專利名稱：用于曲柄圓滑塊機構的往復運動件及其內(nèi)燃機、壓縮機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及曲柄圓滑塊機構，特別是涉及用于曲柄圓滑塊機構的往復運動件。本 發(fā)明同時涉及使用上述往復運動件的內(nèi)燃機、壓縮機。
背景技術：
傳統(tǒng)發(fā)動機的運動機構為曲柄連桿機構。在這種運動機構下，活塞的往復運動需 要通過與其連接的連桿傳遞給曲軸，在運動過程中，連桿隨著活塞的運動作來回的擺動，使 活塞受到以高階函數(shù)變化的周期性側(cè)向力。由于連桿的存在，曲柄連桿機構內(nèi)燃機存在體積龐大、笨重、平衡性能差等缺點， 為了解決這些問題，中國專利文獻CN85100358B公開了一種“曲柄圓滑塊往復活塞式內(nèi)燃 機”，這種內(nèi)燃機的特點是取消了連桿，采用開有偏心圓孔的圓滑塊與特殊設計的活塞總成 相配合，實現(xiàn)活塞的直線往復運動到旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)化。請參看圖1、圖2，分別是中國專利文獻CN85100358B說明書圖4、圖5公開的活塞 立體圖。從圖中可以看出，該種內(nèi)燃機的活塞總成具有冠部01、導向部02兩個部分，所述冠 部01與傳統(tǒng)內(nèi)燃機的活塞頭作用相同，其頂部為活塞頂，為燃燒室的一部分；冠部周邊則 設置有若干活塞環(huán)槽，用于安置氣環(huán)、油環(huán)，實現(xiàn)對汽缸的密封。圖中，在冠部下部，設置所 述導向部02，該導向部2主體部分為薄塊狀，該薄塊的兩個側(cè)邊為滑軌，能夠與機體的滑道 配合，又被稱為導向側(cè)面；其平面的中心線上則開有內(nèi)徑和圓滑塊外徑配合的圓孔，該圓孔 稱為圓滑塊容置孔03。根據(jù)不同的情況，導向部2的寬度可以等于冠部1的寬度，如圖1 ； 也可以大于冠部1的寬度，如圖2。該導向部2又稱為活塞座。以上述專利文獻為基礎，中國專利文獻CN1067741C公開了一種“曲柄雙圓滑塊往 復活塞式內(nèi)燃機”。該內(nèi)燃機采用活塞與動平衡滑塊配對的方式，兩者分別在呈90度布置 的往復運動軌道上運動，活塞和動平衡滑塊之間相互克服活點，可以避免采用齒輪機構克 服活點對機構壽命的影響；同時，活塞和動平衡滑塊的運動合力形成從曲軸中心指向曲柄 銷中心的離心力，便于進行平衡，使該機構可以達到理想的動平衡效果。但是，在上述機構中，所述活塞和動平衡滑塊之間沿曲軸軸線方向存在距離L，使 兩者在曲軸上形成彎矩，使整個機構無法完全平衡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于曲柄圓滑塊機構的往復運動件，該往復運動件可以是活塞或 者動平衡滑塊，使用此種往復運動件能夠使整個曲柄圓滑塊機構的空間布置獲得改進，為 整個機構實現(xiàn)完全的平衡的效果提供了可能。本發(fā)明同時提供一種用于曲柄圓滑塊機構的往復運動件，該往復運動件包括冠 部、導向部；所述導向部上設置有圓滑塊容置孔，所述導向部包括第一列導向部和第二列導 向部，所述第一列導向部和第二列導向部被一個中心面垂直于所述圓滑塊容置孔的縱向槽 分割；該縱向槽的槽寬足以容納與該活塞配對的往復運動件的導向部的厚度。
優(yōu)選的，該往復運動件為單作用活塞或者單冠部的動平衡滑塊，所述縱向槽開口 在導向部底面。優(yōu)選的，被所述縱向槽分割的所述第一列導向部和所述第二列導向部厚度相同。優(yōu)選的，被所述縱向槽分割的所述第一列導向部和所述第二列導向部具有完全相 同的結(jié)構。優(yōu)選的，所述導向部和所述冠部一體制成。優(yōu)選的，所述縱向槽的深度為該往復運動件的配對往復運動件的導向部寬度加上 該往復運動件的往復運動的行程。優(yōu)選的，所述第一列導向部或者第二列導向部的底部設置有用于安裝進油管或者 進油針的安裝孔，該安裝孔通過油道聯(lián)通到圓滑塊容置孔內(nèi)徑面。