專利名稱:一種圓滑塊組及其內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)、抽真空機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及曲柄圓滑塊往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī),尤其是涉及一種圓滑塊組;本實(shí) 用新型還涉及使用該圓滑塊組的內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)和抽真空機(jī)。
背景技術(shù):
往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)或者壓縮機(jī)都需要實(shí)現(xiàn)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之間的 轉(zhuǎn)換,其中,往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),而往復(fù)式壓縮機(jī)則 是將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。目前的通用技術(shù)下,上述轉(zhuǎn)換過(guò)程均需要使 用曲柄連桿機(jī)構(gòu)。由于曲柄連桿機(jī)構(gòu)中連桿的存在,使機(jī)器龐大、笨重,無(wú)法完全平衡。 為了解決上述問(wèn)題,中國(guó)專利文獻(xiàn)CN85100358B公開(kāi)了一種"曲柄圓滑塊往復(fù)活 塞式內(nèi)燃機(jī)",中國(guó)專利文獻(xiàn)CN1067741C公開(kāi)了一種"曲柄雙圓滑塊往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)",中 國(guó)專利文獻(xiàn)CN1144880A公開(kāi)了一種"曲柄多圓滑塊往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)"。上述內(nèi)燃機(jī)的共 同特點(diǎn)是對(duì)通用技術(shù)下內(nèi)燃機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行了徹底改進(jìn),采用具有偏心圓孔的圓滑 塊代替連桿。所述偏心圓滑塊呈圓柱形,并且開(kāi)有平行于圓柱體軸線的偏心圓孔,該偏心圓 孔用于穿過(guò)曲軸的曲柄銷。該內(nèi)燃機(jī)的活塞包括兩端的冠部和連接兩冠部的導(dǎo)向部,其中 導(dǎo)向部上開(kāi)有圓孔,該圓孔的內(nèi)徑面和上述圓滑塊的外徑面相配合,所述圓滑塊即安置在 活塞導(dǎo)向部上與其外周相配合的圓孔中。當(dāng)所述活塞受到汽缸中燃燒氣體的推動(dòng)而在氣缸 中往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí),所述偏心圓滑塊繞其自身的圓心轉(zhuǎn)動(dòng),并進(jìn)而帶動(dòng)曲軸反向轉(zhuǎn)動(dòng),從而將活 塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),再通過(guò)與曲軸連接的旋轉(zhuǎn)部件向外傳遞功率。上述 專利的思想也可以方便的轉(zhuǎn)用到壓縮機(jī)或者抽真空機(jī)中,獲得曲柄圓滑塊壓縮機(jī)或者曲柄 圓滑塊抽真空機(jī)。 在上述中國(guó)專利文獻(xiàn)CN1067741C中,對(duì)于由兩個(gè)圓滑塊組成的圓滑塊組,其說(shuō)明 書(shū)第6頁(yè)第3段有如下的描述"設(shè)計(jì)制造時(shí),應(yīng)使兩個(gè)圓滑塊27和28的質(zhì)量相同、重心相 同"。由于兩個(gè)圓滑塊均通過(guò)其偏心孔套在曲柄銷上,并且相互呈180度安置,上述技術(shù)要 求可以將兩個(gè)圓滑塊形成的圓滑塊組的重心恰好落在曲柄銷中心軸線上的位置,便于對(duì)該 內(nèi)燃機(jī)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)平衡的處理。 上述設(shè)計(jì)要求已經(jīng)成為本領(lǐng)域的一種技術(shù)常識(shí),對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,采用 兩個(gè)完全一樣的圓滑塊構(gòu)成雙圓滑塊組,是同名元件采用相同元件的一個(gè)典型例子。 