專利名稱：一種用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的機體及其內(nèi)燃機、壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及曲柄圓滑塊機構(gòu)，特別是涉及一種用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的機體，本發(fā)明同時涉及使用上述機體的內(nèi)燃機以及壓縮機。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)發(fā)動機的運動機構(gòu)為曲柄連桿機構(gòu)。在這種運動機構(gòu)下，活塞的往復(fù)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(gòu)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(fù)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(shè)計的活塞總成相配合，實現(xiàn)活塞的直線往復(fù)運動到旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)化。以上述專利文獻為基礎(chǔ)，中國專利文獻CN1067741C公開了一種“曲柄雙圓滑塊往復(fù)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(fù)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(gòu)克服活點對機構(gòu)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(gòu)可以達到理想的動平衡效果。該機構(gòu)的問題在于， 所述活塞和動平衡滑塊之間沿曲軸軸線存在距離L，使兩者在曲軸上形成彎矩，使整個機構(gòu)無法完全平衡。在中國專利文獻CN1144880A中，則公開了一種三圓滑塊機構(gòu)，該機構(gòu)采用三個往復(fù)運動元件形成往復(fù)運動元件組，三個往復(fù)運動元件的往復(fù)運動軌道相互垂直，其中位于中間的往復(fù)運動元件的質(zhì)量為其他兩個往復(fù)運動元件的質(zhì)量之和，位于中間的往復(fù)運動元件中安裝的圓滑塊的質(zhì)量為安裝在兩邊的往復(fù)運動元件中的圓滑塊的質(zhì)量之和。三個圓滑塊相互固定形成圓滑塊組，其中位于兩側(cè)的圓滑塊同相安裝，位于中間的圓滑塊與兩側(cè)的圓滑塊以180°相位差安裝。上述三個圓滑塊的偏心孔套在同一個曲柄銷上。上述機構(gòu)中， 所有往復(fù)運動慣性力最終可以合成一個旋轉(zhuǎn)慣性力，便于通過設(shè)置平衡元件實現(xiàn)平衡。并且，由于中間往復(fù)運動元件在尺寸上設(shè)置為恰好在兩側(cè)的往復(fù)運動元件的中間位置，使整個機構(gòu)在曲軸上不會形成彎矩，也就是說，在理論上，該結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)完全的平衡效果。但是，該機構(gòu)的良好動平衡效果有賴于其設(shè)置的中間往復(fù)運動件，整個機構(gòu)過于復(fù)雜，并且增加了往復(fù)運動元件的數(shù)量，需要增加曲柄銷的長度，造成軸系剛度降低。另外，機器的制造成本也顯著增加，可靠性也有所下降。對于要求尺寸較小的機器，不可能采用上述機構(gòu)。為解決上述問題，申請人提出了采用三圓滑塊構(gòu)成的只有兩個往復(fù)運動元件的曲柄圓滑塊機構(gòu)。該機構(gòu)的一個可能形式的示意圖如圖1、圖2所示，圖中只示出活塞、圓滑塊等主要運動構(gòu)件。如圖1、圖2所示，該機構(gòu)中，包括一個雙作用活塞A和一個單作用活塞B，其中，雙