優(yōu)選的，所述第一列導向部和/或第二列導向部包括以下三部分位于兩側(cè)的滑 軌、位于中間的設置所述圓滑塊容置孔的圓滑塊容置體以及位于中間的連接圓滑塊容置體 和所述冠部底面的連接部；其中，所述連接部與兩側(cè)的滑軌存在減重孔；所述連接部由圓 滑塊容置體向管部底面方向變窄，其橫截面為工字型。本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機，使用上述技術方案任意一項所述的用于曲柄圓滑塊機構 的往復運動件。本發(fā)明提供一種壓縮機，使用上述任意一項技術方案所述的用于曲柄圓滑塊機構 的往復運動件。本發(fā)明提供的往復運動件，其導向部被縱向槽分為兩列，縱向槽可以容納與該往 復運動件配對的動平衡滑塊或者活塞的導向部穿過，其槽深和布置位置為該往復運動件自 身提供了往復運動的行程空間。在兩列的圓滑塊容置孔中都可以安置圓滑塊，并和位于兩 者之間的另一個活塞的圓滑塊固定形成圓滑塊組。上述結(jié)構使兩個往復運動件(兩個活 塞、或者一個動平衡滑塊和一個活塞)的往復運動的中心軸線與曲軸中心軸線的交點之間 距離明顯減小，顯著降低由于該距離而在曲軸軸線上產(chǎn)生的彎矩。該往復運動件的優(yōu)選方案中，被縱向槽分割的第一列導向部和第二列導向部具有 相同的厚度甚至完全相同的結(jié)構，這樣的結(jié)構可以使兩個往復運動件的往復運動的中心軸 線相交于一點，現(xiàn)有技術下沿曲軸軸線的彎矩將不復存在，整個機構的運動平衡性得到顯
者提尚。


圖1是中國專利文獻CN85100358B說明書圖4提供的活塞圖；圖2是中國專利文獻CN85100358B說明書圖5提供的活塞圖；圖3是本發(fā)明實施例提供的往復運動件所用于的曲柄連桿機構的布置圖；圖4是本發(fā)明實施例提供的活塞的立體圖之一；圖5是本發(fā)明實施例提供的活塞的立體圖之二。
具體實施例方式請參看圖3，該圖為本發(fā)明實施例提供的往復運動件所用于的曲柄連桿機構的布 置圖。本實施例提供的往復運動件具體是一種活塞，圖3示出該活塞用于一種T型結(jié)構的曲柄圓滑塊三缸機時的運動件布置結(jié)構。如圖3所示，該機構中主要包括單作用活塞1、雙作用活塞2。兩者分別布置在相 互垂直的往復運動軌道上。其中單作用活塞1為垂直方向上下運動，雙作用活塞2以水平 方向左右運動。以下對所述單作用活塞1進行詳細的說明。請參看圖4，該圖示出本發(fā)明實施例提 供的用于曲柄圓滑塊機構的一種往復運動件的立體圖，該往復運動件具體是活塞。請同時 參看圖5，這圖為圖4所示的活塞的另一個視角的立體圖。如圖4-圖5所示，單作用活塞1包括冠部1-1、活塞座1-2 ；所述活塞座1_2上設 置有圓滑塊容置孔1-3。所述活塞座根據(jù)其功能也稱為導向部。與現(xiàn)有技術提供的單作用活塞不同，在本實施例中，所述活塞座1-2被一個中心 面垂直于所述圓滑塊容置孔1-3、其開口位于活塞座1-2底面的縱向槽1-4分割；使該活塞 座1-2被分為兩列，分別稱為第一列活塞座1-2-1和第二列活塞座1-2-2。所述第一列活 塞座1-2-1和第二列活塞座1-2-2上，在相同的位置有圓滑塊容置孔1-3 ；為了獲得最佳的 效果，顯然，該縱向槽1-4的中心面應當就是活塞座1-2實體的中心面，被該縱向槽1-4分 割后形成的上述第一列活塞座1-2-1和第二列活塞座1-2-2具有完全相同的結(jié)構，具體而 言，兩者具有相同的厚度，并且在相同的位置上設置有同樣的圓滑塊容置孔，分別是第一列 活塞座圓滑塊容置孔1-3-1和第二列活塞座圓滑塊容置孔1-3-2。所述縱向槽1-4具有足夠的槽寬，該槽寬足以容納與該活塞配對的雙作用活塞2 的活塞座的厚度；這樣，兩個活塞才能夠以交叉的方式裝配。所述活塞座的厚度，具體是指 活塞座沿圓滑塊容置孔軸線這一維度的尺寸，下文提到活塞座的寬度，是指同時垂直于活 塞座圓滑塊容置孔軸線和活塞軸線的維度的活塞座尺寸。在追求整機的緊湊度的情況下， 所述縱向槽1-4的槽寬剛剛足以容納與該單作用活塞1的所述雙作用活塞2的活塞座厚度 即可。