專利名稱：曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的活塞及其內(nèi)燃機(jī)、壓縮機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及活塞，具體涉及一種曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的活塞。本實(shí)用新 型同時(shí)還涉及一種內(nèi)燃才幾和壓縮才幾。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)或壓縮機(jī)都是采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)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，在內(nèi)燃機(jī)中是往復(fù)運(yùn)動(dòng)到旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換， 而在壓縮機(jī)中是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換。然而，在曲柄連桿機(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)或壓縮機(jī)具有體積龐大、笨重，平衡 性能差等缺陷。
為解決上述問題，審定公告日為1988年1月13日、公告號(hào)為 CN85200358B的中國專利^Hf了一種"曲柄圓滑塊往復(fù)活塞式內(nèi)燃才幾"；審 定公告日為1988年12月14日、公告號(hào)為CN85100359B的中國專利公開了 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的中國專利公開了一種"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 國專利公開了一種"曲柄多圓滑塊往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)"。
上述中國專利公開的內(nèi)燃機(jī)以及壓縮機(jī)的共同特點(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，用圓滑塊取代了連桿，用曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)取代了曲 柄連桿機(jī)構(gòu)。這使得往復(fù)運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)之間的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)得以簡(jiǎn)化，采用該 轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)相對(duì)于傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)體積下降，重量減輕，且平4軒性好。
具體的，曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)中，在活塞的活塞座上設(shè)置有 圓滑塊容置孔，圓滑塊上設(shè)置有偏心圓孔。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)；曲軸的曲柄銷裝配于 所述的偏心圓孔中，曲柄銷可以在所述偏心圓孔中轉(zhuǎn)動(dòng)。通過活塞帶動(dòng)設(shè)置 于其中的圓滑塊做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而圓滑塊在所述活塞中同時(shí)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，所述 往復(fù)運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的合成使得圓滑塊上的偏心圓孔的中心軸線繞曲軸的中 心軸線估i^走轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；而所述偏心圓孔的中心軸線與曲軸的曲柄銷的軸線重合，
3從而可實(shí)現(xiàn)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)到曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換。曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)到活 塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換同理。
無論是內(nèi)燃機(jī)還是壓縮機(jī)，活塞都是往復(fù)運(yùn)動(dòng)與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換中受力 較大的部件，因而對(duì)其強(qiáng)度和剛度有著較高的要求。和傳統(tǒng)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)與旋 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)不同，上述中國專利公開的內(nèi)燃機(jī)或壓縮機(jī)中的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換 機(jī)構(gòu)中，在活塞座需要設(shè)置圓滑塊容置孔，這不免會(huì)影響活塞座的強(qiáng)度和剛 度，特別是活塞座的腰部(圓滑塊容置孔的內(nèi)周面與該活塞座的導(dǎo)向面之間 距離最小的活塞座的部分為本文中所指的活塞座的腰部)是薄弱部位。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型提供一種曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的活塞，以解決現(xiàn)有活塞的活塞座 腰部薄弱的問題。本實(shí)用新型另外還提供一種內(nèi)燃機(jī)或壓縮機(jī)。