3作用活塞A的導(dǎo)向部被位于中間的一條中間間隙C分為第一列導(dǎo)向部I、和第二列導(dǎo)向部 II兩列；單作用活塞B的導(dǎo)向部則從所述雙作用活塞A的導(dǎo)向部的中間間隙C中穿過。在所述雙作用活塞的第一列導(dǎo)向部I和第二列導(dǎo)向部II上均設(shè)置了圓滑塊容置孔，這樣，在雙作用活塞A上同相位安裝左圓滑塊D、右圓滑塊E ；在單作用活塞B的導(dǎo)向部上，以與上述左圓滑塊D和右圓滑塊E相位呈180 °的方式安置了中間圓滑塊F，上述三個圓滑塊相互固定，構(gòu)成三圓滑塊組。通過上述機構(gòu)，就在采用兩個往復(fù)運動件的曲柄圓滑塊機構(gòu)中使用了三圓滑塊組，從而能夠獲得三圓滑塊組的優(yōu)點，同時又有效減少了整個機構(gòu)的復(fù)雜性。上述機構(gòu)還有其它形式，例如，將單作用活塞設(shè)計為雙列式；或者兩個活塞均為雙作用活塞，其中一個為雙列式，另外一個為單列式。為了使上述曲柄圓滑塊機構(gòu)正常工作，設(shè)計合適于上述機構(gòu)的機體非常重要。這種機體不僅需要為上述運動機構(gòu)提供有效的運動支撐，并且還希望其結(jié)構(gòu)比較簡單，制造容易，這樣才能夠有效降低制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的機體，該機體能夠為具有兩個以垂直-水平關(guān)系布置的往復(fù)運動件的曲柄圓滑塊機構(gòu)提供有效的支撐，該機體結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，成本低。本發(fā)明的進一步優(yōu)選技術(shù)方案，特別針對采用三圓滑塊機構(gòu)實現(xiàn)的具有兩個以垂直-水平關(guān)系布置的往復(fù)運動件的曲柄圓滑塊機構(gòu)提供一種機體。本發(fā)明的進一步優(yōu)選技術(shù)方案，還進一步在該機體上集成了一些輔助機構(gòu)，以便進一步降低整個設(shè)備的比重量或者比體積指標(biāo)。本發(fā)明同時提供使用上述機體的內(nèi)燃機和壓縮機。本發(fā)明提供一種用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的機體，該機體的本體為立方形，該本體上設(shè)置中軸線相互垂直交叉于一點的曲軸通過孔、水平通道、垂直通道；所述曲軸通過孔貫穿該機體本體的前后方向，用于穿過曲軸；所述水平通道用于為水平布置的往復(fù)運動元件提供往復(fù)運動的軌道空間，所述垂直通道用于為垂直布置的往復(fù)運動元件提供垂直運動的軌道空間；其特征在于，所述水平通道上，設(shè)置有與機體本體一體設(shè)置的水平跑道，作為水平運動的往復(fù)運動元件的往復(fù)運動導(dǎo)軌；該機體還包括一單獨制成的垂直跑道，該垂直跑道通過上述機體本體的垂直通道的上開口位置的第一定位結(jié)構(gòu)，安置在機體上，為機體提供垂直往復(fù)運動元件的往復(fù)運動導(dǎo)軌。優(yōu)選的，所述垂直跑道包括上部定位圈、導(dǎo)軌條；所述上部定位圈為設(shè)置在該垂直跑道上部的圓環(huán)，所述導(dǎo)軌條為所述上部定位圈垂下的相對設(shè)置的兩個長條形窄軌；所述第一定位結(jié)構(gòu)為位于機體本體垂直通道上開口位置的圓孔以及位于該圓孔底部內(nèi)沿的定位面，該圓孔的內(nèi)徑尺寸和所述垂直跑道的上部定位圈的外徑尺寸相配，所述垂直跑道通過上部定位圈架在所述圓孔底部內(nèi)沿的定位面獲得定位。優(yōu)選的，所述垂直跑道的導(dǎo)軌條下部設(shè)置螺紋孔，機體本體上對應(yīng)位置設(shè)置定位孔，兩者配合，通過螺釘為該垂直跑道定位。優(yōu)選的，所述水平跑道為雙列結(jié)構(gòu)，兩列水平跑道之間的間隙寬度足以插過所述獨立制成的垂直跑道的導(dǎo)軌條。優(yōu)選的，在所述機體本體位于下部的水平跑道下表面設(shè)置有機油泵安裝結(jié)構(gòu)；一獨立制成的機油泵通過該機油泵安裝結(jié)構(gòu)安裝在該位置。優(yōu)選的，在所述機體本體上設(shè)置有呼吸管彎頭連接孔，該連接孔連通機體內(nèi)腔和外部。本發(fā)明同時提供一種內(nèi)燃機，該內(nèi)燃機使用上述任意一項技術(shù)方案所述的用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的機體。