第二輥?zhàn)?07固定在它的位置上。第二輥?zhàn)?07的運(yùn)動將使導(dǎo)向桿204和活塞201也相對于縱軸線202側(cè)向移動。這樣，活塞201就能對中，以便在氣缸200中沿著基本上處于氣缸200中心的直線運(yùn)動。
圖5b表示一種精密對中機(jī)構(gòu)實(shí)施例的側(cè)視圖。一個(gè)輥?zhàn)?07安裝在一跟鎖定偏心軸212上，能夠轉(zhuǎn)動。該偏心軸有一個(gè)下端212和一個(gè)上端213。這根輥?zhàn)影惭b在鎖定偏心軸211的部分210上，該偏心軸有一根與鎖定偏心軸211的旋轉(zhuǎn)軸線錯開的輥?zhàn)有D(zhuǎn)軸線。下端212安裝在下托架(圖中未表示)上，能夠轉(zhuǎn)動。上端213安裝在上托架214上，能夠轉(zhuǎn)動。圖5c表示圖5b中所示的實(shí)施例的立體圖。上托架214上有許多鉆穿上托架214的托架孔220。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，鉆有18個(gè)穿過上托架214的托架孔。托架孔220與鎖定偏心軸211的旋轉(zhuǎn)軸線錯開一個(gè)距離，并且圍繞著由該錯開距離所確定的圓周均勻分布。
圖5d表示圖5b中所示的實(shí)施例的俯視圖。鎖定偏心軸211的上端213上有多個(gè)鎖定孔215。鎖定孔215的數(shù)量不應(yīng)該與托架孔220相同。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，鎖定孔215的數(shù)量是19個(gè)。鎖定孔215與鎖定偏心軸211的旋轉(zhuǎn)軸線錯開一個(gè)距離，這個(gè)距離與托架孔220的錯開距離相同。鎖定孔215圍繞著由上述錯開距離所確定的圓周均勻分布。圖5d還表示了一個(gè)鎖定螺母216，當(dāng)鎖定螺母216松開時(shí)，能讓鎖定偏心軸211旋轉(zhuǎn)。當(dāng)鎖定螺母216擰緊時(shí)，它在鎖定偏心軸211與上托架214之間形成堅(jiān)固的聯(lián)接。圖5e是與圖5d一樣的視圖，但其中表示了鎖定孔215。
裝配時(shí)，按照下列方式使活塞對中。先把鎖定螺母216松松地裝在折疊導(dǎo)向桿上。借助于旋轉(zhuǎn)鎖定偏心軸211，用肉眼觀察，使活塞201(圖5a)在活塞氣缸200(圖5a)中對中。在轉(zhuǎn)動鎖定偏心軸211時(shí)，輥?zhàn)拥男D(zhuǎn)軸線208(圖5a)將沿著側(cè)向移動，并沿著軸向向?qū)驐U的縱軸線202(圖5a)移動。本發(fā)明的杠桿比很大，要使活塞氣缸200(圖5a)中的活塞201(圖5a)對中，只需要讓輥?zhàn)拥男D(zhuǎn)軸線208(圖5a)相對于縱軸線202(圖5a)作很小的位移就行了。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，上述位移的最大值在0.000英寸到0.050英寸的范圍內(nèi)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，這個(gè)最大值在0.010到0.030英寸的范圍內(nèi)。在鎖定偏心軸211轉(zhuǎn)動時(shí)，鎖定孔215將與一個(gè)托架孔220對準(zhǔn)。圖5d表示了這種對準(zhǔn)230。一旦當(dāng)活塞201(圖5a)在活塞氣缸200(圖5a)中對中時(shí)，就將一根銷子(圖中未表示)穿過對準(zhǔn)的托架孔，并插入對準(zhǔn)的鎖定孔內(nèi)，從而鎖定了鎖定偏心軸211。然后，擰緊鎖定螺母216，從而把上托架214剛性地固定在鎖定偏心軸211上。