參考圖3，可以看出，所述單作用活塞1的往復運動需要不與雙作用活塞2干涉，則 所述縱向槽1-4的槽深需要在該單作用活塞1往復運動到下至點位置時仍然不會與所述雙 作用活塞2的活塞座相碰，當考慮整個機構的尺寸需要盡可能小，則該單作用活塞1運動到 下至點時，需要其活塞座底面正好與所述雙作用活塞2的活塞座位于下部的導向側(cè)面處于 同一高度。根據(jù)這一要求，則所述單作用活塞1的槽深至少應當是其行程加上所述雙作用 活塞2的活塞座寬度。當然，單作用活塞1運動到下至點時，其活塞座底面也可以位于所述 雙作用活塞2的活塞座位于下部的導向側(cè)面的下方或者上方，相應的，槽深可以比上述要 求更深或者更淺。只要能夠確保兩個往復運動件的往復運動不干涉即可。例如，單作用活 塞1運動到下至點時，其活塞座1-2的下端面尚未達到所述雙作用活塞2的活塞座下部導 向側(cè)面的位置，則其縱向槽1-4就可以比上述要求淺。另外，僅僅是為了減少單作用活塞1 的重量，縱向槽1-4也可以比滿足上述不發(fā)生運動干涉的要求設置的更深。例如，在本實施 例中，縱向槽1-4 一直開到冠部1-1底面，實際上，當單作用活塞1運動到下至點的時候，其 縱向槽1-4的槽底與雙作用活塞2的上部導向側(cè)邊尚存在明顯的距離。上述單作用活塞1的制造方式可以由多種，本實例中，采用整體結(jié)構，即所述活塞 座1-2與所述冠部1-1 一體制成。在本實施例中，該活塞的第一列活塞座1-2-1和第二列活塞座1-2-2均包括以下三部分位于兩側(cè)的滑軌1-2-3、位于中間的設置所述圓滑塊容置孔的圓滑塊容置體 1-2-4以及位于中間的連接圓滑塊容置體和所述冠部底面的連接部1-2-5 ；其中，所述連接 部1-2-5與兩側(cè)的滑軌1-2-3之間存在減重孔1-2-6 ；所述連接部1_2_5由圓滑塊容置體 1-2-4向冠部1-1底面方向變窄，其橫截面采用工字型。上述結(jié)構使其整體比較輕，并且具 有足夠的結(jié)構強度。其中，所述滑軌1-2-3與機體提供的往復運動滑道配合，為該單作用活 塞1的往復運動提供運動支撐。圖中還示出，所述第一列活塞座1-2-1的底部設置有用于安裝進油管或者進油針 的安裝孔1-2-7，該安裝孔1-2-7通過油道聯(lián)通到圓滑塊容置孔1-3的內(nèi)徑面。通過安裝進 油管或者進油針，該單作用活塞1能夠從油底殼泵出機油用于潤滑。以下結(jié)合圖3說明本發(fā)明提供的單作用活塞1如何與雙作用活塞2配對。如圖3所示，所述雙作用活塞2以厚度方向插入所述第一列活塞座1-2-1和第二 列活塞座1-2-2之間的縱向槽1-3中。所述單作用活塞1在第一列活塞座1-2-1和第二 列活塞座1-2-2上分別設置的第一列活塞座圓滑塊容置孔1-3-1和第二列活塞座容置孔 1-3-2中分別安置完全相同的圓滑塊，并且，這兩個圓滑塊的安裝相位相同。所述雙作用活 塞2的導向部上也設置有圓滑塊容置孔，其中也安裝了圓滑塊，其相位和安裝在活塞1上的 圓滑塊的相位相差180度，并夾在所述第一列活塞座1-2-1和第二列活塞座1-2-2兩者的 圓滑塊之間，三個圓滑塊以銷子或者其它方式相互固定。只要確保不在往復運動中出現(xiàn)運 動干涉，上述結(jié)構就能夠以曲柄圓滑塊機構的工作方式工作。在選擇合適的結(jié)構參數(shù)的情 況下，該結(jié)構能夠使單作用活塞1和雙作用活塞2的往復運動軌道的中心軸線相交于一點， 使兩個往復運動件的運動軌道在曲軸軸線方向不存在任何距離，避免相鄰往復運動件在曲 軸上出現(xiàn)彎矩，從而使整個運動機構獲得更好的平衡效果。為了實現(xiàn)最佳的效果，該單作用 活塞1和所述雙作用活塞2的質(zhì)量應當相同，在單作用活塞1上安置的兩個圓滑塊的質(zhì)量 等于安裝在雙作用活塞2上的圓滑塊的質(zhì)量。以上實施例為優(yōu)選的實施方案，實際上，該活塞的結(jié)構參數(shù)可以有所不同，例如第 一列活塞和第二列活塞可以不完全相同，只要能夠安置同相位的圓滑塊即可，其縱向槽必 須保證能夠使與其配對的活塞的活塞座能夠插入。本實施例提供的是一種單作用活塞，實際上，在動平衡滑塊上也可以采用相同的 結(jié)構，即采用雙列結(jié)構的導向部。