專利名稱：一種應(yīng)用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的活塞及應(yīng)用該活塞的內(nèi)燃機、壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及內(nèi)燃機或壓縮機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于曲柄圓滑塊機構(gòu)內(nèi)燃機或壓縮機的活塞。本實用新型同時涉及一種應(yīng)用該活塞的內(nèi)燃機或壓縮機。
背景技術(shù)：
在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機和壓縮機中，實現(xiàn)往復(fù)運動與旋轉(zhuǎn)運動相互轉(zhuǎn)換的機構(gòu)為曲柄連桿機構(gòu)。然而，在曲柄連桿機構(gòu)中，由于連桿的存在，曲柄連桿機構(gòu)的內(nèi)燃機和壓縮機具有體積龐大、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12月14日、公告號為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”。授權(quán)公告日為2001年6月27日、授權(quán)公告號為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”。授權(quán)公告日為2001年6月27日、授權(quán)公告號為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”。上述中國專利公開的內(nèi)燃機和壓縮機共同特點是其中的往復(fù)運動與旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)換機構(gòu)中，取消了連桿。曲柄圓滑塊機構(gòu)中活塞與傳統(tǒng)的曲柄連桿機構(gòu)的活塞有所不同。在上述的曲柄圓滑塊機構(gòu)中，活塞包括活塞頭和活塞座，活塞頭一般為圓形，與傳統(tǒng)的活塞冠部無異?；钊话銥楸馄綘睿谄渖显O(shè)置貫穿其厚度方向的圓孔，用于容置曲柄圓滑塊機構(gòu)的圓滑塊，稱為圓滑塊容置孔。在其兩側(cè)設(shè)置導(dǎo)向面，導(dǎo)向面的面型與氣缸內(nèi)周面相配合，便于活塞在氣缸中往復(fù)運動。活塞頭固定設(shè)置于活塞座其中的一個端部。若活塞為雙作用活塞，則在活塞座兩個端部各設(shè)置一活塞頭。由于扁長型的活塞座僅僅在大致一維的方向?qū)钊^部提供支撐，當(dāng)該結(jié)構(gòu)的活塞應(yīng)用于高負(fù)荷內(nèi)燃機或高強度、高壓壓縮機中時，特別是應(yīng)用于大缸徑設(shè)備中時，活塞頭部由于受到活塞座的支撐不足而極易變形，導(dǎo)致設(shè)備無法正常工作。雖然，可以通過在活塞頭底部設(shè)置十字形加強筋的方式來提高活塞頭部的強度，但是該加強筋結(jié)構(gòu)在缸徑越來越大時，所起的加強作用越來越小。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供一種應(yīng)用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的活塞，該活塞可有效防止活塞頭變形，強度和剛度好。本實用新型另外提供應(yīng)用該活塞的內(nèi)燃機和壓縮機。本實用新型提供的一種應(yīng)用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的活塞，包括活塞頭和活塞座；所述活塞座包括平行設(shè)置的第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部；所述第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部之間分開固定的距離；在所述第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部上沿厚度方向分別設(shè)置有貫穿該導(dǎo)向部的通孔， 分別稱為第一圓滑塊容置孔和第二圓滑塊容置孔；在所述第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部的兩側(cè)分別設(shè)置有導(dǎo)向面，導(dǎo)向面的面形與氣缸內(nèi)周面相配合；[0010]所述第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部同向的端部分別固定設(shè)置于活塞頭非工作面一側(cè)， 并且兩導(dǎo)向部于活塞頭的接觸面之間分開固定的距離?？蛇x的，所述活塞為雙作用活塞，在活塞座的兩端部，各有一個活塞頭?？蛇x的，所述兩導(dǎo)向部與活塞頭一體成型?？蛇x的，所述第一圓滑塊容置孔和第二圓滑塊容置孔孔徑相同，位置相對應(yīng)?？蛇x的，所述第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部之間的距離足以能容納另外活塞的導(dǎo)向部或者動平衡滑塊的導(dǎo)向部穿過?？蛇x的，在所述第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部的導(dǎo)向面上均開設(shè)有油孔，所述油孔通過設(shè)置于導(dǎo)向部中的油道與相應(yīng)的圓滑塊容置孔向連通。可選的，所述第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部結(jié)構(gòu)相同?？蛇x的，所述第一圓滑塊容置孔和第二圓滑塊容置孔中心連線垂直于活塞往復(fù)運動方向。本實用新型還提供一種內(nèi)燃機，該內(nèi)燃機采用上述任一所述的活塞。本實用新型還提供一種壓縮機，該壓縮機采用上述任一所述的活塞。。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點本實用新型的活塞包括活塞頭和活塞座，活塞座包括平行設(shè)置的第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部，所述第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部的同向端部分別固定設(shè)置于活塞頭非工作面的一側(cè)(也稱為活塞頭底端)，且兩導(dǎo)向部與活塞頭的接觸面之間分開固定的距離；對于每一活塞頭，兩導(dǎo)向部的同向的端部與活塞頭底部固為一體，也即每一活塞頭底端均由兩個導(dǎo)向部對其提供支撐，且兩導(dǎo)向部之間還分開固定的距離，從而使得活塞頭底端懸空的區(qū)域減少，可減小活塞頭在高強度和高負(fù)荷工況下的變形，有利于提高活塞頭的剛度和強度，保證使用該活塞的內(nèi)燃機或壓縮機的穩(wěn)定性；而且，本實施例的兩導(dǎo)向部的結(jié)構(gòu)在提高活塞整體強度和剛度的同時，活塞整體的質(zhì)量增加不大。

