專利名稱：用于單缸或單缸雙作用曲柄圓滑塊機構的活塞及其設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及曲柄圓滑塊機構，具體涉及一種用于單缸或單缸雙作用曲柄 圓滑塊機構的活塞。本發(fā)明同時涉及使用上述活塞的內燃機、壓縮機。
背景技術：
傳統(tǒng)發(fā)動一幾的運動才幾構為曲柄連^干一幾構。在這種運動一幾構下，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)變化的周期性側向力。
由于連桿的存在，曲柄連桿機構內燃才幾存在體積龐大、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燃機"，這種內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 旋轉運動的轉化。
請參看圖1、圖2，分別根據(jù)中國專利文獻CN85100358B說明書圖4、圖 5公開的活塞立體圖繪制。從圖中可以看出，該種內燃機的活塞總成具有冠部 1、導向部2兩個部分，所述冠部1與傳統(tǒng)內燃機的活塞頭作用相同，其頂部 稱為活塞頂，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，在冠部下放，設置所述導向部2， 該導向部2主體部分為薄塊狀，該薄塊的兩個側邊能夠與機體的滑道配合， 稱為導向側面；其平面的中心線上則開有內徑和圓滑塊外徑配合的圓孔，該 圓孔稱為圓滑塊容置孔3。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l的寬度，如圖2。該導向部2又稱為活塞 座。在該專利文獻發(fā)明專利說明書的第4頁還指出，"活塞導向部分還配有一 對內齒圈與曲柄銷上的外齒輪相嚙合組成一對齒輪副"。該內齒圏實際上是為 了克服活點問題設置的，對于多缸機，則無需設置內齒圈。所謂活點問題， 是指曲柄銷運動到90度和270度時，其運動方向不確定的點，上述內齒圈與 曲軸上設置的外齒圏相配合，能夠在活點位置撥動曲軸，使其繼續(xù)向正確的 運動方向運動，這樣就克服了活點問題。
由于該發(fā)動機不使用連桿，其結構也與傳統(tǒng)發(fā)動機不同。沒有連桿，上述活塞沒有設置活塞銷座；由于在該曲柄圓滑塊形式發(fā)動機在運動過程中，
活塞受到的側向力很小，所以，該活塞也沒有在冠部1的活塞環(huán)槽以下部位設置活塞^^君部。
由于上述活塞使用在與傳統(tǒng)發(fā)動機截然不同的場合，其活塞受力和傳統(tǒng)發(fā)動機不同，其承力結構的設計也應當和傳統(tǒng)發(fā)動機不同。
在上述現(xiàn)有技術提供的活塞盡管能夠較好的實現(xiàn)曲柄圓滑塊機構的運動功能，但是，其仍然具有明顯的缺陷。 一個主要的問題是，該活塞的冠部1
和導向部2具有不同的功能，在內燃機運轉的過程中，該內燃機具有不同受力狀況。此外，導向部2上的內齒圈需要實現(xiàn)齒輪副配合，其受力和導向部的其它部位不相同，其對材質的選擇也有其自身的要求，并且，齒圈所占的重量較大，也增加了活塞重量?，F(xiàn)有技術下并沒有提供一個合適的技術方案解決上述問題。
與上述情況相似，在曲柄圓滑塊運動機構用于壓縮機或者在其它可能需要實現(xiàn)直線往復運動到旋轉運動轉化的場合時，現(xiàn)有技術提供的活塞結構也存在類似的問題。
另外一個問題是，上述活塞的導向部上具有曲柄圓滑塊容置孔，造成該孔兩側的導向部腰部過于薄弱，容易在反復運動過程中斷裂。

發(fā)明內容
針對上述缺陷，本發(fā)明解決的技術問題在于，提供一種用于單缸或單缸雙作用曲柄圓滑塊機構的活塞，該活塞便于根據(jù)冠部和導向部的不同情況選擇不同的材質。從而可以根據(jù)兩者的不同工況優(yōu)化設計。本發(fā)明同時提供使用上述活塞的內燃機和壓縮才幾。