另外，雙作用活塞也可將活塞座設置為雙列結(jié)構，此時，為 了裝配的需要，該雙作用活塞通常需要采用分體式活塞結(jié)構。將采用上述結(jié)構的活塞或者動平衡滑塊用于內(nèi)燃機，即獲得本發(fā)明內(nèi)燃機的實施 例，將采用上述結(jié)構的活塞或者動平衡滑塊用于壓縮機，即獲得本發(fā)明壓縮機的實施例。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人 員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應 視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種用于曲柄圓滑塊機構的往復運動件，該往復運動件包括冠部、導向部；所述導 向部上設置有圓滑塊容置孔，其特征在于，所述導向部包括第一列導向部和第二列導向部， 所述第一列導向部和第二列導向部被一個中心面垂直于所述圓滑塊容置孔的縱向槽分割； 該縱向槽的槽寬足以容納與該活塞配對的往復運動件的導向部的厚度。
2.根據(jù)權利要求1所述的用于曲柄圓滑塊機構的往復運動件，其特征在于，該往復運 動件為單作用活塞或者單冠部的動平衡滑塊，所述縱向槽開口在導向部底面。
3.根據(jù)權利要求1所述的用于曲柄圓滑塊機構的往復運動件，其特征在于，被所述縱 向槽分割的所述第一列導向部和所述第二列導向部厚度相同。
4.根據(jù)權利要求1所述的用于曲柄圓滑塊機構的往復運動件，其特征在于，被所述縱 向槽分割的所述第一列導向部和所述第二列導向部具有完全相同的結(jié)構。
5.根據(jù)權利要求1-4任意一項所述的用于曲柄圓滑塊機構的往復運動件，其特征在 于，所述導向部和所述冠部一體制成。
6.根據(jù)權利要求1-4任意一項所述的用于曲柄圓滑塊機構的往復運動件，其特征在 于，所述縱向槽的深度為該往復運動件的配對往復運動件的導向部寬度加上該往復運動件 的往復運動的行程。
7.根據(jù)權利要求1-4任意一項所述的用于曲柄圓滑塊機構的往復運動件，其特征在 于，所述第一列導向部或者第二列導向部的底部設置有用于安裝進油管或者進油針的安裝 孔，該安裝孔通過油道聯(lián)通到圓滑塊容置孔內(nèi)徑面。
8.根據(jù)權利要求1-4任意一項所述的用于曲柄圓滑塊機構的往復運動件，其特征在 于，所述第一列導向部和/或第二列導向部包括以下三部分位于兩側(cè)的滑軌、位于中間的 設置所述圓滑塊容置孔的圓滑塊容置體以及位于中間的連接圓滑塊容置體和所述冠部底 面的連接部；其中，所述連接部與兩側(cè)的滑軌之間存在減重孔；所述連接部由圓滑塊容置 體向冠部底面方向變窄，其橫截面為工字型。
9.一種內(nèi)燃機，其特征在于，使用上述權利要求1-權利要求8任意一項所述的用于曲 柄圓滑塊機構的往復運動件。
10.一種壓縮機，其特征在于，使用上述權利要求1-權利要求8任意一項所述的用于曲 柄圓滑塊機構的往復運動件。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于曲柄圓滑塊機構的往復運動件，該往復運動件包括冠部、導向部；所述導向部上設置有圓滑塊容置孔，所述導向部包括第一列導向部和第二列導向部，所述第一列導向部和第二列導向部被一個中心面垂直于所述圓滑塊容置孔的縱向槽分割；該縱向槽的槽寬足以容納與該活塞配對的往復運動件的導向部的厚度。本發(fā)明提供的往復運動件的導向部被縱向槽分為兩列，縱向槽可容納與該往復運動件配對的動平衡滑塊或者活塞的導向部穿過，其槽深和布置位置為該往復運動件自身提供了往復運動的行程空間。上述結(jié)構使兩個往復運動件的往復運動的中心軸線與曲軸中心軸線的交點之間距離明顯減小，降低由于該距離而在曲軸軸線上產(chǎn)生的彎矩。
文檔編號F16F15/28GK102080724SQ20101058194
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月6日 優(yōu)先權日2010年12月6日
發(fā)明者黎明, 黎正中 申請人:北京中清能發(fā)動機技術有限公司