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，可以把一種如圖6截面圖中所示的，并且整體用標(biāo)號300表示的雙折疊導(dǎo)向桿活塞聯(lián)桿裝在小型的斯特林發(fā)動機(jī)內(nèi)。參閱圖6，活塞301和311分別是斯特林循環(huán)發(fā)動機(jī)的泵氣活塞和壓縮活塞。在本說明書中和權(quán)利要求書中所說的泵氣活塞，或者是沒有密封件的活塞，或者是有密封件的活塞(通常稱作“膨脹活塞”)。斯特林循環(huán)是在互相錯開90度相位的兩個(gè)活塞的基礎(chǔ)上作直線往復(fù)運(yùn)動。這種相位的調(diào)整是在兩個(gè)活塞的運(yùn)動方向成直角時(shí)，它們的相應(yīng)的連桿共用一跟共同的曲軸銷來實(shí)現(xiàn)的。這種定向方式還有減少振動和噪音的優(yōu)點(diǎn)。此外，這兩個(gè)活塞還可以有利地處于同一個(gè)平面上，消除垂直于這兩個(gè)活塞的平面上的震動。按照一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，采用了一種將在下文中描述的“叉子和葉片”式曲軸聯(lián)接部件，分別把兩根連桿306和316聯(lián)接在曲軸308的曲軸連接銷307和317上，從而，兩個(gè)活塞301和311就能在同一個(gè)平面上運(yùn)動。
圖7是“叉子和葉片”式聯(lián)接部件的截面圖。曲軸400有一根曲軸銷401。這根曲軸銷401繞著曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線402旋轉(zhuǎn)。第一聯(lián)接元件403是一根“葉片”式聯(lián)桿。換言之，如圖7所示，這種“葉片”是一根單聯(lián)桿，用于把第一連桿聯(lián)接在曲軸銷401上。第二聯(lián)接元件404是一根“叉子”式聯(lián)桿。如圖7所示，這根“叉子”是一對聯(lián)桿，用于把第二連桿聯(lián)接在曲軸銷401上。第一和第二聯(lián)接元件403和404可用于把兩根連桿聯(lián)接在同一根曲軸上，以使連桿的運(yùn)動基本上在同一個(gè)平面上。再請參閱圖6，如圖7所示的“叉子和葉片”式曲軸聯(lián)接部件可用于把第一聯(lián)桿306和第二聯(lián)桿316分別連接在曲軸308的曲軸聯(lián)接點(diǎn)307和317上。雖然本發(fā)明一般地是參考圖6中所示的斯特林發(fā)動機(jī)加以描述，但應(yīng)該理解，許多發(fā)動機(jī)和致冷機(jī)都同樣能從本發(fā)明的主題的各種實(shí)施例和改進(jìn)型中受益。
在圖6中用截面圖表示，在圖8中用立體圖表示的這種斯特林發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)稱之為阿爾發(fā)(alpha)結(jié)構(gòu)，其特征在于，壓縮活塞311和泵氣活塞301分別在不同的氣缸內(nèi)作直線往復(fù)運(yùn)動壓縮活塞311在壓縮氣缸320內(nèi)運(yùn)動，而泵氣活塞301在膨脹氣缸322內(nèi)運(yùn)動。導(dǎo)向桿303和導(dǎo)向桿313分別剛性地連接在泵氣活塞301和壓縮活塞311的活塞連接點(diǎn)302和312上。連桿306和316把導(dǎo)向桿303和313遠(yuǎn)端的連接點(diǎn)305和315可轉(zhuǎn)動地聯(lián)接在曲軸308的曲軸連接點(diǎn)307和317上。作用在導(dǎo)向桿303和313上的側(cè)向載荷由成對的輥?zhàn)?04和314承受。如以上參照圖4和圖5所描述的，活塞301和311可以分別利用成對輥?zhàn)?04和314的精密對中裝置在氣缸320和322中對中。