本發(fā)明提供的一種用于單缸或單缸雙作用曲柄圓滑塊機構的活塞，該活塞包括分別單獨制成的活塞座、冠部，所述活塞座、冠部各自設置連接結構，并通過連接件相連接；其中，所述活塞座在一端或者兩端設置所述連接結構，相應的，其一端連接冠部或者兩端分別連接冠部；該活塞座上設置有圓滑塊容置孔，該圓滑塊容置孔的一個端面上，設置有分度圓與該圓滑塊容置孔同心的內齒圈或者內齒段；當為內齒段時，該內齒段分為左內齒段、右內齒段兩部分，并設置在該活塞座豎直軸線的左右兩側，每個內齒段的齒數(shù)至少為三個；所述冠部上設置有構成燃燒室下壁的活塞頂以及活塞環(huán)帶。優(yōu)選的，在所述冠部的活塞環(huán)帶對稱設置兩個向下側軸向伸出的條狀的
導向側板，導向側板的外徑面與汽缸內壁配合；所述導向側板上設置有通孔，作為冠部的連接結構；所述活塞座的圓滑塊容置孔上部或上下兩部設置有用于設置所述連接結構的連接架，所述連接架具有側邊，該側邊上設置有螺紋孔或者通孔作為該活塞座的連接結構，該螺紋孔或者通孔與所述冠部導向側4反上的通孔對應。
優(yōu)選的，所述左內齒段、右內齒段以所述圓滑塊容置孔的水平直徑為中心上下對稱。
優(yōu)選的，所述內齒圈或者內齒段與所述活塞座一體制成。
優(yōu)選的，所述內齒圈或者內齒段設置在擋板上，擋板單獨制成，其端面
與所述活塞座端面貼合并連接固定；該擋板和活塞座的連接結構中包括定位結構。
優(yōu)選的，所述擋板具體包括左擋板和右擋板兩塊，所述左內齒段、右內齒段分別設置在左擋板和右擋板上；兩個擋板各自包含與活塞座連接的結構以及定位結構。
優(yōu)選的，所述擋板具體為環(huán)形，所述內齒圏設置在該擋板上；或者，所述左內齒段和右內齒段分別設置在該環(huán)形左側和右側的圓弧上。
優(yōu)選的，所述擋板上的連接結構為該擋板上設置的若干通孔，所述活塞座上的連接結構為與上述擋板上的通孔對應設置的螺紋孔或者鉚釘孔，通過上述對應設置的連接結構，使用螺釘或者鉚釘將擋板和活塞座連接在一起；所述通孔中至少包括兩個定位孔，連接該定位孔的螺釘為定位螺釘；上述定位孔和定位螺^"即為所述定位結構。
優(yōu)選的，所述擋板與活塞座貼合的一面具有外止口，所述圓滑塊容置孔與擋板貼合的一面設置對應的內止口，上述外、內止口相配；擋板和活塞座上還有一個相互配合的定位孔；所述定位結構即包括上述止口和該定位孔。
優(yōu)選的，所述連接結構為在所述圓滑塊容置孔上未安裝擋板的另一面上，相對所述擋板設置的第二擋板；所述連接結構具體是擋板、活塞座、第二擋板上對應設置的若干通孔，使用鉚釘或者螺釘穿過上述通孔，將所述擋板固定在活塞座上。
優(yōu)選的，所述活塞座和所述擋板上設置有相互對應的銷孔，所述定位結構即為該銷孔。優(yōu)選的，當使用于二沖程發(fā)動機時，所述冠部還具有從活塞環(huán)帶開始向下伸出的擋板，該擋板的外徑面與汽缸內壁配合，并在周向上展開設定的角度。
優(yōu)選的，所述冠部上設置有連接兩側的導向側板內壁面和活塞頂內底面的豎版，該豎版大致通過活塞頂?shù)闹睆骄€。
優(yōu)選的，所述豎版的底面為橫截面為條狀的平面；相應的，所述活塞座
優(yōu)選的，所述冠部、活塞座上各自設置相互配合的連接結構，還包括，在所述豎版底面的大致中心位置開設的凹坑，垂直于冠部軸線的第一連接孔貫穿該凹坑左右側；所述活塞座上的連接結構包括，在該活塞座的上平臺表面上設置的向上凸起的凸臺，該凸臺尺寸形狀與所述豎版底面的凹坑相匹配，貫穿該凸臺設置有第二連接孔；連接冠部和活塞座時，將所述凸臺插入所述凹坑，并使活塞座上表面和豎版底面相貼合，此時，所述凹坑上的第一連接孔和所述凸臺上的第二連接孔正好對準，在該位置使用鉚^l丁或者螺栓將冠部和活塞座固定在一起。
優(yōu)選的，當所述活塞用于二沖程內燃機時，該活塞的冠部還具有從活塞環(huán)帶開始向下伸出的擋板，該擋板的外徑面是活塞環(huán)帶外徑面的自然延伸，并在周向上展開設定的角度。
優(yōu)選的，所述冠部只有一個，該活塞還包括獨立制成的活塞鑲塊，所述活塞座未安裝冠部的一側設置用于與該活塞鑲塊連"t妄的連^^妄結構，所述活塞鑲塊上設置與活塞座配合的相應的連接結構， 一個或者若干連接件通過上述相互配合的連接結構，將活塞鑲塊固定在活塞座上未安裝冠部的一端。
本發(fā)明同時提供一種設備，具體而言是內燃機，該內燃機使用上述任一項技術方案所述的活塞。