在實(shí)際設(shè)計(jì)中,考慮到兩個(gè)圓滑塊分別安裝在活塞和動(dòng)平衡滑塊中,而上述活塞 和動(dòng)平衡滑塊的結(jié)構(gòu)一般并不相同,要求它們對(duì)應(yīng)的圓滑塊完全相同,無(wú)疑給設(shè)計(jì)帶來(lái)了 難度。 另外一個(gè)顯著問(wèn)題是,圓滑塊作為一個(gè)運(yùn)動(dòng)件,期望其質(zhì)量越低越好,這樣才可以 減少往復(fù)慣性,上述要求兩個(gè)圓滑塊完全相同的設(shè)計(jì)要求對(duì)于根據(jù)實(shí)際情況靈活安排圓滑 塊質(zhì)量形成了障礙。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述問(wèn)題,本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題在于,提供一種由兩個(gè)圓滑塊組成的圓滑塊組,該圓滑塊組克服了現(xiàn)有技術(shù)中要求組成圓滑塊組的一對(duì)圓滑塊必須質(zhì)量相同、 重心相同的技術(shù)偏見(jiàn),有效增加了設(shè)計(jì)的靈活性。本實(shí)用新型同時(shí)在上述圓滑塊組的基礎(chǔ) 上提供使用上述圓滑塊組的內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)和抽真空機(jī)。 本實(shí)用新型提供一種圓滑塊組,用于包括兩個(gè)圓滑塊的曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)中,該圓 滑塊組中的兩個(gè)圓滑塊的質(zhì)量不同。 優(yōu)選的,所述圓滑塊的重心位于偏心孔圓心和圓滑塊圓心的連線上。 優(yōu)選的,每個(gè)圓滑塊的重量乘以重心到偏心孔軸線的距離獲得乘積A,所述兩個(gè)圓
滑塊的A值相等。 優(yōu)選的,兩個(gè)圓滑塊采用不同的材料制成。 優(yōu)選的,兩個(gè)圓滑塊具有不同的直徑。 優(yōu)選的,兩個(gè)圓滑塊上去重孔數(shù)量或者位置不同。 本實(shí)用新型還提供一種內(nèi)燃機(jī),使用上述任一項(xiàng)所述的圓滑塊組。 本實(shí)用新型還提供一種壓縮機(jī),使用上述任一項(xiàng)所述的圓滑塊組。 本實(shí)用新型還提供一種抽真空機(jī),使用上述任一項(xiàng)所述的圓滑塊組。 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型提供的圓滑塊組根據(jù)實(shí)際情況,組成圓滑塊組的兩
個(gè)圓滑塊可以彼此質(zhì)量不同,屬于克服現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)偏見(jiàn)的實(shí)用新型。通過(guò)本實(shí)用新型
的實(shí)施,可根據(jù)需要靈活安排圓滑塊所占據(jù)的空間和所需要的質(zhì)量,顯著提升了圓滑塊設(shè)
計(jì)的靈活性。 為了獲得圓滑塊組的共同重心正好落在曲柄銷中心軸線上的效果,本實(shí)用新型優(yōu) 選實(shí)施例提供了一個(gè)比較好的替代設(shè)計(jì),也就是使每個(gè)圓滑塊的重量乘以重心到偏心孔軸 線的距離獲得的乘積A相同,這樣,盡管兩個(gè)圓滑塊的重量不同,但是,當(dāng)圓滑塊錯(cuò)開(kāi)為180 度布置時(shí),其組合重心仍然落在曲柄銷中心軸線上,可以獲得與現(xiàn)有技術(shù)所要求的圓滑塊 質(zhì)量相同、重心相同基本一致的技術(shù)效果。 根據(jù)實(shí)際情況,還可以要求兩個(gè)圓滑塊的A值的差值小于一個(gè)預(yù)定的常數(shù),該常
數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)確定,取決于內(nèi)燃機(jī)(或者壓縮機(jī)、抽真空機(jī))的整機(jī)質(zhì)量以及曲柄圓滑塊
機(jī)構(gòu)的尺寸等設(shè)計(jì)參數(shù),只要使整個(gè)機(jī)器的振動(dòng)不會(huì)由于圓滑塊組的不平衡造成超出設(shè)計(jì)
要求的振動(dòng),或者為了平衡旋轉(zhuǎn)慣性所增加的配重仍然在合理的范圍內(nèi)即可。 在圓滑塊質(zhì)量不同的情況下,圓滑塊可以采用不同的材料設(shè)計(jì),也可以具有不同
的去重孔位置或者數(shù)目,以及具有不同的直徑??傊?,本實(shí)用新型的技術(shù)方案有效增加了圓
滑塊設(shè)計(jì)的靈活性,便于采取降低圓滑塊質(zhì)量的措施。
圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的圓滑塊組應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)主體示 意圖; 圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的圓滑塊組的組裝后的正視圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供一種包括兩個(gè)圓滑塊的圓滑塊組。請(qǐng)參看圖1,該圖示 出使用該圓滑塊組的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)主體部分。[0026] 如圖1所示,該運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有機(jī)體1,機(jī)體1為發(fā)動(dòng)機(jī)的支架,是其他零部件的裝配 基體,并為運(yùn)動(dòng)部件提供運(yùn)動(dòng)軌道。本實(shí)施例主要關(guān)心機(jī)體的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu),因此,該圖主要示 出機(jī)體1提供的運(yùn)動(dòng)軌道。如圖1所示,該機(jī)體1具有位于同一個(gè)直線軌道上的第一汽缸
1- 1和第二汽缸1-2,兩個(gè)汽缸分別為雙作用活塞2的第一活塞頭2-1和第二活塞頭2-2提 供運(yùn)動(dòng)軌道。該機(jī)體1上,還設(shè)置有軸線與上述第一汽缸1-1和第二汽缸1-2的軸線垂直 的跑道1-3,該跑道1-3與上述第一汽缸1-1和第二汽缸1-2所在位置具有垂直距離L(圖 中未示出),跑道1-3用于安置動(dòng)平衡滑塊3,為該動(dòng)平衡滑塊3提供運(yùn)動(dòng)軌道。跑道1-3 與第一汽缸1-1和第二汽缸1-2之間的垂直距離L與雙作用活塞2和動(dòng)平衡滑塊3的厚度 相關(guān)。 在上述活塞2的中間位置設(shè)置有軸線垂直于活塞運(yùn)動(dòng)軸線的第一圓滑塊安置孔
2- 3,用于安置第一圓滑塊4,該第一圓滑塊4具有第一偏心孔4-1 ;所述動(dòng)平衡滑塊3中間 位置設(shè)置有軸線垂直于動(dòng)平衡滑塊運(yùn)動(dòng)軸線的第二圓滑塊安置孔3-l,用于安置第二圓滑 塊5,該第二圓滑塊5具有第二偏心孔5-l。上述第一圓滑塊4和第二圓滑塊5以下統(tǒng)稱為 圓滑塊。所述第一偏心孔4-l和第二偏心孔5-l具有相同的直徑,并且,第一偏心孔4-l的 圓心到第一圓滑塊4的圓心的距離與第二偏心孔5-l的圓心到第二圓滑塊5的圓心的距離 相同,即第一偏心孔4-1和第二偏心孔5-1兩者具有相同的偏心距。上述偏心距與所使用 的曲軸的曲柄半徑相等。如圖1所示,曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)安裝完成后,第一偏心孔4-l和第二 偏心孔5-1在軸線方向上相互完全重疊,曲柄銷6穿過(guò)上述第一偏心孔4-1和第二偏心孔 5-1。在上述偏心孔水平方向的兩側(cè)設(shè)置有定位銷孔,兩個(gè)圓滑塊上對(duì)應(yīng)的定位銷孔通過(guò)插 入的定位銷連接,使兩個(gè)圓滑塊之間被完全固定。上述機(jī)構(gòu)使兩個(gè)圓滑塊之間的相位差為 180度,使其可以帶動(dòng)活塞2和動(dòng)平衡滑塊3在兩個(gè)相互垂直的軌道上運(yùn)動(dòng)。 請(qǐng)參看圖2,該圖為兩個(gè)相互固定的圓滑塊的示意圖。從該示意圖可以看出,兩個(gè) 圓滑塊并不完全相同。所述第一圓滑塊4和第二圓滑塊5均設(shè)置有厚度方向上對(duì)稱設(shè)置的 月牙形凹槽,以去除重量,該凹槽稱為月牙槽7 ;在月牙槽部位,還設(shè)置有若干去重孔8,第 一圓滑塊4上去重孔較少,占用的面積較??;而第二圓滑塊5上,去重孔較多,占用的面積較 大。由于兩個(gè)圓滑塊的厚度相同,因此,所述第一圓滑塊4重于所述第二圓滑塊5。為了獲 得完全平衡的效果,在所述第二圓滑塊5上遠(yuǎn)離第二偏心孔5-1的另一側(cè)的月牙槽7邊緣 位置,設(shè)置小塊的加厚部位,稱為加重部5-2,該加重部5-2造成的第二圓滑塊5的質(zhì)量增加 小于所開(kāi)設(shè)的去重孔8造成的質(zhì)量減少,兩者相抵,該第二圓滑塊5減少了質(zhì)量M'。通過(guò) 上述去重孔8和加重部5-2的設(shè)置,第二圓滑塊5-1的重心向遠(yuǎn)離第二偏心孔5-1圓心的 一側(cè)移動(dòng)了距離S',該重心仍然在通過(guò)所述第二偏心孔5-l圓心和第二圓滑塊5的圓心的 連線上。在上述結(jié)構(gòu)中,所述第一圓滑塊4和第二圓滑塊5重量不同、重心不同。 