如以上參照圖1a-1f所描述的，斯特林發(fā)動機(jī)是在加壓的狀態(tài)下工作的。典型地，使用曲軸箱來支承曲軸，并保持斯特林發(fā)動機(jī)工作條件的加壓狀態(tài)。曲軸用安裝在曲軸箱中的曲軸軸承支架來支承其兩端。但是，當(dāng)曲軸箱加壓時(shí)，曲軸箱的尺寸和外形可能會發(fā)生變化或變形。如果使用同樣的構(gòu)件支承曲軸，那么曲軸箱的變形可能會導(dǎo)致曲軸的不對中，這將在軸承上形成巨大的負(fù)載，并將大大降低發(fā)動機(jī)的壽命。為了減小或防止由于曲軸箱的變形而造成的曲軸不對中，可以如圖9a中所表示的那樣，可以把曲軸箱的支承功能與曲軸箱的加壓功能分離開來。
圖9a是按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例所述的斯特林發(fā)動機(jī)的立體圖。圖中表示了在圖4、7和8中描述過的一個(gè)活塞導(dǎo)向桿503和輥?zhàn)?07部件。一塊冷區(qū)底板501連接在壓力罩殼504上，形成一個(gè)曲軸箱，并限定了加壓的容積。利用冷區(qū)底板501的托架底部安裝架502上的托架安裝孔509，把上托架506和下托架505固定在冷區(qū)底板501上。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，上托架506和下托架505是用螺釘固定在冷區(qū)底板501上的。曲軸508的兩端由曲軸軸承支架(圖中未表示)支承。曲軸軸承支架安裝在上托架506和下托架505上。這種安裝方式具有軸承支架不必直接安裝在曲軸箱上的優(yōu)點(diǎn)。輥?zhàn)?07也按照圖5a-5e中所描述的方式聯(lián)接在上托架506和下托架505上。
圖9b是聯(lián)接在圖9a的下托架505上的冷區(qū)底板501的立體圖。曲軸508與下托架505連接。下托架505安裝在冷區(qū)底板501上。在冷區(qū)底板501上為活塞和氣缸開設(shè)了一個(gè)孔510。如上所述，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，曲軸508的兩端由曲軸軸承支架(圖中未表示)支承。然后，將軸承支架安裝在上托架506和下托架505上。這種結(jié)構(gòu)能夠有利地消除由于斯特林發(fā)動機(jī)的加壓工作狀態(tài)所造成的曲軸箱的變形對發(fā)動機(jī)對中的影響。雖然曲軸箱仍將在高壓下變形，但是這種變形卻不會影響曲軸的對中，因?yàn)榍S不是直接安裝在曲軸箱上。由于縮短了軸承支架之間的距離(上、下托架之間的距離代替了曲軸箱的相對兩面之間的距離)，所以這種結(jié)構(gòu)還有利于減小軸承的負(fù)載。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，還能局部加強(qiáng)冷底板區(qū)，以便進(jìn)一步減小由于加壓的工作狀態(tài)導(dǎo)致的托架支架的局部變形。
在本說明書中所描述的裝置和方法，除了本發(fā)明已經(jīng)說明的斯特林發(fā)動機(jī)之外，還可以用在其他應(yīng)用上。本發(fā)明中所描述的這些實(shí)施例只是為了舉例，對于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，大量的變型和改進(jìn)型是顯而易見的。