本發(fā)明還提供另外一種設備，具體而言是空壓機，該空壓機使用上述任一項技術方案所述的活塞。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的用于單缸或單缸雙作用曲柄圓滑塊機構的活塞被分為冠部、活塞座等分別制成的部分，通過在冠部和活塞座對應i殳置的連接結構，可以使用連接件將冠部與活塞座連接為一體，形成完整的活塞。由于采用上述分體式結構，為活塞的各個部分根據(jù)不同的工況采用不同的材料和加工方式提供了可能。例如，冠部可以根據(jù)組成燃燒室內壁的工作
8要求，采用活塞鋁合金，而活塞座則可以采用鋼或者高牌號的球墨鑄鐵，以滿足安裝圓滑塊所需要的耐磨性。上述單缸曲柄圓滑塊機構的活塞座腰部設置有齒段或者齒圈，以便克服活點問題。相比現(xiàn)有技術設置齒圏的方式，本發(fā)明提供的僅僅在腰部設置齒段的方法可以有效的減少齒輪的齒數(shù)，減少了運動干涉，降低加工量以及降低活塞重量。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中，提供了齒圏或者齒段的設置方式。 一種方式是與活塞座一體加工制成，另一種方案是設置擋板，該擋板端面與活塞座端面貼合并連接固定，所述齒圈或者齒座加工在擋板上。使用后一種技術方案，則可以采用不同的材質制造活塞座和齒圈或者齒段，更便于結合不同部位的工況選擇合適的制作材料。另外，該方案還獲得了另外一個優(yōu)點，即擋板對活塞座的腰部產生加強的作用，可以有效延長活塞座的使用壽命。
采用上述活塞后，在活塞發(fā)生損壞時，能夠根據(jù)具體情況替換損壞的零件，無需對活塞整體更換，因此，該組合式活塞還可以有效降低維修成本。


圖1是根據(jù)中國專利文獻CN85100358B說明書圖4繪制的現(xiàn)有技術活塞的立體圖2是根據(jù)中國專利文獻CN85100358B說明書圖5繪制的現(xiàn)有技術活塞的另一個立體圖3是本發(fā)明第一實施例提供的一種用于單缸二沖程汽油發(fā)動機的活塞的剖^見圖4-1是本發(fā)明第一實施例提供的活塞的冠部1的零件正面剖視圖4-2是本發(fā)明第一實施例提供的活塞的冠部1的零件仰視圖5-1是本發(fā)明第一實施例^提供的活塞的活塞座2的零件正浮見圖5-2是本發(fā)明第一實施例提供的活塞的活塞座2的零件右剖視圖5-3是本發(fā)明第一實施例提供的活塞的活塞座2采用內齒段分離形式時
活塞座的零件正視圖5-4是本發(fā)明第一實施例提供的活塞的活塞座2采用內齒段分離形式時
的帶有內齒段的擋板；
圖6是活塞鑲塊4的結構圖。
具體實施例方式
9提供的一種用于單缸二沖程汽油發(fā)
動機的活塞的剖視圖。該活塞包括冠部l、活塞座2、活塞鑲塊4幾個部分，
三零件均獨立制成，并通過設置在各零件上的相互配合的連接結構，以螺釘或者鉚釘?shù)冗B接件固定在一起。以下詳細說明上述各個零件的結構以及材質。
請參看圖4-l、 4-2,其中，圖4-1為本發(fā)明第一實施例提供的活塞的冠部1的零件正面剖視圖；圖4-2為本發(fā)明第一實施例提供的活塞的冠部1的零件的仰^L圖。
所述冠部1與傳統(tǒng)發(fā)動機的活塞頭部的作用相同，如圖所示，該冠部1主體為下底面為開口的圓筒形，其頂面為活塞頂1-6,該活塞頂l-6的上表面構成燃燒室的下底。在本實施例中，根據(jù)燃燒室結構的需要，將該活塞頂1-6上表面設置為中央略為凸起的換形。在其它應用場合，不妨將該活塞頂1-6上表面設置為其它形式。
在冠部1緊鄰活塞頂l-6的柱面的外徑面上設置有若干環(huán)槽，該設置環(huán)槽的區(qū)域稱為活塞環(huán)帶1-10，這些環(huán)槽用于安置氣環(huán)、油環(huán)等。上述結構與傳統(tǒng)發(fā)動機活塞的相應部位基本相同。