本實(shí)用新型提供的一種曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的活塞，包括活塞座以及設(shè)置于
所述活塞座的端部的冠部；在所述活塞座上設(shè)置有圓滑塊容置孔；其中，在 所述活塞座的腰部區(qū)域設(shè)置有加強(qiáng)肋。
優(yōu)選的，所述加強(qiáng)肋為與所述活塞座一體成形的、沿所述圓滑塊容置孔 內(nèi)周面的弧狀凸起。
可選的，所述凸起在所述圓滑塊容置孔的端面的軸線方向兩邊延伸出所 述端面之外。
優(yōu)選的，在所述圓滑塊容置孔的內(nèi)周面上、設(shè)置有所述加強(qiáng)肋之外的區(qū) 域還裝配有滑動(dòng)軸承。
可選的，所述滑動(dòng)軸承為部分式軸瓦。
可選的，所述加強(qiáng)肋為所述圓滑塊容置孔端面邊緣由所述活塞座向外延
伸的、與所述活塞座一體成形的凸起。
可選的，所述活塞座的材質(zhì)為鋁合金、碳鋼、合金鋼、不銹鋼或鈥合金。
優(yōu)選的，在所述圓滑塊容置孔端面邊緣周向設(shè)置有環(huán)形擋片。
本實(shí)用新型還提供一種曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)，包括上述任一技術(shù)方
案所述的活塞。
本實(shí)用新型還提供一種曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的壓縮機(jī)，上述任一技術(shù)方案所 述的活塞。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的活塞通過在活塞的安裝座的腰部設(shè)置加強(qiáng)肋，可加大安裝座的腰部的厚度，從而增大該安裝座的強(qiáng)度和剛度，從而可避免在活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，活塞承受往復(fù)慣性力過大而導(dǎo)致腰部斷裂的問題。
在本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述加強(qiáng)肋為與所述活塞座一體成形的、沿所述圓滑塊容置孔內(nèi)周面的弧狀凸起，在所述圓滑塊容置孔的內(nèi)周面安裝滑動(dòng)軸承時(shí)，所述的加強(qiáng)肋對(duì)所述滑動(dòng)軸承具有定位作用，可防止滑動(dòng)軸承周向竄動(dòng)。
在本實(shí)用新型的優(yōu)選技術(shù)方案中，在所述活塞座兩側(cè)、沿所述圓滑塊容置孔端面邊緣周向還可以設(shè)置環(huán)形擋片，所述環(huán)形擋片與所述活塞座一體成形，所述環(huán)形擋片不但可以提高活塞座腰部的強(qiáng)度和剛度，而且可以提高圓滑塊容置孔邊緣整體的強(qiáng)度和剛度，防止圓滑塊容置孔在工作中的發(fā)生變形。

圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例的曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的活塞的主視圖；圖2為本實(shí)用新型的另外的實(shí)施例的曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的活塞的左^L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)涵的情況下做類似推廣，因此本實(shí)用新型不受下面公開的具體實(shí)施的限制。
曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)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，由于在活塞座上設(shè)置有圓滑塊容置孔，使得活塞座的強(qiáng)度下降，特別是活塞的腰部的為強(qiáng)度薄弱部位。本實(shí)用新型提供一種應(yīng)用于曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的活塞。
本實(shí)用新型的活塞包括活塞座以及設(shè)置于所述活塞座的端部的冠部。在所述活塞座上設(shè)置有圓滑塊容置孔，用于容納曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的圓滑塊。其中，在所述圓滑塊容置孔的內(nèi)周面上，所述活塞座的腰部區(qū)域設(shè)置有加強(qiáng)肋。以加強(qiáng)所述活塞座的腰部區(qū)域的強(qiáng)度和剛度。
下面結(jié)合具體的實(shí)施例以及附圖對(duì)本實(shí)用新型的曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的活塞進(jìn)行詳細(xì)的說明。需要說明的是，下述實(shí)施例對(duì)，技術(shù)細(xì)節(jié)的描述不應(yīng)該作為
5對(duì)本實(shí)用新型的權(quán)利要求保護(hù)范圍的限制，在不背離權(quán)利要求的保護(hù)范圍的條件下，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例的教導(dǎo)，將認(rèn)識(shí)到許多其它的變形、替代或修改。