所有這些變型和改進(jìn)型都應(yīng)該包括在本申請的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種聯(lián)動機(jī)構(gòu)，用于把沿著一條縱軸線作往復(fù)直線運(yùn)動的活塞聯(lián)接在一根繞著曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的曲軸上，縱軸線和旋轉(zhuǎn)軸線基本上互相垂直，該聯(lián)動機(jī)構(gòu)包括一根導(dǎo)向桿，該導(dǎo)向桿的第一端靠近活塞，并連接在該活塞上，其第二端遠(yuǎn)離活塞，使得旋轉(zhuǎn)軸線處于這根導(dǎo)向桿的近端和遠(yuǎn)端之間；一根連桿，該連桿有一個(gè)連接端和一個(gè)曲軸端，連接端在連桿的連接點(diǎn)處可轉(zhuǎn)動地連接在導(dǎo)向桿遠(yuǎn)離活塞的端部上，而曲軸端則在偏離曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線的曲軸連接點(diǎn)上與曲軸聯(lián)接；以及，一個(gè)導(dǎo)向桿的導(dǎo)向部件，用于支承導(dǎo)向桿遠(yuǎn)端的側(cè)向載荷，導(dǎo)向桿的導(dǎo)向部件有一個(gè)第一輥?zhàn)?，該第一輥?zhàn)佑邢鄬τ谇S的旋轉(zhuǎn)軸線固定的旋轉(zhuǎn)中心，以及一圈與導(dǎo)向桿的遠(yuǎn)端滾動接觸的邊緣。
2.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)動機(jī)構(gòu)，其特征在于，導(dǎo)向桿的導(dǎo)向部件還包括一個(gè)用于迫使第一輥?zhàn)拥倪吘壟c導(dǎo)向桿的遠(yuǎn)端接觸的彈簧機(jī)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的聯(lián)動機(jī)構(gòu)，其特征在于，導(dǎo)向桿的導(dǎo)向部件還包括一個(gè)與第一輥?zhàn)酉鄬Φ牡诙佔(zhàn)?，該第二輥?zhàn)佑幸粋€(gè)旋轉(zhuǎn)中心和一圈與導(dǎo)向桿的遠(yuǎn)端滾動接觸的邊緣。
4.如權(quán)利要求3所述的聯(lián)動機(jī)構(gòu)，其特征在于，第二輥?zhàn)舆€包括一個(gè)確定第二輥?zhàn)拥男D(zhuǎn)中心相對于縱軸線的位置的精密定位器。
5.如權(quán)利要求4所述的聯(lián)動機(jī)構(gòu)，其特征在于，精密定位器是一種微調(diào)機(jī)構(gòu)，它具有一根用于改變第二輥?zhàn)拥男D(zhuǎn)中心與縱軸線之間的距離的偏心軸。
6.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)動機(jī)構(gòu)，其特征在于，當(dāng)曲軸聯(lián)接點(diǎn)處于行程的中間位置時(shí)，由第一和第二輥?zhàn)拥闹行乃纬傻囊粭l直線包括連桿連接點(diǎn)。
7.一種機(jī)械，它包括一個(gè)帶有縱向移動軸線的活塞；一根能繞著旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的曲軸，這根旋轉(zhuǎn)軸線基本上與縱向軸線垂直；一根導(dǎo)向桿，該導(dǎo)向桿具有一個(gè)長度，一個(gè)靠近活塞并與該活塞連接的第一端，還有一個(gè)遠(yuǎn)離活塞的第二端，使得旋轉(zhuǎn)軸線處于導(dǎo)向桿的近端和遠(yuǎn)端之間；以及一根帶有一連接端和一曲軸端的連桿，連接端與導(dǎo)向桿上遠(yuǎn)離活塞的這一端連接，能夠轉(zhuǎn)動，而曲軸端則在偏離曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線的曲軸連接點(diǎn)上與曲軸聯(lián)接；其特征在于，導(dǎo)向桿在沿著它的長度的若干分散的點(diǎn)上，被限定在沿著一條基本上呈直線的路徑上移動。