本發(fā)明同時提供一種壓縮機，該壓縮機使用上述任意一項技術(shù)方案所述的用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的機體。本發(fā)明提供的用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的機體，其本體為立方體，在本體上設(shè)置了中軸線相互垂直相交于一點的三個通道，分別為曲軸通過孔、垂直通道和水平通道，其中，曲軸通過孔用于安置曲軸，垂直通道用于為垂直運動的往復(fù)運動元件提供運動軌道，水平通道為水平運動的往復(fù)運動元件提供運動軌道。其中，水平通道中設(shè)置的水平跑道與機體本體一體設(shè)置，而垂直跑道則單獨制成，并通過設(shè)置在垂直通道上開口的第一定位結(jié)構(gòu)安置在機體本體上。上述機體結(jié)構(gòu)使水平和垂直兩個跑道的設(shè)計簡便、靈活，不會產(chǎn)生復(fù)雜的加工結(jié)構(gòu)。上述機體特別適用于采用三圓滑塊機構(gòu)實現(xiàn)的具有兩個相互垂直布置的往復(fù)運動元件的圓滑塊機構(gòu)。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，所述水平跑道為雙列式，兩列之間的間隙足以通過單獨制成的垂直跑道的導(dǎo)軌條；上述結(jié)構(gòu)使垂直跑道和水平跑道在中部相互交叉，能夠很好的支持背景技術(shù)部分提到的以三圓滑塊實現(xiàn)的雙往復(fù)運動元件的曲柄圓滑塊機構(gòu)。該機體由于沒有特別復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，尤其是單獨制成的垂直跑道的制造很簡單，有效降低了制造難度，減少了制造成本。本發(fā)明進一步優(yōu)選的實施例中，還在機體上設(shè)置機油泵安置孔以及呼吸器管彎頭連接孔等輔助結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)進一步提高了機體的集成度，有利于提高整個機構(gòu)的比質(zhì)量和比體積指標(biāo)。


圖1為背景技術(shù)提供的曲柄圓滑塊機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理圖； 圖2為背景技術(shù)提供的曲柄圓滑塊機構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理圖3為本發(fā)明實施例提供的機體本體的立體圖之一； 圖4為本發(fā)明實施例提供的機體本體的立體圖之二； 圖5為本發(fā)明實施例提供的單獨制成的垂直跑道的立體圖； 圖6為本發(fā)明實施例提供的機體已經(jīng)安裝了所述垂直跑道后的立體圖； 圖7為本發(fā)明實施例提供的機體的立體圖，該圖可以看到機體的底面； 圖8為本發(fā)明實施例提供的機體安裝機油泵后的立體圖。
具體實施例方式請參看圖3、圖4，上述圖為本發(fā)明實施例提供的機體的本體的兩個不同角度的立體圖。如圖所示，該機體的機體本體T為立方形，并且其上設(shè)置三個中軸線相互垂直交叉于一點的通道，分別是曲軸通過孔1、水平通道2、垂直通道3。
所述曲軸通過孔1用于穿過曲軸，其貫穿機體本體T的方向稱為機體的前后方向， 該曲軸通過孔1的兩端和機體本體T前后面交接的位置設(shè)置前主軸承孔1-1和后主軸承孔
1-2。所述前主軸承孔1-1設(shè)置凸出機體本體T的前端面并穿過上述前主軸承孔4-1的前凸臺4-1，該前凸臺4-1用于延長前主軸承孔1-1的支撐距離，在上述前凸臺4-1的外側(cè)面， 設(shè)置若干連接在前凸臺4-1側(cè)面和機體本體T的前端面之間的肋條5-1，以加強該位置的強度。同樣的，所述后主軸承孔1-2同樣設(shè)置有凸出機體本體T的后端面并穿過上述后主軸承孔4-2的后凸臺4-2，該后凸臺4-2用于延長后主軸承孔1-2的支撐距離，在上述后凸臺 4-2的外側(cè)面，設(shè)置若干連接在后凸臺4-2側(cè)面和機體本體T的后端面之間的肋條5-1，以加強該位置的強度。在上述前凸臺4-1和上述后凸臺4-2上，還設(shè)置若干環(huán)形減重孔6。所述水平通道2用于為水平布置的往復(fù)運動元件提供水平運動的軌道空間。水平通道2的延展方向為機體本體T的左右方向。圖中示出，該水平通道2中設(shè)置有與機體本體T 一體設(shè)置的水平跑道2-1，該水平跑道2-1為沿所述水平通道2的內(nèi)徑面設(shè)置的薄條狀體，延展方向與水平通道2 —致。該水平跑道2-1在所述水平通道2的上側(cè)和下側(cè)對稱設(shè)置，并且每一側(cè)的水平通道2均包括兩列，兩列之間存在間隙2-1-1，上側(cè)和下側(cè)的間隙