例如，對(duì)于活塞的冠部與活塞座的關(guān)系，既可以是一體成形的，也可以
是通過鉚接或螺栓等方式固接為一體的；所述活塞既可以是單作用活塞，即在活塞座的其中一端具有冠部；也可以是雙作用活塞，即在所述的活塞座的兩端均有冠部......無論活塞的冠部與活塞座各自是何結(jié)構(gòu)，二者之間是何關(guān)
系，也不論所述活塞是否還具有其它附加部件，只要在活塞座的圓滑塊容置孔的內(nèi)周面上、腰部區(qū)域設(shè)置有加強(qiáng)肋，用于加強(qiáng)活塞座腰部的強(qiáng)度和剛度的技術(shù)方案均包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例的曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的活塞的主視圖。其中圖1中示出的是單作用活塞，即僅在活塞的安裝座的其中一個(gè)端部設(shè)置有活塞冠部。
請(qǐng)參考圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例的曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的活塞包括安裝座2以及設(shè)置于所述安裝座2的其中一個(gè)端部的冠部1。
其中，所述冠部1可以與所述安裝座2—體成形，也可以以鉚接或螺栓連接等方式固定裝配在一起。本實(shí)施例中以二者一體成形為例進(jìn)行說明。
本實(shí)施例中，所述冠部1具有頂部以及側(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，與所述冠部一體成形的安裝座上設(shè)置有圓滑塊容置孔2-1和導(dǎo)向側(cè)板2-2。
所述導(dǎo)向側(cè)板2-2設(shè)置于所述活塞座2的兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面。所述導(dǎo)向側(cè)板2-2的外表面為弧形面，以便于將所述活塞裝配于汽缸缸套中時(shí)，與缸套的內(nèi)壁滑動(dòng)配合，在汽缸中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
所述圓滑塊容置孔2-l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2-1中時(shí)，圓滑塊可以相對(duì)于安裝座轉(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轉(zhuǎn)動(dòng)。
在所述圓滑塊容置孔2-1的內(nèi)周面上、所述活塞座2的腰部區(qū)域還設(shè)置有加強(qiáng)肋2-3。其中，本文中所指的活塞座2的腰部是指圓滑塊容置孔的內(nèi)周面與該活塞座2的導(dǎo)向側(cè)板的導(dǎo)向面之間距離最小的活塞座的部分。其中，本文中的活塞座2的腰部區(qū)域?yàn)榘鲅壳遗c所述圓滑塊容置孔中心的張角不大于15度的活塞座的部分。
本實(shí)施例中，所述加強(qiáng)肋2-3為與所述活塞座2 —體成形且沿所述圓滑塊容置孔2-l的內(nèi)周面的弧狀凸起。且該弧狀凸起朝向所述圓滑塊容置孔2-1的中心方向的表面為與該圓滑塊容置孔2-1同心的弧形面。
所述弧狀凸起沿所述圓滑塊容置孔2-1周向延伸的尺寸可以根據(jù)該活塞的具體尺寸以及工作強(qiáng)度而確定。
通過在所述安裝座2的腰部、圓滑塊容置孔2-l的內(nèi)周面設(shè)置所述的弧狀凸起，可加大安裝座2的腰部的厚度，從而增大該安裝座2的強(qiáng)度和剛度，可避免在活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，活塞承受往復(fù)慣性力過大而導(dǎo)致腰部斷裂的問題。此外，設(shè)置的弧狀凸起的表面為弧形狀，并不影響圓滑塊在圓滑塊容置孔2-l中的轉(zhuǎn)動(dòng)。
當(dāng)然，也可以設(shè)置所述弧狀凸起的表面為其他形狀，并對(duì)該表面連同圓滑塊容置孔2-1的內(nèi)周面的其他區(qū)域進(jìn)行特殊的處理，形成減磨層，^_高耐磨的能力，這里不再贅述。
此外，為進(jìn)一步提高安裝座2 的腰部的強(qiáng)度，可以將所述弧狀凸起在圓滑塊容置孔2-l的端面的軸線方向兩邊延伸，并延伸出所述的端面之外，如圖2所示的左視圖。。但延伸出端面的尺寸不宜過長，以免影響在活塞座上裝配其它的零部件以及影響活塞在汽缸中的裝配。此外，延伸出的加強(qiáng)肋與活塞座時(shí)間可以圓角過渡，以減小應(yīng)力聚集。
此外，為提高圓滑塊容置孔2-l的內(nèi)周面的耐磨能力，還可以在所述圓滑塊容置孔2-1的內(nèi)周面安裝滑動(dòng)軸承，請(qǐng)繼續(xù)參考圖1。本實(shí)施例中，由于在所述內(nèi)周面上設(shè)置有弧形凸起作為加強(qiáng)肋。因而，需要在弧形凸起之外的區(qū)域裝配滑動(dòng)軸承。
本實(shí)施例中，所述滑動(dòng)軸承為部分式軸瓦，即為兩個(gè)接近半圓形的軸瓦2-4a和2-4b,如圖1所示。所述軸瓦2-4a和2-4b分別裝配于所述圓滑塊容置孔2-l內(nèi)周面上，與所述弧形凸起2-3相配合，形成圓形孔，用于容置圓滑塊容置孔。其中，所述的弧形凸起2-3在安裝有軸瓦2-4a和2-4b時(shí)，還具有定位作用，防止所述軸瓦2-4a和2-4b周向竄動(dòng)，避免堵塞圓滑塊容置孔內(nèi)周面上的油孔。故所述弧形凸起2-3的端部分別與軸瓦2-4a和2-4b端部需相互配合，這里不再詳細(xì)描述。
此外，在所述活塞座2兩側(cè)、沿所述圓滑塊容置孔2-1端面邊緣周向還可以設(shè)置環(huán)形擋片(圖未示)，所述環(huán)形擋片不但可以提高活塞座2腰部的強(qiáng)度和剛度，而且可以提高圓滑塊容置孔2-1邊緣整體的強(qiáng)度和剛度，防止圓滑塊容置孔2-1在工作中的發(fā)生變形。
