專(zhuān)利名稱(chēng)：一種曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)及其活塞、應(yīng)用該機(jī)構(gòu)的設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及曲柄圓滑塊的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，具體涉及一種應(yīng)用于曲柄圓滑塊機(jī) 構(gòu)的活塞。本實(shí)用新型同時(shí)涉及一種曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)以及應(yīng)用該機(jī)構(gòu)的設(shè)備。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)中，通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與曲軸的旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換。然而，在所述的曲柄連桿機(jī)構(gòu)中，由于連桿的存在，曲柄連桿機(jī)構(gòu)的內(nèi) 燃機(jī)和壓縮機(jī)具有體積龐大、笨重、平衡性能差等缺陷。為解決上述問(wèn)題，審定公告日為1988年1月13日、公告號(hào)為CN85100358B的中國(guó) 專(zhuān)利公開(kāi)了一種“曲柄圓滑塊往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)”;審定公告日為1988年12月14日、公告 號(hào)為CN85100359B的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種“曲柄圓滑塊往復(fù)活塞式壓縮機(jī)”。授權(quán)公告日為 2001年6月27日、授權(quán)公告號(hào)為CN1067741C的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種“曲柄雙圓滑塊往復(fù) 活塞式內(nèi)燃機(jī)”。授權(quán)公告日為2001年6月27日、授權(quán)公告號(hào)為CN1067742C的中國(guó)專(zhuān)利 公開(kāi)了一種“曲柄多圓滑塊往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)”。上述中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)的內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)共同特點(diǎn)是其中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的 轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中，用曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)取代了曲柄連桿機(jī)構(gòu)。在曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的圓滑塊上設(shè)置 有偏心圓孔。在活塞的活塞座上設(shè)置有圓滑塊容置孔。裝配時(shí)，將圓滑塊置于所述的圓滑塊 容置孔中，圓滑塊可在所述圓滑塊容置孔中轉(zhuǎn)動(dòng)；曲軸的曲柄銷(xiāo)裝配于所述的偏心圓孔中， 曲柄銷(xiāo)可以在所述偏心圓孔中轉(zhuǎn)動(dòng)。上述的曲柄雙圓滑塊以及三圓滑塊的往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)可以有多種變形，從而形 成H型機(jī)、T型機(jī)等多缸機(jī)。與傳統(tǒng)的曲柄連桿結(jié)構(gòu)不同，在曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的設(shè)備中，往復(fù)運(yùn)動(dòng)件的往復(fù)運(yùn) 動(dòng)方向需要穿過(guò)曲軸箱，使得機(jī)體的結(jié)構(gòu)布置與傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)有所不同；特別是在多缸機(jī) 中，包含有相互垂直的往復(fù)運(yùn)動(dòng)件，例如，在H型機(jī)中，包括水平方向運(yùn)動(dòng)的活塞以及豎直 方向運(yùn)動(dòng)的活塞，豎直方向運(yùn)動(dòng)的起動(dòng)平衡滑塊作用的活塞的運(yùn)動(dòng)空間向下穿過(guò)水平設(shè)置 的氣缸，延伸至主軸承孔的下方。因而在機(jī)體上需在主軸承孔下方設(shè)置與上述中國(guó)專(zhuān)利中 公開(kāi)的活塞相匹配的專(zhuān)門(mén)的導(dǎo)向軌道(也稱(chēng)為跑道)，這使得機(jī)體在加工時(shí)，旋轉(zhuǎn)刀具會(huì)把 水平氣缸以及軸承座孔過(guò)多的切除，破壞機(jī)體，降低機(jī)體的強(qiáng)度和剛度，而使用特殊的刀具 又會(huì)導(dǎo)致制造成本增加。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種活塞，該活塞的結(jié)構(gòu)使得與其匹配的機(jī)體加工時(shí)，不會(huì)破壞 機(jī)體，并有利于保證機(jī)體的剛度和強(qiáng)度。