2-1-1分別位于所述水平通道2的最高端和最低端。位于上側(cè)的水平跑道2-1的頂面還設(shè)置有為垂直跑道7定位的定位面2-1-2。所述垂直通道3如圖所示，用于為垂直布置的往復(fù)運動元件提供垂直運動的軌道空間。其中軸線沿機體的上下方向延伸，與上述曲軸通過孔1、水平通道2的中軸線垂直并相交于一點。從圖3、圖4可以看出，在機體本體T的該垂直通道3中，并沒有設(shè)置跑道。請參看圖5，該圖示出垂直跑道7，該垂直跑道7為一個單獨制成的零件。該垂直跑道7包括上部定位圈7-1、導(dǎo)軌條7-2。所述上部定位圈7-1為設(shè)置在該垂直跑道7上部的圓環(huán)，所述導(dǎo)軌條7-2為從所述上部定位圈7-1垂下的相對設(shè)置的兩個長條形窄軌，其內(nèi)徑面即為垂直跑道。所述導(dǎo)軌條7-2的寬度能夠通過水平跑道2-1的間隙2-1-1。圖中還示出，該垂直跑道7的導(dǎo)軌條7-2下部設(shè)置螺紋孔7-2-1。請參看圖4，由該圖可知，所述垂直通道3的上開口位置，設(shè)置一個內(nèi)徑與所述上部定位圈7-1外徑相配合的圓孔3-1，在該圓孔3-1的底部內(nèi)沿，則具有設(shè)置在所述水平跑道2-1的頂面的定位面2-1-2以及其他專門設(shè)置的定位面2-1-2，上述定位面2-1-2以及圓孔3-1統(tǒng)稱為第一定位結(jié)構(gòu)。通過該第一定位結(jié)構(gòu)，能夠?qū)⑺鰡为氈瞥傻拇怪迸艿?固定在所述垂直通道3中。請參看圖6，該圖為垂直跑道7已經(jīng)安裝到機體本體中的完整機體。圖中示出，所述垂直跑道7的導(dǎo)軌條7-2通過位于水平跑道的間隙2-1-1插入，所述垂直跑道7的上部定位圈7-1則安置在所述垂直通道3的上開口位置的圓孔3-1中，并且其底部端面被所述定位面2-1-2支撐。所述導(dǎo)軌條7-2下部的螺紋孔，則與位于垂直通道3下部的螺紋孔3-2 相對應(yīng)，通過螺釘可以將導(dǎo)軌條7-2下部與所述垂直跑到3的內(nèi)壁面固定。請參看圖7，該圖可以看出所述機體本體T的底面。在所述機體本體T位于下部的水平跑道2-1下表面設(shè)置有機油泵安裝結(jié)構(gòu)；具體是分別設(shè)置在兩列水平跑道2-1上的一對內(nèi)螺紋凸臺2-1-1，通過上述內(nèi)螺紋凸臺2-1-1，可以安裝獨立制成的機油泵。圖8示出安裝了獨立制成的機油泵9的機體。請參看圖3、圖4，上述圖還示出，在所述機體本體T上設(shè)置有呼吸管彎頭連接孔8，該呼吸管彎頭連接孔8設(shè)置在機體本體T的壁面上，連通機體的內(nèi)腔和外部大氣。該位置用于安置呼吸管彎頭，通過呼吸管彎頭，可以使機體內(nèi)腔與外部大氣連通，避免機體內(nèi)腔的氣壓過高，影響整機正常運行。上述機油泵安裝結(jié)構(gòu)以及呼吸管彎頭連接孔8，作為附屬結(jié)構(gòu)集成在機體上，可以有效的提高整機的比質(zhì)量和比體積。將上述實施例提供的機體用于內(nèi)燃機，則可以獲得使用該機體的內(nèi)燃機的實施例。將上述實施例提供的機體用于壓縮機，則可以獲得使用該機體的壓縮機的實施例。