此外，在所述圓滑塊容置孔2-1端面邊緣且經(jīng)過所述活塞座2腰部區(qū)域還可以設(shè)置由所述活塞座向外延伸的凸起，該凸起與所述活塞座2—體成形，從而進(jìn)一步加強(qiáng)活塞座2腰部的強(qiáng)度。
本實(shí)施例中，所述活塞座2的材質(zhì)可以是鋁合金、碳鋼、合金鋼、不銹鋼或鈦合金，也可以是其它材質(zhì)。
此外，在所述活塞座2與所述冠部l相對(duì)應(yīng)的端部，還可以設(shè)置活塞鑲塊(未圖示)，所述活塞鑲塊可以通過鉚接或螺栓連接等連接方式固定于活塞座2的端部，在該活塞運(yùn)動(dòng)過程中活塞鑲塊起到平衡的作用。當(dāng)然，根據(jù)需要，活塞座2的該端部也可以懸空，不設(shè)置活塞鑲塊。在所述活塞座2的與所述冠部l相對(duì)于的端部，也可以設(shè)置另外的冠部，使得活塞成為雙作用活塞，這里不再——進(jìn)行贅述。
此夕卜，上述實(shí)施例中所述的活塞可以應(yīng)用于曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)中，也可以應(yīng)用于曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的壓縮機(jī)中，這里不再詳細(xì)描述。
本實(shí)用新型雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本實(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)，都可以估丈出可能的變動(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、一種曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的活塞，包括活塞座以及設(shè)置于所述活塞座的端部的冠部；在所述活塞座上設(shè)置有圓滑塊容置孔；其特征在于在所述活塞座的腰部區(qū)域設(shè)置有加強(qiáng)肋。
2、 如權(quán)利要求1所述的曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的活塞，其特征在于所述加強(qiáng) 肋為與所述活塞座一體成形的、沿所述圓滑塊容置孔內(nèi)周面的弧狀凸起。
3、 如權(quán)利要求2所述的曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的活塞，其特征在于所述凸起 在所述圓滑塊容置孔的端面的軸線方向兩邊延伸出所述端面之外。
4、 如權(quán)利要求2所述的曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的活塞，其特征在于在所述圓 滑塊容置孔的內(nèi)周面上、設(shè)置有所述加強(qiáng)肋之外的區(qū)域還裝配有滑動(dòng)軸承。
5、 如權(quán)利要求4所述的曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的活塞，其特征在于所述滑動(dòng) 軸岸義為部分式軸瓦。
6、 如權(quán)利要求1所述的曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的活塞，其特征在于所述加強(qiáng) 肋為所述圓滑塊容置孔端面邊緣由所述活塞座向外延伸的、與所述活塞座一體 成形的凸起。
7、 如權(quán)利要求1至6任一權(quán)利要求所述的曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的活塞，其特 征在于所述活塞座的材質(zhì)為鋁合金、碳鋼、合金鋼、不銹鋼或鈦合金。
8、 如權(quán)利要求1或2所述的曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的活塞，其特征在于在所 述圓滑塊容置孔端面邊緣周向設(shè)置有環(huán)形擋片。
9、 一種曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)，其特征在于包括權(quán)利要求1至8任 一權(quán)利要求所述的活塞。
10、 一種曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的壓縮機(jī)，其特征在于包括權(quán)利要求1至8任 一權(quán)利要求所述的活塞。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種曲柄圓滑塊機(jī)構(gòu)的活塞，包括活塞座以及設(shè)置于所述活塞座的端部的冠部；在所述活塞座上設(shè)置有圓滑塊容置孔；其中，在所述活塞座的腰部區(qū)域設(shè)置有加強(qiáng)肋。本實(shí)用新型的內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)在盡量少增大往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的前提下，其中的活塞的腰部具有較大的強(qiáng)度或剛度。本實(shí)用新型還提供一種內(nèi)燃機(jī)和壓縮機(jī)。
文檔編號(hào)F16J1/00GK201416630SQ20092010922
公開日2010年3月3日 申請(qǐng)日期2009年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月10日
發(fā)明者明 黎, 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