8.一種用于把沿著縱軸線作直線往復(fù)運(yùn)動的活塞聯(lián)接在一根繞著曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的曲軸上的導(dǎo)向桿，縱軸線和旋轉(zhuǎn)軸線基本上互相垂直，該導(dǎo)向桿包括一個(gè)靠近活塞的第一端，該第一端聯(lián)接在活塞上；以及一個(gè)遠(yuǎn)離活塞并在某一點(diǎn)與曲軸聯(lián)接的第二端，這一點(diǎn)偏離旋轉(zhuǎn)軸線，并使旋轉(zhuǎn)軸線處于導(dǎo)向桿的第一與第二端之間。
9.如權(quán)利要求8所述的導(dǎo)向桿，其特征在于，它還包括一個(gè)用于把第一端與第二端連接起來的聯(lián)接器，以使得第一端能從第二端上脫開，以便更換磨損的第二端。
10.一種斯特林循環(huán)機(jī)械的改進(jìn)型，在這種斯特林循環(huán)機(jī)械中，一個(gè)泵氣活塞沿著一條第一縱軸線作往復(fù)運(yùn)動，而一個(gè)壓縮活塞則沿著一條第二縱軸線作往復(fù)運(yùn)動，其改進(jìn)之處包括一根繞著曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的曲軸，用于把機(jī)械能傳遞給該機(jī)械；一根第一導(dǎo)向桿和一根第二導(dǎo)向桿，第一導(dǎo)向桿有一個(gè)靠近泵氣活塞并與泵氣活塞聯(lián)接的第一端，第二導(dǎo)向桿有一個(gè)靠近壓縮活塞并與壓縮活塞聯(lián)接的第一端，各導(dǎo)向桿都有一個(gè)遠(yuǎn)離相應(yīng)的活塞的第二端，使得各旋轉(zhuǎn)軸線處于相應(yīng)的導(dǎo)向桿近端和遠(yuǎn)端之間；兩根連桿，每一根連桿有一個(gè)連接端和一個(gè)曲軸端，連接端在連桿的連接點(diǎn)處與導(dǎo)向桿中遠(yuǎn)離相應(yīng)活塞的那一根導(dǎo)向桿的一端連接，能夠轉(zhuǎn)動，而曲軸端則在偏離曲軸旋轉(zhuǎn)軸線的曲軸連接點(diǎn)處與曲軸聯(lián)接；以及兩個(gè)導(dǎo)向桿的導(dǎo)向部件，每一個(gè)導(dǎo)向桿的導(dǎo)向部件與導(dǎo)向桿的遠(yuǎn)端接觸，用以支承導(dǎo)向桿遠(yuǎn)端處的側(cè)向載荷。
11.如權(quán)利要求10所述的斯特林循環(huán)機(jī)械，其改進(jìn)的特征在于，每一個(gè)導(dǎo)向桿的導(dǎo)向部件還包括一個(gè)第一輥?zhàn)?，該第一輥?zhàn)佑幸粋€(gè)相對于曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線固定的旋轉(zhuǎn)中心，和一個(gè)與相應(yīng)的導(dǎo)向桿的遠(yuǎn)端接觸的邊緣。
12.如權(quán)利要求11所述的斯特林循環(huán)機(jī)械，其改進(jìn)的特征在于，每一個(gè)導(dǎo)向桿的導(dǎo)向部件還包括一個(gè)用于將第一輥?zhàn)拥倪吘壟c相應(yīng)的導(dǎo)向桿的遠(yuǎn)端接觸的彈簧機(jī)構(gòu)。
13.如權(quán)利要求12所述的斯特林循環(huán)機(jī)械，其改進(jìn)的特征在于，每一個(gè)導(dǎo)向桿的導(dǎo)向部件還包括一個(gè)與第一輥?zhàn)酉鄬Φ牡诙佔(zhàn)樱摰诙佔(zhàn)佑幸粋€(gè)旋轉(zhuǎn)中心，和一個(gè)與導(dǎo)向桿的遠(yuǎn)端滾動接觸的邊緣。