圖1為本實用新型的活塞實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
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用新型。但是本實用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施的限制。圖1為本實用新型的應(yīng)用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的活塞實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本實施例中，以活塞為雙作用活塞為例進(jìn)行說明。請參看圖1，本實用新型的實施例中，活塞包括活塞座2以及分別設(shè)置于所述活塞座2的兩端部的第一活塞頭Ia和第二活塞頭lb。其中，所述兩活塞頭與活塞座2可以一體成型，也可以以鉚接或螺釘連接等方式固定裝配在一起。本實施例中以二者一體成形為例進(jìn)行說明。本實施例中，兩活塞頭均包括頂部以及設(shè)置于側(cè)邊的環(huán)帶部(未標(biāo)示)。在應(yīng)用于內(nèi)燃機時，在所述頂部可以設(shè)置各種形狀的燃燒室(主要是柴油機活塞)；在所述環(huán)帶部還可以設(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)。請繼續(xù)參考圖1，與所述兩活塞頭一體成形的活塞座2包括平行設(shè)置的第一導(dǎo)向部加和第二導(dǎo)向部2b，且所述第一導(dǎo)向部加和第二導(dǎo)向部2b分開固定的距離。本實施例中，第一導(dǎo)向部加和第二導(dǎo)向部2b均為扁長結(jié)構(gòu)，在兩導(dǎo)向部上沿厚度方向分別設(shè)置有貫穿該導(dǎo)向部的通孔，分別稱為第一圓滑塊容置孔加-1和第二圓滑塊容置孔2b-l。所述兩圓滑塊容置孔為圓形通孔，用于裝配曲柄圓滑塊機構(gòu)的圓滑塊，故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圓滑塊容置孔中時，圓滑塊可以相對于相應(yīng)的導(dǎo)向部轉(zhuǎn)動，并因此帶動安裝于圓滑塊的偏心圓孔中的曲柄銷轉(zhuǎn)動。為提高耐磨能力，可以對圓滑塊容置孔的內(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)壁表面安裝滑動軸承，例如軸瓦。為減小摩擦，也可以在所述圓滑塊容置孔的內(nèi)壁安裝滾動軸承，例如，滾針軸承，以減小圓滑塊轉(zhuǎn)動時的摩擦。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。本實施例中，所述兩圓滑塊容置孔孔徑相同，且位置相對應(yīng)，兩圓滑塊中心連線垂直于活塞往復(fù)運動方向。當(dāng)然，設(shè)置兩圓滑塊容置孔孔徑相同并非是必要的，也可以將兩圓滑塊設(shè)置為不同的孔徑。在本實施例中，在所述第一導(dǎo)向部加和第二導(dǎo)向部2b的兩側(cè)還分別設(shè)置有導(dǎo)向面，每一導(dǎo)向面的面形均與氣缸內(nèi)周面相配合，以便在該活塞置于設(shè)備(包括內(nèi)燃機或壓縮機)的氣缸中并做往復(fù)運動時，對活塞進(jìn)行導(dǎo)向。 所述第一導(dǎo)向部加和第二導(dǎo)向部2b的同向端部分別固定設(shè)置于活塞頭非工作面的一側(cè)(也稱為活塞頭底端)，且兩導(dǎo)向部與活塞頭的接觸面之間分開固定的距離。如圖1 所示，兩活塞頭分別設(shè)置于兩導(dǎo)向部的兩端部，對于每一活塞頭，兩導(dǎo)向部的同向的端部與活塞頭底部固為一體，也即每一活塞頭底端均由兩個導(dǎo)向部對其提供支撐，且兩導(dǎo)向部之間還分開固定的距離，從而使得活塞頭底端懸空的區(qū)域減少，可減小活塞頭在高強度和高負(fù)荷工況下的變形，有利于提高活塞頭的剛度和強度，保證使用該活塞的內(nèi)燃機或壓縮機的穩(wěn)定性。而且，本實施例的兩導(dǎo)向部的結(jié)構(gòu)在提高活塞整體強度和剛度的同時，活塞整體的質(zhì)量增加不大。上述實施例中的活塞既可以與單圓滑塊配合，構(gòu)成單缸單作用機器或單缸雙作用機器；還可以與三圓滑塊配合，構(gòu)成V型、T型機器。在與單圓滑塊配合時，活塞的兩導(dǎo)向部之間的距離設(shè)置主要考慮對活塞頭的支撐，避免活塞頭的變形，提高整個活塞的強度。此時，該單圓滑塊沿軸向的寬度需等于或略小于兩導(dǎo)向部上圓滑塊容置孔外端面之間距離，以便整個圓滑塊可全部置于兩圓滑塊容置孔中，由兩導(dǎo)向部在兩端對圓滑塊提供支撐。此外，為減輕圓滑塊整體的質(zhì)量，還可以在圓滑塊相對于活塞兩導(dǎo)向部之間空間的位置，設(shè)置去重槽，以減輕整體圓滑塊的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量。在與三圓滑塊配合時，需要另外的活塞或者動平衡滑塊，因而，本實施例的活塞的兩導(dǎo)向部之間的距離在考慮對活塞頭支撐、提高活塞強度的同時，還需要考慮該兩導(dǎo)向部之間距離需要足以能容納另外的活塞的導(dǎo)向部或動平衡滑塊的導(dǎo)向部能夠穿過，以便組成三圓滑塊結(jié)構(gòu)的曲柄圓滑塊結(jié)構(gòu)。在上述的本實施例的活塞中，還可以設(shè)置其它的結(jié)構(gòu)，例如在每一導(dǎo)向部的導(dǎo)向面上開設(shè)油孔3，該油孔3可以通過設(shè)置于導(dǎo)向部中的油道與相應(yīng)的圓滑塊容置孔向連通。 