設(shè)所述第一圓滑塊4的重量為Ml,所述第二圓滑塊5的重量為M2 ;設(shè)所述第一圓 滑塊4的重心距離所述第一偏心孔4-1的圓心距離為Sl,所述第二圓滑塊5的重心距離所 述第二偏心孔5-1的圓心距離為S2,并且兩者重心的位置在偏心孔與圓滑塊圓心的連線 上。為了獲得較佳的平衡效果,需要保證以下關(guān)系大致成立M1 X SI = M2 X S2,上述Ml X Sl 和M2XS2的乘積稱為A值。在上述關(guān)系成立的情況下,所述第一圓滑塊4和第二圓滑塊5 能夠使曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)裝配完成后,整個(gè)圓滑塊組的重心仍然落在曲柄銷上,獲得與第一 圓滑塊4和第二圓滑塊5重量相同、重心相同時(shí)基本相同的運(yùn)動(dòng)平衡效果。
5[0030] 以下以本實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行比較說(shuō)明。在現(xiàn)有技術(shù)中,組成同一個(gè)圓滑塊組
的兩個(gè)圓滑塊的重量相同、重心相同,兩者通過(guò)定位銷孔以180度定位為一體后,該圓滑塊
組的重心自然落在了曲柄銷軸線上。假設(shè)第一圓滑塊4的重量、重心與現(xiàn)有技術(shù)下的圓滑
塊相同。采用本實(shí)施例的圓滑塊后,根據(jù)圖2,其第二圓滑塊5的重心在豎直軸線上向上移
動(dòng)了距離S',其重量則減少了M',只要兩個(gè)參數(shù)的增減比較合適,就可以使最終獲得的A
值仍然與第一圓滑塊4的A值相同,使整個(gè)圓滑塊組的重心仍然落在曲柄銷軸線上,該圓滑
塊組的質(zhì)量就可以視為曲柄銷上的質(zhì)量,便于進(jìn)行慣性力的平衡。同時(shí),由于第二圓滑塊5
減少了重量M',使整個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)件質(zhì)量降低,有利于提高機(jī)構(gòu)整體效率。 上述技術(shù)方案引入了上述M1XS1 = M2XS2的限制條件之后,可以在整個(gè)圓滑塊
組獲得與現(xiàn)有技術(shù)完全相同的平衡效果,克服了現(xiàn)有技術(shù)下對(duì)圓滑塊組中的兩個(gè)圓滑塊的
重量、重心必須相同的技術(shù)偏見(jiàn),對(duì)于增加圓滑塊設(shè)計(jì)的靈活性具有重大意義。 由于圓滑塊在整個(gè)曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)平衡體系中屬于比較輕的部件,在一些情況
下,可以對(duì)兩個(gè)圓滑塊共同形成的圓滑塊組的整體平衡效果進(jìn)行更為寬松的限定,也可以
使整機(jī)的振動(dòng)限定在合理的范圍內(nèi),使整機(jī)可以正常的工作。 例如,根據(jù)整機(jī)試驗(yàn)結(jié)果或者根據(jù)大量試驗(yàn)結(jié)構(gòu)獲得的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算,可以獲得 一個(gè)偏差值S ,該數(shù)值為正值,只要兩個(gè)圓滑塊的A值的差值在該偏差值S的范圍內(nèi),即可 認(rèn)為該圓滑塊組產(chǎn)生的不平衡對(duì)整機(jī)不會(huì)產(chǎn)生很大的影響,滿足設(shè)計(jì)要求。上述關(guān)系可以 使用公式表示如下IM1XS1-M2XS2《S。 在一些情況下,對(duì)曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的上述限定可以更為寬松,甚至完全不作限定。 例如,整機(jī)重量特別大,并且使用環(huán)境中該整機(jī)的固定良好時(shí),由于有一定的振 動(dòng),該整機(jī)也可以承受,并且,圓滑塊組并非整個(gè)曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不平衡的主要來(lái)源, 因此,可以不對(duì)兩個(gè)圓滑塊的重量、重心等關(guān)系進(jìn)行上述限定。 再如,當(dāng)曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)使用在所獲得的壓縮空氣的氣壓值不高的壓縮機(jī)上時(shí), 由于運(yùn)行過(guò)程中不存在類似內(nèi)燃機(jī)中的瞬間爆發(fā)壓力的問(wèn)題,因此,其振動(dòng)本身會(huì)比較小, 可以不對(duì)圓滑塊組的重量、重心的關(guān)系進(jìn)行限定。 綜合上述情況,對(duì)一個(gè)由兩個(gè)圓滑塊組成的圓滑塊組的圓滑塊的重量、重心等關(guān) 系可以根據(jù)具體情況放松限定條件甚至不作特別限定,所以,在保證兩個(gè)圓滑塊的偏心孔 的偏心距相同,偏心孔直徑相同這些基本條件下,圓滑塊的設(shè)計(jì)上可以更加靈活。