14.如權(quán)利要求13所述的斯特林循環(huán)機(jī)械，其改進(jìn)的特征在于，第二輥?zhàn)又兄辽僖粋€(gè)輥?zhàn)佑幸粋€(gè)精密定位器，以便將至少一個(gè)第二輥?zhàn)拥男D(zhuǎn)中心定位在相應(yīng)的縱軸線的位置上。
15.如權(quán)利要求14所述的斯特林循環(huán)機(jī)械，其改進(jìn)的特征在于，精密定位器是一種微調(diào)機(jī)構(gòu)，這種微調(diào)機(jī)構(gòu)有一根偏心軸，用以改變第二輥?zhàn)拥男D(zhuǎn)中心與相應(yīng)的縱軸線之間的距離。
16.如權(quán)利要求10所述的斯特林循環(huán)機(jī)械，其改進(jìn)的特征在于，第一和第二縱軸線基本上在同一個(gè)平面上。
17.一種斯特林循環(huán)機(jī)械的改進(jìn)型，在這種斯特林循環(huán)機(jī)械中，一個(gè)泵氣活塞沿著一條第一縱軸線作往復(fù)運(yùn)動，而一個(gè)壓縮活塞則沿著一條第二縱軸線作往復(fù)運(yùn)動，其改進(jìn)之處包括一根繞著曲軸的旋轉(zhuǎn)軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的曲軸，用于把機(jī)械能傳遞給該機(jī)械；一根第一導(dǎo)向桿和一根第二導(dǎo)向桿，第一導(dǎo)向桿有一個(gè)靠近泵氣活塞并與泵氣活塞聯(lián)接的第一端，第二導(dǎo)向桿有一個(gè)靠近壓縮活塞并與壓縮活塞聯(lián)接的第一端，各導(dǎo)向桿都有一個(gè)遠(yuǎn)離相應(yīng)的活塞的第二端，使得各旋轉(zhuǎn)軸線處于相應(yīng)的導(dǎo)向桿近端和遠(yuǎn)端之間；一根第一連桿，這根第一連桿有一個(gè)連接端和一個(gè)曲軸端，連接端在連桿的連接點(diǎn)處與第一導(dǎo)向桿中遠(yuǎn)離泵氣活塞的一端連接，能夠轉(zhuǎn)動，而曲軸端則在偏離曲軸旋轉(zhuǎn)軸線的第一曲軸連接點(diǎn)處與曲軸聯(lián)接；一根第二連桿，這根第二連桿有一個(gè)連接端和一個(gè)曲軸端，連接端在連桿的連接點(diǎn)處與第二導(dǎo)向桿中遠(yuǎn)離壓縮活塞的一端連接，能夠轉(zhuǎn)動，而曲軸端則在偏離曲軸旋轉(zhuǎn)軸線的第二曲軸連接點(diǎn)處與曲軸聯(lián)接；一個(gè)曲軸聯(lián)接部件，用于將第一連桿和第二連桿聯(lián)接在曲軸上，使得沿著第一和第二縱軸線的往復(fù)運(yùn)動基本上在一個(gè)平面上；以及兩個(gè)導(dǎo)向桿的導(dǎo)向部件，每一個(gè)導(dǎo)向桿的導(dǎo)向部件與導(dǎo)向桿的遠(yuǎn)端接觸，用以支承導(dǎo)向桿遠(yuǎn)端處的側(cè)向載荷。
18.如權(quán)利要求17所述的斯特林循環(huán)機(jī)械，其改進(jìn)的特征在于，曲軸聯(lián)接部件還包括一個(gè)連接在第一連桿與曲軸之間的叉子聯(lián)接構(gòu)件，和連接在第二連桿與曲軸之間的葉片聯(lián)接構(gòu)件。
19.一種斯特林循環(huán)機(jī)械的改進(jìn)型，在這種斯特林循環(huán)機(jī)械中，一個(gè)泵氣活塞沿著一個(gè)第一氣缸中的一條第一縱軸線作往復(fù)運(yùn)動，而一個(gè)壓縮活塞則沿著一個(gè)第二氣缸中的一條第二縱軸線作往復(fù)運(yùn)動，其改進(jìn)之處包括一個(gè)用于盛裝工作流體的壓力罩殼，工作流體進(jìn)行連續(xù)的加熱、膨脹、冷卻和壓縮封閉循環(huán)；至少一個(gè)與壓力罩殼聯(lián)接的支承托架；以及一個(gè)用于支承曲軸的軸承支架，這種軸承支架是這樣與支承托架聯(lián)接的，即，壓力罩殼的尺寸變化基本上與軸承支架脫離關(guān)系。