在活塞上還可以進(jìn)一步設(shè)置加強筋等加強結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高活塞的強度。這類不在一一贅述。上述的實施例中，以活塞兩導(dǎo)向部結(jié)構(gòu)相同為例進(jìn)行了說明，需要強調(diào)的時，本實用新型中活塞兩導(dǎo)向部結(jié)構(gòu)相同并非是必須的，也可以設(shè)置兩導(dǎo)向部結(jié)構(gòu)不同，即為非對稱結(jié)構(gòu)，只要兩導(dǎo)向部能夠?qū)钊幕钊^提供足夠的支持，對提高活塞頭抗變形能力有積極作用的結(jié)構(gòu)均應(yīng)視為本實用新型保護(hù)的范圍。本實用新型雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本實用新型，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改，因此本實用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本實用新型權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種應(yīng)用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的活塞，其特征在于，包括活塞頭和活塞座；所述活塞座包括平行設(shè)置的第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部；所述第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部之間分開固定的距離；在所述第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部上沿厚度方向分別設(shè)置有貫穿該導(dǎo)向部的通孔，分別稱為第一圓滑塊容置孔和第二圓滑塊容置孔；在所述第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部的兩側(cè)分別設(shè)置有導(dǎo)向面，導(dǎo)向面的面形與氣缸內(nèi)周面相配合；所述第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部同向的端部分別固定設(shè)置于活塞頭非工作面一側(cè)，并且兩導(dǎo)向部于活塞頭的接觸面之間分開固定的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的活塞，其特征在于所述活塞為雙作用活塞，在活塞座的兩端部，各有一個活塞頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的活塞，其特征在于，所述兩導(dǎo)向部與活塞頭一體成型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的活塞，其特征在于，所述第一圓滑塊容置孔和第二圓滑塊容置孔孔徑相同，位置相對應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的活塞，其特征在于，所述第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部之間的距離足以能容納另外活塞的導(dǎo)向部或者動平衡滑塊的導(dǎo)向部穿過。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的活塞，其特征在于，在所述第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部的導(dǎo)向面上均開設(shè)有油孔，所述油孔通過設(shè)置于導(dǎo)向部中的油道與相應(yīng)的圓滑塊容置孔向連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的活塞，其特征在于，所述第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部結(jié)構(gòu)相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的活塞，其特征在于，所述第一圓滑塊容置孔和第二圓滑塊容置孔中心連線垂直于活塞往復(fù)運動方向。
9.一種內(nèi)燃機，其特征在于，采用上述權(quán)項權(quán)利要求1至8任一所述的活塞。
10.一種壓縮機，其特征在于，采用上述權(quán)項權(quán)利要求1至8任一所述的活塞。
專利摘要本實用新型公開了一種應(yīng)用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的活塞，包括活塞頭和活塞座；所述活塞座包括平行設(shè)置的第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部；所述第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部之間分開固定的距離；在所述第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部上沿厚度方向分別設(shè)置有貫穿該導(dǎo)向部的通孔，分別稱為第一圓滑塊容置孔和第二圓滑塊容置孔；在所述第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部的兩側(cè)分別設(shè)置有導(dǎo)向面，導(dǎo)向面的面形與氣缸內(nèi)周面相配合；所述第一導(dǎo)向部和第二導(dǎo)向部同向的端部分別固定設(shè)置于活塞頭非工作面一側(cè)，并且兩導(dǎo)向部于活塞頭的接觸面之間分開固定的距離；本實用新型的活塞可有效防止活塞頭變形，強度和剛度好。本實用新型另外提供應(yīng)用該活塞的內(nèi)燃機和壓縮機。
文檔編號F02F3/00GK202132123SQ20112023898
公開日2012年2月1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