與傳統(tǒng)發(fā)動機活塞不同，該活塞的活塞環(huán)帶1-10下并未設置圓柱狀的活塞裙部，但從所述活塞環(huán)帶1-10向下，伸出兩個對稱i殳置的導向側才反1-1。這兩個導向側板1-1為內外徑面都是圓弧的條帶狀體，其外徑面略為突出活塞環(huán)帶l-10外徑面，該外徑面需要與機體汽缸內壁配合。由于所述導向側板l-l的外徑略大于活塞環(huán)帶1-10的外徑，使所述活塞環(huán)帶1-10不會直接和汽缸內壁摩擦，只是在套上活塞環(huán)后，活塞環(huán)和汽缸內壁有摩擦接觸，因此可以減少活塞環(huán)帶l-10位置的磨損，延長活塞使用壽命。在所述兩個導向側板1-1上，均設置沉頭孔1-9。當然該沉頭孔l-9也可以是普通通孔。
上述兩個導向側板l-l中的一個導向側板1-1-1,被一個同樣是向下伸出的擋板l-5包容，該擋板1-5的外徑面與汽缸內壁配合，并其包含所述導向側板1-1-1的外徑面，但是，擋板1-5比導向側板1-1-1薄。在所述擋板1-5內徑面的周向設置有三個周向加強肋1-7以增加擋板1-5的剛度和強度。該擋板1-5的作用是為二沖程發(fā)動機遮擋氣口，因此其向下方延伸的長度以及周向上展開的弧度，都需要根據(jù)遮蔽進氣口的目的設置。當發(fā)動機并非二沖程發(fā)動機時，則無需設置該擋板l-5。為加強該冠部1的剛度和強度，以及為冠部1向活塞座2傳遞爆發(fā)壓力
提供承力面，還設置有連接兩側的導向側板1-1內壁面和活塞頂1-6內底面的豎斗反1-2,該豎寺反1-2大致通過活塞頂1-6的直徑線，其兩側面^f吏用兩個連4妄到活塞頂l-6底面以及活塞環(huán)帶1-10內壁的橫向加強肋1-3進行進一步的加強，形成整體為十字形的加強肋。該豎板l-2底面為橫截面為條狀的平面，在該平面大致中心位置，開有凹坑l-4，垂直于冠部1軸線的第一連接孔l-8貫穿該凹坑1-4的左右側。上述豎板1-2、 4黃向加強肋1-3相互4妻觸的部位以及和其它側面相4妾觸的部位，可以設計圓角過渡，以降低應力集中。
請參看圖5-1、圖5-2,其中，圖5-1示出本發(fā)明第一實施例提供的活塞的活塞座2的零件正i見圖；圖5-2為本發(fā)明第一實施例提供的活塞的活塞座2的零件右剖碎見圖。圖中該活塞座2的豎直軸線與活塞運動方向一致。
所述活塞座2又可稱為導向部，其主體為具有一定厚度的框架機構，其基本作用是為圓滑塊提供圓滑塊容置孔3，承受來自所述冠部1的作用力，與冠部1共同運動。
該活塞座2包括圓滑塊容置孔3、連接架；所述連接架設置在圓滑塊容置孔3的圓周外，提供該活塞座2與其他零件的連接結構，以及接受來自冠部推動力的承力面等結構。
本實施例中，所述連接架包括圓滑塊容置孔3上部左右對稱結構的肩部2-1以及圓滑塊容置孔3下部左右對稱結構的下角2-2。
所述圓滑塊容置孔3用于容置圓滑塊的圓框，其內徑面才艮據(jù)安裝圓滑塊的需求設置，該內徑的尺寸不僅要求能夠容置圓滑塊，而且要安置相應的軸承或者軸瓦；該圓滑塊容置孔3的外徑長度決定該活塞座2的寬度，其外徑至少小于內燃機汽缸的內徑，以免工作時產生干涉。在該圓滑塊容置孔3其中一個端面上，設置有分度圓與該圓滑塊容置孔3同心的內齒段2-3,該內齒段2-3分為左右兩部分，分別稱為左內齒段2-3-1和右內齒段2-3-2。上述左內齒段2-3-1和右對齒段2-3-2對稱設置在該活塞座2豎直軸線的兩側，并且兩者均以圓滑塊容置孔3的水平方向的直徑為中心線上下對稱。上述內齒賴二2-3的作用是與曲軸的曲柄銷上的外齒段配合，克服活點問題。為了實現(xiàn)其功能，上述內齒段2-3至少具有三個齒。在未布置內齒段2-3的相對的另一個端面上，設置有容置孔端面擋板2-4。設置上述內齒段而不是設置內齒圈的原因是，該內燃機運動時，僅僅在活點位置才需要內齒輪和曲軸曲柄銷上的外齒 輪配合，因此可以只在活塞腰部位置設置齒段，確保處于活點時曲軸曲柄銷 獲得齒輪推動即可。這一技術于現(xiàn)有設置完整的齒圏的技術方案相比，無疑 減少了運動干涉，節(jié)省了材料。