本實(shí)用新型另外提供曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)以及應(yīng)用該 機(jī)構(gòu)的設(shè)備。本實(shí)用新型提供的一種活塞，應(yīng)用于曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)，包括冠部和與所述冠部固 定連接為一體的活塞座；在所述活塞座上設(shè)置有圓滑塊容置孔；所述活塞座的側(cè)邊設(shè)置有相對(duì)的兩導(dǎo)向部，稱(chēng)為第一導(dǎo)向部；其中，在所述活塞座的與冠部相對(duì)的另一端還設(shè)置有向 外延伸的第二導(dǎo)向部；所述第一導(dǎo)向面和第二導(dǎo)向面外壁表面為其導(dǎo)向面，所述第二導(dǎo)向 部導(dǎo)向面間的最大距離小于所述兩第一導(dǎo)向部導(dǎo)向面之間的最大距離。可選的，所述第二導(dǎo)向部為圓柱體，其外壁為圓柱體的側(cè)壁。可選的，所述第二導(dǎo)向部為由所述活塞座端部向外延伸的兩導(dǎo)向板，兩導(dǎo)向板向 外一側(cè)的側(cè)壁為其外壁。可選的，所述第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部的導(dǎo)向面均為柱面弧形?？蛇x的，在所述兩導(dǎo)向板之間還設(shè)置有連接板或連接筋?？蛇x的，在所述第一導(dǎo)向部外側(cè)壁上設(shè)置有油槽，所述油槽與所述圓滑塊容置孔 之間設(shè)置有油道?？蛇x的，在所述活塞座上圓滑塊容置孔的邊緣還設(shè)置有螺紋孔，用于與螺栓配合 安裝軸承擋板?？蛇x的，所述冠部與活塞座為分體式結(jié)構(gòu)，通過(guò)連接件固定連接為一體。本實(shí)用新型還提供一種曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)，包括上述任一所述的活塞。此外，本實(shí)用新型還提供，一種設(shè)備，該設(shè)備為內(nèi)燃機(jī)，包括上述的曲柄圓滑塊機(jī) 構(gòu)。此外，本實(shí)用新型還提供，一種設(shè)備，該設(shè)備為壓縮機(jī)，包括上述的曲柄圓滑塊機(jī) 構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的活塞設(shè)置有兩個(gè)呈臺(tái)階型布置的導(dǎo)向部，沿遠(yuǎn)離 冠部的方向，導(dǎo)向部導(dǎo)向面間的距離減小；第一導(dǎo)向部外壁間距離較大，除與氣缸內(nèi)壁配合 進(jìn)行導(dǎo)向之外，還為設(shè)置于該第一導(dǎo)向部之間的圓滑塊容置孔提供布置空間；而第二導(dǎo)向 部外壁之最大距離小于上述第一導(dǎo)向部外壁之最大距離，對(duì)活塞提供輔助導(dǎo)向；本實(shí)用新 型的活塞不但對(duì)活塞提供了雙重導(dǎo)向，而且使得與該活塞相配的機(jī)體上的導(dǎo)向空間氣缸和 跑道不再需要尺寸一致，跑道的徑向直徑減小，有利于機(jī)體上跑道的加工，最小程度的減小 在機(jī)體加工時(shí)對(duì)機(jī)體上鄰近的氣缸和軸承座孔的破壞，從而也使得加工時(shí)不必再使用專(zhuān)門(mén) 的設(shè)備和刀具，有利于制造成本的控制。
圖1是本實(shí)用新型的活塞的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型。但是本實(shí)用新 型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新 型內(nèi)涵的情況下做類(lèi)似推廣，因此本實(shí)用新型不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施的限制。圖1為本實(shí)用新型的活塞的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。請(qǐng)參考圖1，本實(shí)用新型的實(shí)施例中，活塞包括活塞座2以及設(shè)置于所述活塞座2 的其中一個(gè)端部的冠部1。其中，所述冠部1可以與所述活塞座2 —體成形，也可以為分體 式結(jié)構(gòu)，以鉚接或螺釘連接等方式固定裝配在一起。分體式結(jié)構(gòu)時(shí)，活塞座2和冠部1可以 選擇不同的材質(zhì)，例如鋁材質(zhì)冠部，鋼材質(zhì)或者合金材質(zhì)活塞座，這不但便于活塞加工，而且可以根據(jù)需要選擇適合的材質(zhì)。本實(shí)施例中以二者一體成形為例進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施例中，冠部1包括頂部以及側(cè)向的環(huán)帶部(未標(biāo)示)。在所述頂部可以具有 各種形狀的燃燒室。在所述環(huán)帶部還設(shè)置有氣環(huán)環(huán)槽和油環(huán)環(huán)槽。所述氣環(huán)環(huán)槽和油環(huán)環(huán) 槽分別用于容置活塞的氣環(huán)和油環(huán)。請(qǐng)繼續(xù)參考圖1，與所述冠部1 一體成形的活塞座2上設(shè)置有圓滑塊容置孔2-2， 在所述活塞座2的側(cè)邊設(shè)置有相對(duì)的兩導(dǎo)向部2-la和2-lb，稱(chēng)為第一導(dǎo)向部。本實(shí)施例 中，所述第一導(dǎo)向部2-la和2-lb均呈板狀。