20.一種用于對中活塞與氣缸的方法，活塞沿著一條縱軸線作往復(fù)運(yùn)動，并與具有一定長度的導(dǎo)向桿聯(lián)接，該方法包括下列步驟提供一個(gè)位置處于沿導(dǎo)向桿長度的第一導(dǎo)向構(gòu)件，該第一導(dǎo)向構(gòu)件有一個(gè)用于迫使該導(dǎo)向構(gòu)件與導(dǎo)向桿接觸的彈簧機(jī)構(gòu)；提供一個(gè)位置與第一導(dǎo)向構(gòu)件相對的第二導(dǎo)向構(gòu)件，該第二導(dǎo)向構(gòu)件有一個(gè)用于將第二導(dǎo)向構(gòu)件定位在縱軸線上的精密定位器；移動第二導(dǎo)向構(gòu)件的位置，以改變導(dǎo)向桿和活塞相對于縱軸線的位置。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，第一導(dǎo)向構(gòu)件是一個(gè)輥?zhàn)?，它有一個(gè)旋轉(zhuǎn)中心，和一圈與導(dǎo)向桿滾動接觸的邊緣，并且第二導(dǎo)向構(gòu)件也是一個(gè)輥?zhàn)?，它有一個(gè)旋轉(zhuǎn)中心，和一圈與導(dǎo)向桿滾動接觸的邊緣。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，精密定位器是一個(gè)微調(diào)機(jī)構(gòu)，它有一根偏心軸，用于改變第二導(dǎo)向構(gòu)件與縱軸線之間的距離。
23.一種用于使活塞在氣缸內(nèi)對中的對中裝置，活塞沿著一條縱軸線作往復(fù)運(yùn)動，并與一根具有一定長度的導(dǎo)向桿聯(lián)接，這種對中裝置包括一個(gè)位置放置成沿導(dǎo)向桿長度的第一導(dǎo)向構(gòu)件，該第一導(dǎo)向構(gòu)件有一個(gè)用于迫使該導(dǎo)向構(gòu)件與導(dǎo)向構(gòu)件接觸的彈簧機(jī)構(gòu)；一個(gè)位置與第一導(dǎo)向構(gòu)件相對的第二導(dǎo)向構(gòu)件，該第二導(dǎo)向構(gòu)件有一個(gè)用于將第二導(dǎo)向構(gòu)件定位在縱軸線上的精密定位器。
24.如權(quán)利要求23所述的對中裝置，其特征在于，精密定位器是一個(gè)微調(diào)機(jī)構(gòu)，它有一根偏心軸，用于改變第二導(dǎo)向構(gòu)件與縱軸線之間的距離。
全文摘要
一種用于聯(lián)接一根曲軸(106)和一個(gè)沿著縱軸線作至直線往復(fù)運(yùn)動的活塞(101)的折疊聯(lián)動機(jī)構(gòu)(100)。這種聯(lián)動機(jī)構(gòu)(100)有一根導(dǎo)向桿(103)，該導(dǎo)向桿的第一端與活塞(101)聯(lián)接。一根連桿(105)把導(dǎo)向桿(103)的遠(yuǎn)端聯(lián)接在繞著軸線旋轉(zhuǎn)的曲軸(106)上，該軸線與活塞運(yùn)動的縱軸線(120)垂直，并且位于導(dǎo)向桿(103)的近端與遠(yuǎn)端之間。一個(gè)導(dǎo)向桿的導(dǎo)向部件支承著作用在導(dǎo)向桿(103)遠(yuǎn)端上的側(cè)向載荷。這種折疊聯(lián)動機(jī)構(gòu)(100)可用于把斯特林循環(huán)機(jī)械的壓縮活塞(311)和泵氣活塞(301)聯(lián)接在一根共同的曲軸(106)上。
文檔編號F01B9/02GK1409802SQ00809060
公開日2003年4月9日 申請日期2000年1月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月17日
發(fā)明者克里斯托弗·C·朗根菲爾德, 斯坦利·B·史密斯三世 申請人:新動力概念有限公司