所述肩部2-1為兩個肩部側面2-1-1和連接肩部側面2-1-1上頂?shù)纳掀脚_ 2-1-2構成的框架，該框架和所述圓滑塊容置孔3框架之間具有一定的間隙。 所述上平臺2-l-2可以設計為距離圓滑塊容置孔3頂部具有一定距離，這時， 在圓滑塊容置孔3頂部到上平臺2-1-2之間需要設置支撐柱，以符合強度要求。 在本實施例中，該上平臺2-l-2設計為與圓滑塊容置孔3的上頂面相切，無需 設置支撐柱。所述上平臺2-1-2的上表面為該活塞座2的上表面，該上平臺 2-1-2的上表面要求能夠與所述冠部1的豎版1-2的底面相配合，在上平臺 2-1-2的中間位置設置有向上凸起的凸臺2-1-3,該凸臺2-1-3的寬度、厚度和 截面形狀與冠部1的豎板l-2底面的凹坑l-4相匹配；貫穿該凸臺2-1-3，設 置有第二連"l妄孔2-1-4,該第二連4矣孔2-1-4與所述第一連4妻孔1-8相匹配。 左右兩個肩部2-l的肩部側面2-1-1之間的距離略小于所述圓滑塊容置孔3的 寬度，所述肩部側面2-1-1的外部輪廓形狀和導向側板1-1的內徑面相配合， 在每個肩部側面2-l-l，設置有與冠部1的沉頭孔1-9對應的肩側螺紋孔2-1-5。 在肩部1-13與所述圓滑塊容置孔3之間的空隙位置，可以根據(jù)需要設置若干 加強肋(圖未示)。
所述下角2-2包括兩個下部側面2-2-1和連接兩個下部側面的底板2-2-2。 下角2-2與所述圓滑塊容置孔3之間沒有間隙，其底板2-2-2的下表面與所述 圓滑塊容置孔3的下底之間的距離較小。在所述底板2-2-2的中心位置，設置 有底面螺紋孔2-2-3，在下部側面2-2-1則對稱設置有側面螺紋孔2-2-4。
在上述活塞座2中，內齒段2-3直接制作在所述活塞座2上，這種結構比 較筒單，但是，內齒段2-3在工作中的受力狀況與該活塞座2的其他部分相比 有其自身的特點，例如，內齒段2-3在運動過程中受到更多的磨損，可能需要 采用更為耐磨的材料，而活塞座2由于是活塞中占據(jù)大部分重量的部位，要 求重量較輕以減輕往復慣性，上述不同要求使其對材料的選擇有明顯差別。 另外，內齒段2-3所在位置實際上是活塞座2最為薄弱的腰部，在活塞不斷往 復運動的情況下，該部位易于斷裂。如果在該部位直接加工齒段，則會使部位更加薄弱。為此，可以考慮單獨制作內齒段2-3。請參看圖5-3，該圖示 出內齒段2-3單獨制成的活塞座2，該活塞座2可以視為圖5-1、圖5-2所示 的本實施例基本形式的活塞座2基礎上的一個變形。從圖中可以，該活塞座2 沒有直接設置內齒段2-3。該活塞座2的一個端面上，在所述圓滑塊容置孔3 的頂部和兩角的位置，分別設置了擋板安裝孔2-5，該擋板安裝孔2-5為螺釘 孔或者鉚釘孔。請參看圖5-4,該圖示出一個擋板2-6,該擋板2-6為圓環(huán)形， 并且在內圈上制有內齒段2-3，該擋板2-6設置有三個耳板2-7，每個耳板2-7 上都設置有擋板通孔2-7-1,這些擋板通孔2-7-1分別對應于活塞座2上的擋 板安裝孔2-5設置，將該擋板2-6與所述活塞座2—側端面貼合，并使所述擋 板通孔2-7-1與活塞座2上的擋板安裝孔2-5相對，則可以通過螺栓和螺母或 鉚釘將擋板2-6固定在活塞座2的一個端面上，并且，該擋板2-6上的內齒段 2-3位于活塞座2的豎直軸線的左右兩側。由于內齒l殳2-3在活塞座2上的位 置有嚴格的要求，因此，上述擋板安裝孔2-5中，至少兩個為定位孔，以對擋 板2-6準確定位。安裝時也要注意采用定位螺栓4'定在辨《廠將上述擋板2-6固 定在活塞座2的端面上。當然，為了實現(xiàn)擋板2-6的準確定位，也可以設置專 門的定位銷孔，并使用定位銷進行定位。這時，所述擋板安裝孔2-5可全部是 普通螺紋孔，使用螺栓或螺釘將擋板和活塞座連接在一起。
這種變形設計中，擋板2-6可以采用與活塞座2不同的材料制成，例如， 活塞座2采用密度較小的鋁合金材料，而擋板2-6采用更為耐磨的鋼材料，這 樣就可以很好的兼顧兩方面的要求。另外，安裝后，該擋板2-6遮住圓滑塊容 置孔3孔口邊緣的一部分，可以到對圓滑塊容置孔3中的軸岸義起軸向定位作 用。該擋板2-6的安裝位置還可以使其有效加強活塞座2的腰部的強度，避免 該薄弱部位引起活塞座2的斷裂。
上述采用擋板2-6的活塞座形式還可以進一步變化，例如，為了減少活塞 整體重量，可以將擋板2-6制成左右兩塊，分別在其上設置左內齒4殳2-3-1和 右內齒段2-3-2,兩者分別通過各自的定位孔固定在活塞座2上。另外一種可 能的變形是，所述擋板2-6的整個內徑上設置有一圈內齒，形成一個完整的內 齒圈。
另外，為了便于安裝和定位，所述擋板2-6與所述活塞座2端面配合的一 面上還可以設置外止口 ，相應的，所述活塞座2的圓滑塊容置孔3上設置內