例如,同 一個(gè)圓滑塊組的兩個(gè)圓滑塊可以采用不同的材料制成;再如,兩個(gè)圓滑塊可以具有不同的 直徑??傊?,只要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的重量、重心限定條件,可以不要求兩個(gè)圓滑塊必 須完全相同。 上述對(duì)同一個(gè)圓滑塊組的兩個(gè)圓滑塊之間的重量、重心條件的放寬,克服了現(xiàn)有 技術(shù)下,技術(shù)人員普遍認(rèn)為的,組成一個(gè)雙圓滑塊組的兩個(gè)圓滑塊必須重量相同、重心相同 的技術(shù)偏見(jiàn),極大的增加了圓滑塊設(shè)計(jì)的靈活性。 上述技術(shù)方案中的圓滑塊組,可以用于使用在各種場(chǎng)合的曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)中,包 括內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)、抽真空機(jī);這樣可獲得相應(yīng)的內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)或抽真空機(jī)的實(shí)施例。 以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和 潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種圓滑塊組,用于包括兩個(gè)圓滑塊的曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)中,其特征在于,該圓滑塊組中的兩個(gè)圓滑塊的質(zhì)量不同。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓滑塊組,其特征在于,所述圓滑塊的重心位于偏心孔圓心 和圓滑塊圓心的連線上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓滑塊組,其特征在于,每個(gè)圓滑塊的重量乘以重心到偏心 孔軸線的距離獲得乘積A,所述兩個(gè)圓滑塊的A值相等。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓滑塊組,其特征在于,兩個(gè)圓滑塊采用不同的材料制成。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓滑塊組,其特征在于,兩個(gè)圓滑塊具有不同的直徑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓滑塊組,其特征在于,兩個(gè)圓滑塊上去重孔數(shù)量或者位置 不同。
7. —種內(nèi)燃機(jī),其特征在于,使用權(quán)利要求1到權(quán)利要求6任一項(xiàng)所述的圓滑塊組。
8. —種壓縮機(jī),其特征在于,使用權(quán)利要求1到權(quán)利要求6任一項(xiàng)所述的圓滑塊組。
9. 一種抽真空機(jī),其特征在于,使用權(quán)利要求1到權(quán)利要求6任一項(xiàng)所述的圓滑塊組。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種圓滑塊組,用于包括兩個(gè)圓滑塊的曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)中,該圓滑塊組中的兩個(gè)圓滑塊的質(zhì)量不同。優(yōu)選的,每個(gè)圓滑塊的重量乘以重心到偏心孔軸線的距離獲得乘積A,兩個(gè)圓滑塊的A值相等。與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型提供的圓滑塊組根據(jù)實(shí)際情況,組成圓滑塊組的兩個(gè)圓滑塊可以彼此質(zhì)量不同,屬于克服現(xiàn)有技術(shù)的技術(shù)偏見(jiàn)的實(shí)用新型。通過(guò)本實(shí)用新型的實(shí)施,可根據(jù)需要靈活安排圓滑塊所占據(jù)的空間和所需要的質(zhì)量,顯著提升了圓滑塊設(shè)計(jì)的靈活性。
文檔編號(hào)F04B39/00GK201513547SQ20092022222
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2009年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月26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