本實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)向部2-la和2_lb均 與所述冠部1連接為一體。所述圓滑塊容置孔2-2為圓形通孔，其直徑大于裝配于其中的圓滑塊的直徑。以 便于在圓滑塊裝配于所述圓滑塊容置孔2-2中時(shí)，圓滑塊可以相對(duì)于安裝座2轉(zhuǎn)動(dòng)，并因此 帶動(dòng)安裝于圓滑塊的偏心圓孔中的曲柄銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)。為提高耐磨能力，可以對(duì)所述圓滑塊容置 孔2-2的內(nèi)壁表面進(jìn)行特殊的處理，形成耐磨表面；或者在所述內(nèi)壁表面安裝滑動(dòng)軸承，例 如軸瓦。為減小摩擦，也可以在所述圓滑塊容置孔2-2的內(nèi)壁安裝滾動(dòng)軸承，例如，滾針軸 承，以減小圓滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的摩擦。當(dāng)然，也可以采取其它措施提高圓滑塊容置孔的耐磨性能 并減小摩擦，這里不再一一列舉。所述第一導(dǎo)向部2-la和2-lb的外側(cè)壁表面作為導(dǎo)向面，呈柱面弧形，以便于將所 述活塞裝配于氣缸缸套中時(shí)，與缸套的內(nèi)壁滑動(dòng)配合，在氣缸中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。所述的一導(dǎo)向 部2-la和2-lb的導(dǎo)向面間的最大距離略大于與所述活塞冠部1的直徑。在所述活塞冠部 1的氣環(huán)環(huán)槽中安裝氣環(huán)后，氣環(huán)的外周面的直徑略大于所述兩個(gè)第一導(dǎo)向部2-la和2-lb 的導(dǎo)向面的最大距離。所述氣環(huán)與氣缸配合，可將冠部1上部的燃燒室密封。在本實(shí)用新型的活塞的實(shí)施例中，在所述活塞座2的與冠部1相對(duì)的另外一端還 設(shè)置有向外延伸的第二導(dǎo)向部，其中，所述第二導(dǎo)向部的外側(cè)壁表面作為導(dǎo)向面，其導(dǎo)向面 間的最大距離小于所述第一導(dǎo)向部2-la和2-lb導(dǎo)向面間的最大距離。其中，在本實(shí)施例中，第二導(dǎo)向部為由活塞座2的端部向外延伸的兩導(dǎo)向板，分別 為導(dǎo)向板3-la和導(dǎo)向板3-lb，兩導(dǎo)向板向外的側(cè)壁為其外壁。所述兩導(dǎo)向板的外壁表面也 均為柱面弧形，導(dǎo)向板3-la和導(dǎo)向板3-lb的導(dǎo)向面之間的最大距離小于所述第一導(dǎo)向部2-la和2-lb的導(dǎo)向面之間相應(yīng)的距離。此外，為提高導(dǎo)向板3-la和導(dǎo)向板3-lb的強(qiáng)度，避免其變形，還可以在導(dǎo)向板3-la和導(dǎo)向板3-lb之間設(shè)置支撐，例如圖1中示出的連接板3-2，或者設(shè)置若干連接筋。此 外，該支撐設(shè)置時(shí)除考慮活塞整體強(qiáng)度和剛度之外，還具有整個(gè)活塞質(zhì)量方面的考量，通過(guò) 該支撐的設(shè)計(jì)和設(shè)置可以起到對(duì)活塞配重的作用。此外，所述第二導(dǎo)向部還可以具有其它結(jié)構(gòu)，例如圓柱體，該圓柱體的外側(cè)壁即為 其外壁。該圓柱體的徑向直徑小于所述第一導(dǎo)向部外壁之間的最大距離。在本實(shí)用新型的活塞中，設(shè)置有兩個(gè)呈臺(tái)階型布置的導(dǎo)向部，沿遠(yuǎn)離冠部的方向， 導(dǎo)向部導(dǎo)向面間的距離減?。坏谝粚?dǎo)向部外壁間距離較大，除與氣缸內(nèi)壁配合進(jìn)行導(dǎo)向之 外，還為設(shè)置于該第一導(dǎo)向部之間的圓滑塊容置孔提供布置空間；而第二導(dǎo)向部外壁之最 大距離小于上述第一導(dǎo)向部外壁之最大距離，對(duì)活塞提供輔助導(dǎo)向；本實(shí)用新型的活塞不 但對(duì)活塞提供了雙重導(dǎo)向，而且使得與該活塞相配的機(jī)體上的導(dǎo)向空間氣缸和跑道不再需 要尺寸一致，跑道的徑向直徑減小，有利于機(jī)體上跑道的加工，最小程度的減小在機(jī)體加工時(shí)對(duì)機(jī)體上鄰近的氣缸和軸承座孔的破壞，從而也使得加工時(shí)不必再使用專(zhuān)門(mén)的設(shè)備和刀 具，有利于制造成本的控制。此外，在本實(shí)用新型中，在活塞上還可以有其它結(jié)構(gòu)，例如在第一導(dǎo)向部2-la和 2-lb外壁上設(shè)置油槽2-4，所述油槽2-4與所述圓滑塊容置孔2-2之間設(shè)置有油道。用于 在活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)第一導(dǎo)向部外壁表面進(jìn)行潤(rùn)滑。在所述活塞座2上圓滑塊容置孔2-2的邊緣還設(shè)置有螺紋孔2-3，用于與螺栓配合 安裝軸承擋板或者加強(qiáng)筋。此外，在活塞的活塞座冠部之間，還可以設(shè)置若干加強(qiáng)筋，加強(qiáng)活塞整體的強(qiáng)度和 剛度。在活塞座上還可以設(shè)置其它結(jié)構(gòu)，這里不再一一列舉。本實(shí)用新型的實(shí)施例的活塞，可以應(yīng)用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)相互轉(zhuǎn)換的機(jī)構(gòu) 中，構(gòu)成曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)。該曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)可用于內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)中。本實(shí)用新型雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本實(shí)用新型，任何 本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因 此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本實(shí)用新型權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種活塞，應(yīng)用于曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)，其特征在于包括冠部和與所述冠部固定連接 為一體的活塞座；在所述活塞座上設(shè)置有圓滑塊容置孔；所述活塞座的側(cè)邊設(shè)置有相對(duì)的 兩導(dǎo)向部，稱(chēng)為第一導(dǎo)向部；其中，在所述活塞座的與冠部相對(duì)的另一端還設(shè)置有向外延伸 的第二導(dǎo)向部；所述第一導(dǎo)向面和第二導(dǎo)向面外壁表面為其導(dǎo)向面，所述第二導(dǎo)向部導(dǎo)向 面間的最大距離小于所述兩第一導(dǎo)向部導(dǎo)向面之間的最大距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞，其特征在于所述第二導(dǎo)向部為圓柱體，其外壁為圓柱 體的側(cè)壁。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞，其特征在于所述第二導(dǎo)向部為由所述活塞座端部向 外延伸的兩導(dǎo)向板，兩導(dǎo)向板向外一側(cè)的側(cè)壁為其外壁。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的活塞，其特征在于，所述第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部的導(dǎo)向面 均為柱面弧形。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的活塞，其特征在于，在所述兩導(dǎo)向板之間還設(shè)置有連接板 或連接筋。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的活塞，其特征在于，在所述第一導(dǎo)向部外側(cè)壁上設(shè)置 有油槽，所述油槽與所述圓滑塊容置孔之間設(shè)置有油道。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一所述的活塞，其特征在于，在所述活塞座上圓滑塊容置孔的 邊緣還設(shè)置有螺紋孔，用于與螺栓配合安裝軸承擋板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞，其特征在于，所述冠部與活塞座為分體式結(jié)構(gòu)，通過(guò)連 接件固定連接為一體。
9.一種曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)，其特征在于包括上述權(quán)利要求1至8任一所述的活塞。
10.一種設(shè)備，該設(shè)備為內(nèi)燃機(jī)，其特征在于包括權(quán)利要求9所述的曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)。
11.一種設(shè)備，該設(shè)備為壓縮機(jī)，其特征在于包括權(quán)利要求9所述的曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)。
專(zhuān)利摘要一種活塞，應(yīng)用于曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)，包括冠部和與所述冠部固定連接為一體的活塞座；在所述活塞座上設(shè)置有圓滑塊容置孔；所述活塞座的側(cè)邊設(shè)置有相對(duì)的兩導(dǎo)向部，稱(chēng)為第一導(dǎo)向部；其中，在所述活塞座的與冠部相對(duì)的另一端還設(shè)置有向外延伸的第二導(dǎo)向部；所述第一導(dǎo)向面和第二導(dǎo)向面外壁表面為其導(dǎo)向面，所述第二導(dǎo)向部導(dǎo)向面間的最大距離小于所述兩第一導(dǎo)向部導(dǎo)向面之間的最大距離。本實(shí)用新型的活塞的結(jié)構(gòu)使得與其匹配的機(jī)體加工時(shí)，不會(huì)破壞機(jī)體，并有利于保證機(jī)體的剛度和強(qiáng)度。本實(shí)用新型另外提供曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)以及應(yīng)用該機(jī)構(gòu)的設(shè)備。
文檔編號(hào)F16H21/18GK201836363SQ20102055599
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者黎明, 黎正中 申請(qǐng)人:北京中清能發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)有限公司