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)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(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的機體，該機體的本體為立方形，該本體上設(shè)置中軸線相互垂直交叉于一點的曲軸通過孔、水平通道、垂直通道；所述曲軸通過孔貫穿該機體本體的前后方向，用于穿過曲軸；所述水平通道用于為水平布置的往復(fù)運動元件提供往復(fù)運動的軌道空間，所述垂直通道用于為垂直布置的往復(fù)運動元件提供垂直運動的軌道空間；其特征在于，所述水平通道上，設(shè)置有與機體本體一體設(shè)置的水平跑道，作為水平運動的往復(fù)運動元件的往復(fù)運動導(dǎo)軌；該機體還包括一單獨制成的垂直跑道，該垂直跑道通過上述機體本體的垂直通道的上開口位置的第一定位結(jié)構(gòu)，安置在機體上，為機體提供垂直往復(fù)運動元件的往復(fù)運動導(dǎo)軌。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的機體，其特征在于，所述垂直跑道包括上部定位圈、導(dǎo)軌條；所述上部定位圈為設(shè)置在該垂直跑道上部的圓環(huán)，所述導(dǎo)軌條為所述上部定位圈垂下的相對設(shè)置的兩個長條形窄軌；所述第一定位結(jié)構(gòu)為位于機體本體垂直通道上開口位置的圓孔以及位于該圓孔底部內(nèi)沿的定位面，該圓孔的內(nèi)徑尺寸和所述垂直跑道的上部定位圈的外徑尺寸相配，所述垂直跑道通過上部定位圈架在所述圓孔底部內(nèi)沿的定位面獲得定位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的機體，其特征在于，所述垂直跑道的導(dǎo)軌條下部設(shè)置螺紋孔，機體本體上對應(yīng)位置設(shè)置定位孔，兩者配合，通過螺釘為該垂直跑道定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的機體，其特征在于，所述水平跑道為雙列結(jié)構(gòu)，兩列水平跑道之間的間隙寬度足以插過所述獨立制成的垂直跑道的導(dǎo)軌條。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的機體，其特征在于，在所述機體本體位于下部的水平跑道下表面設(shè)置有機油泵安裝結(jié)構(gòu)；一獨立制成的機油泵通過該機油泵安裝結(jié)構(gòu)安裝在該位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的機體，其特征在于，在所述機體本體上設(shè)置有呼吸管彎頭連接孔，該連接孔連通機體內(nèi)腔和外部。
7.一種內(nèi)燃機，其特征在于，使用上述權(quán)利要求1-權(quán)利要求6任意一項所述的用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的機體。
8.—種壓縮機，其特征在于，使用上述權(quán)利要求1-權(quán)利要求6任意一項所述的用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的機體。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的機體，機體本體為立方形，設(shè)置中軸線相互垂直交叉于一點的曲軸通過孔、水平通道、垂直通道；曲軸通過孔貫穿該機體本體的前后方向；水平通道用于為水平布置的往復(fù)運動元件提供往復(fù)運動的軌道空間，垂直通道用于為垂直布置的往復(fù)運動元件提供垂直運動的軌道空間；水平通道上，設(shè)置有與機體本體一體設(shè)置的水平跑道，作為水平運動的往復(fù)運動元件的往復(fù)運動導(dǎo)軌；該機體還包括一單獨制成的垂直跑道，該垂直跑道通過上述機體本體的垂直通道的上開口位置的第一定位結(jié)構(gòu)，安置在機體上，為機體提供垂直往復(fù)運動元件的往復(fù)運動導(dǎo)軌。該機體簡化了制造工藝，降低了成本。本發(fā)明同時提供使用上述機體的內(nèi)燃機和壓縮機。
文檔編號F02F1/00GK102278572SQ20111018996
公開日2011年12月14日 申請日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者王清旭, 郭立軍, 馬玉生, 黎明, 黎正中 申請人:北京中清能發(fā)動機技術(shù)有限公司