13止口，這樣，安裝擋板2-6時，就可以以止口定位， -使安裝更為方^f更。此時，
擋板2-6和活塞座2之間的定位結構只需要再設置一個定位孔即可。
除了上述可能的技術選擇外，當活塞座2采用鋁合金制造，而所述擋板 2-6采用鋼鐵材料制成，所述擋板2-6不能直接安裝在鋁合金材料上。此時， 可以采用以下方式解決在所述圓滑塊容置孔3上與安裝擋板2-6的一面相對 的一面上，相對所述擋板2-6設置鋼鐵材料制成的第二擋板(圖未示)。此時， 所述活塞座2上的擋板安裝孔2-5為通孔，第二擋板上對應擋板安裝孔2-5的 位置設置有連接用通孔。這樣，可通過穿過擋板通孔2-7-1、擋板安裝孔2-5、 第二擋板上連接用通孔的鉚釘或者螺釘，對所述擋板2-6進行固定。這樣可以 解決鋁合金材料過軟不能以對擋板2-6有效固定的問題。在一些情況下，所述 第二擋板的作用也可以用與擋板2-6所在面相對一面上并位于擋板安裝孔2-5 孔口的墊片代替。
請參看圖6，該圖示出活塞鑲塊4的結構，該活塞鑲塊4為長條的U型， 其底板設置有底面沉孔4-1,其兩側面設置有側面沉孔4-2。
請再次參看圖3，該圖示出上述冠部l、活塞座2、活塞鑲塊4組合在一 起形成的活塞總成。組合時，在冠部1與活塞座2兩者位于正確的配合角度 時，活塞座2的上平臺2-1-2上的凸臺2-1-3恰好能夠進入冠部1的所述豎板
1- 12底部的凹坑1-4中，在兩者配合后，并使所述冠部1的豎板1-2的底面與 所述活塞座2的上平臺1-12的上表面相貼合，此時，凹坑2-1-3的第一連接 孔1-8和凸臺2-1-3上的第二連接孔2-1-4正好對準，可以通過鉚釘7在該位 置將冠部1和活塞座2鉚接在一起。在該正確的安裝位置，導向側板1-1與活 塞座2的肩部側面2-1-1正好相配，并且，所述導向側板1-1上的的沉頭孔1-9 與活塞座2的肩部側面2-1-1上的肩側螺紋孔2-1-5對準，可以使用螺釘6將 兩者連接在一起，該螺釘6能夠牢靠的固定冠部1和活塞座2之間的周向位 置關系。所述活塞鑲塊4的底板上表面與所述下角2-2的底板2-2-2的下表面 相對，此時，活塞鑲塊4上的所述底面沉孔4-l與所述底板2-2-2底面螺紋孔
2- 2-3相對；活塞4裏塊4的兩側面內徑面分別與所述下角2-2的兩個下部側面 2-2-1外徑面相對，并且，活塞鑲塊4兩側面的側面沉孔4-2與所述下部側面 2-2-1的側面螺紋孔相對，通過螺釘可以將活塞鑲塊4牢靠的固定在所述活塞 座2的底部。當采用上述內齒段2-3設置在擋板2-6上的形式時，還需要首先將擋板 2-6安裝在活塞座2上。
上述活塞由于分成幾個部分制作，各個部分可以分別使用最合適的材料， 避免采用整體式活塞造成的材料選用不能適應各個部分的不同工況的問題， 例如，所述冠部1可以采用適合作為燃燒室壁的活塞鋁合金制作，所述活塞 座2可以采用鋼或者高牌號的球墨鑄鐵制作，以使其具有較好的耐磨性，避 免圓滑塊在其內徑面旋轉而磨損。并且，經過適當?shù)臒崽幚碇?，活塞? 的圓滑塊容置孔3內壁可以具有足夠的硬度，可以直接作為軸承的外圏，這 樣可以直接在圓滑塊容置孔3的內壁上布置滾針或者滾柱，解決小功率內燃 機或者空壓機中，圓滑塊容置孔3直徑小，不易選擇軸承的問題。當內齒段 2-3設置在擋板2-6上時，所述的擋板2-6可以選擇適合加工內齒圈的材料， 或者選擇可以起到加強腰部強度的材料。所述活塞鑲塊4可以根據(jù)需要選擇 鋁合金或者其他材料制作，其作用加強活塞底部的強度以及實現(xiàn)活塞整體的 重量平衡?；钊倝K4并非必須的零件，完全可以不4吏用。
活塞座2還可以兩頭均設計為連接冠部1的結構，裝配時，在其兩頭均 安裝冠部l，這時，該活塞為單缸雙座用活塞，即兩頭的冠部在內燃機機體中 的不同的缸體內運動。只有在采用曲柄圓滑塊機構的內燃機或者壓縮機中，
才可能使用這種在一個活塞上設置兩個冠部的形式。使用該活塞時，其運動 規(guī)律與單缸活塞相似，也需要安裝內齒圏解決活點問題，該種活塞稱為單缸
雙座用活塞。對于此種活塞，同樣可以將內齒段設置在一個可以分離的擋板上。
在上述實施例中提供的冠部和活塞座的連接方式只是可以選擇的連接方 式中的一種，實際上，根據(jù)不同的情況，可以選擇不同的結構實現(xiàn)冠部和活 塞座的連接。例如使用在壓縮機上時，由于不需要傳遞巨大的爆發(fā)壓力，可 以不設置冠部豎板和活塞座凸臺的相互連接形式，只需要導向側板和活塞座 肩部側面上相互配合的連接孔即可實現(xiàn)冠部和活塞座的有效連接。
另外的可能的變形是，為了減少活塞的重量，考慮到冠部的豎板中間的 一些部位對活塞強度的貢獻不大，可以在強度許可的情況下，在豎板的適當 位置設置若干去重孔。另外，為了提高活塞的強度，可以根據(jù)具體情況，選 擇不同形式的加強肋，例如，在冠部的活塞頂?shù)酌娌课辉O置米字形而不是上述第一實施例的十字形的加強肋，這種加強肋可以進一步增加活塞的強度。 當然，在現(xiàn)有技術范圍內還可以采用其它各種形式的加強肋達到相同的效果。 將上述活塞用于內燃機或者壓縮機，可獲得使用上述活塞的內燃機或者 壓縮才幾的實施例。
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，還可以估丈出若干改進和潤 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、一種用于單缸或單缸雙作用曲柄圓滑塊機構的活塞，其特征在于，該活塞包括分別單獨制成的活塞座、冠部，所述活塞座、冠部各自設置連接結構，并通過連接件相連接；其中，所述活塞座在一端或者兩端設置所述連接結構，相應的，其一端連接冠部或者兩端分別連接冠部；該活塞座上設置有圓滑塊容置孔，該圓滑塊容置孔的一個端面上，設置有分度圓與該圓滑塊容置孔同心的內齒圈或者內齒段；當為內齒段時，該內齒段分為左內齒段、右內齒段兩部分，并設置在該活塞座豎直軸線的左右兩側，每個內齒段的齒數(shù)至少為三個；所述冠部上設置有構成燃燒室下壁的活塞頂以及活塞環(huán)帶。
2、 根據(jù)權利要求1所述的用于單缸或單缸雙作用曲柄圓滑塊機構的活塞， 其特征在于，在所述冠部的活塞環(huán)帶對稱設置兩個向下側軸向伸出的條狀的 導向側板，導向側板的外徑面與汽缸內壁配合；所述導向側板上設置有通孔， 作為冠部的連接結構；所述活塞座的圓滑塊容置孔上部或上下兩部設置有用 于設置所述連接結構的連接架，所述連接架具有側邊，該側邊上設置有螺紋 孔或者通孔作為該活塞座的連接結構，該螺紋孔或者通孔與所述冠部導向側 板上的通孔對應。
3、 根據(jù)權利要求1或者2所述的用于單缸或單缸雙作用曲柄圓滑塊機構 的活塞，其特征在于，所述左內齒段、右內齒段以所述圓滑塊容置孔的水平 直徑為中心上下對稱。
4、 根據(jù)權利要求1或者2所述的用于單缸或單缸雙作用曲柄圓滑塊機構 的活塞，其特征在于，所述內齒圈或者內齒段與所述活塞座一體制成。
5、 根據(jù)權利要求1或者2所述的用于單缸或單缸雙作用曲柄圓滑塊機構 的活塞，其特征在于，所述內齒圏或者內齒段設置在擋板上，擋板單獨制成， 其端面與所述活塞座端面貼合并連接固定；該擋板和活塞座的連接結構中包 括定位結構。
6、 根據(jù)權利要求5所述的用于單缸或單缸雙作用曲柄圓滑塊機構的活塞， 其特征在于，所述擋板具體包括左擋板和右擋板兩塊，所述左內齒段、右內 齒段分別設置在左擋板和右擋板上；兩個擋板各自包含與活塞座連接的結構 以及定位結構。
7、 根據(jù)權利要求5所述的用于單缸或單缸雙作用曲柄圓滑塊機構的活塞， 其特征在于，所述擋板具體為環(huán)形，所述內齒圈設置在該擋板上；或者，所述左內齒段和右內齒段分別設置在該環(huán)形左側和右側的圓弧上。
8、 根據(jù)權利要求5所述的用于單缸或單缸雙作用曲柄圓滑塊機構的活塞， 其特征在于，所述擋板上的連接結構為該擋板上設置的若干通孔，所述活塞 座上的連接結構為與上述擋板上的通孔對應設置的螺紋孔或者鉚釘孔，通過上述對應設置的連接結構，使用螺釘或者鉚釘將擋板和活塞座連接在一起； 所述通孔中至少包括兩個定位孔，連接該定位孔的螺釘為定位螺釘；上述定 位孔和定位螺釘即為所述定位結構。
9、 根據(jù)權利要求5所述的用于單缸或者單缸雙作用曲柄圓滑塊機構的活 塞，其特征在于，所述擋板與活塞座貼合的一面具有外止口，所述圓滑塊容 置孔與擋板貼合的一面設置對應的內止口，上述外、內止口相配；擋板和活 塞座上還有一個相互配合的定位孔；所述定位結構即包括上述止口和該定位 孔。
10、 根據(jù)權利要求5所述的用于單缸或者單缸雙作用曲柄圓滑塊機構的 活塞，其特征在于，所述連接結構為在所述圓滑塊容置孔上未安裝擋板的另 一面上，相對所述擋板設置的第二擋板；所述連接結構具體是擋板、活塞座、 第二擋板上對應設置的若干通孔，使用鉚釘或者螺釘穿過上述通孔，將所述 擋板固定在活塞座上。
11、 根據(jù)權利要求5所述的用于單缸或單缸雙作用曲柄圓滑塊機構的活 塞，其特征在于，所述活塞座和所述擋;tl上設置有相互對應的銷孔，所述定 位結構即為該銷孔。
12、 根據(jù)權利要求1或者2所述的用于單缸或單缸雙作用曲柄圓滑塊機 構的活塞，其特征在于，當使用于二沖程發(fā)動機時，所述冠部還具有從活塞 環(huán)帶開始向下伸出的擋板，該擋板的外徑面與汽缸內壁配合，并在周向上展 開設定的角度。
13、 根據(jù)權利要求1或者2所述的用于單缸或單缸雙作用曲柄圓滑塊機 構的活塞，其特征在于，所述冠部上設置有連接兩側的導向側板內壁面和活 塞頂內底面的豎版，該豎版大致通過活塞頂?shù)闹睆骄€。
14、 根據(jù)權利要求1或者2所述的用于單缸或單缸雙作用曲柄圓滑塊機 構的活塞，其特征在于，所述豎版的底面為橫截面為條狀的平面；相應的， 所述活塞座的上表面為具有與該豎版底面相配合的上表面的上平臺。
15、 根據(jù)權利要求1或者2所述的用于單缸或單缸雙作用曲柄圓滑塊機構的活塞，其特征在于，所述冠部、活塞座上各自設置相互配合的連接結構， 還包括，在所述豎版底面的大致中心位置開設的凹坑，垂直于冠部軸線的第一連接孔貫穿該凹坑左右側；所述活塞座上的連接結構包括，在該活塞座的 上平臺表面上設置的向上凸起的凸臺，該凸臺尺寸形狀與所述豎版底面的凹 坑相匹配，貫穿該凸臺設置有第二連接孔；連接冠部和活塞座時，將所述凸 臺插入所述凹坑，并^f吏活塞座上表面和豎版底面相貼合，此時，所述凹坑上 的第一連接孔和所述凸臺上的第二連接孔正好對準，在該位置使用鉚釘或者 螺栓將冠部和活塞座固定在一起。
16、 根據(jù)權利要求1或者2所述的用于單缸或單缸雙作用曲柄圓滑塊機 構的活塞，其特征在于，當所述活塞用于二沖程內燃機時，該活塞的冠部還 具有從活塞環(huán)帶開始向下伸出的擋板，該擋板的外徑面是活塞環(huán)帶外徑面的 自然延伸，并在周向上展開設定的角度。
17、 根據(jù)權利要求1或者2所述的用于單缸或單缸雙作用曲柄圓滑塊機 構的活塞，其特征在于，所述冠部只有一個，該活塞還包括獨立制成的活塞 鑲塊，所述活塞座未安裝冠部的一側設置用于與該活塞鑲塊連接的連4妄結構， 所述活塞鑲塊上設置與活塞座配合的相應的連接結構， 一個或者若干連4妻件 通過上述相互配合的連接結構，將活塞鑲塊固定在活塞座上未安裝冠部的一
18、 一種設備，具體而言是內燃機，其特征在于，使用上述權項1-權項 17任一項所述的活塞。
19、 一種設備，具體而言是空壓機，其特征在于，使用上述權項1-權項 17任一項所述的活塞。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于單缸或單缸雙作用曲柄圓滑塊機構的活塞，該活塞包括分別單獨制成的活塞座、冠部，所述活塞座、冠部各自設置連接結構，并通過連接件相連接；其中，所述活塞座在一端或者兩端設置所述連接結構，相應的，其一端連接冠部或者兩端分別連接冠部；該活塞座上設置有圓滑塊容置孔，該圓滑塊容置孔的一個端面上，設置有分度圓與該圓滑塊容置孔同心的內齒圈或者內齒段；當為內齒段時，該內齒段分為左內齒段、右內齒段兩部分，并設置在該活塞座豎直軸線的左右兩側，每個內齒段的齒數(shù)至少為三個；所述冠部上設置有構成燃燒室下壁的活塞頂以及活塞環(huán)帶。本發(fā)明為單缸或者單缸雙作用活塞提供了一種組合式活塞。
文檔編號F16J1/00GK101655154SQ200910087189
公開日2010年2月24日 申請日期2009年6月10日 優(yōu)先權日2009年6月10日
發(fā)明者明 黎, 黎正中 申請人:北京中清能發(fā)動機技術有限公司