CN102817996A - 一种用于曲柄圆滑块机构的轴承盖及其内燃机、压缩机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于曲柄圆滑块机构的轴承盖，该轴承盖和机体配合形成支撑该曲柄圆滑块机构的完整的机体，在该轴承盖上为活塞往复运动提供的腔室的两侧设置有跑道，该些跑道用于为曲柄圆滑块机构的活塞下部的导轨面提供往复运动的导向轨道。该轴承盖能够解决活塞运动的下部往复运动导向问题，使活塞往复运动平稳进行。本发明同时提供使用该轴承盖的内燃机，以及使用该轴承盖的压缩机。

Description

一种用于曲柄圆滑块机构的轴承盖及其内燃机、压缩机

技术领域

本发明涉及曲柄圆滑块机构，具体是一种用于曲柄圆滑块机构的轴承盖。本发明同时提供使用上述轴承盖的内燃机，以及使用上述轴承盖的压缩机。 

背景技术

在传统的内燃机中，通过曲柄连杆机构将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动，进而由该曲轴驱动相应的运动部件，对外输出动力。而在传统的压缩机中，也具有曲柄连杆机构，通过该曲柄连杆机构将曲轴的旋转运动转换为活塞的往复运动，由该活塞对气缸内的空气进行压缩。然而，在所述的曲柄连杆机构中，由于连杆的存在，曲柄连杆机构的内燃机和压缩机具有体积庞大、笨重、平衡性能差等缺陷。 

为解决上述问题，审定公告日为1988年1月13日、公告号为CN85200358B的中国专利公开了一种“曲柄圆滑块往复活塞式内燃机”；审定公告日为1988年12月14日、公告号为CN85100359B的中国专利公开了一种“曲柄圆滑块往复活塞式压缩机”；授权公告日为2001年6月27日、授权公告号为CN1067741C的中国专利公开了一种“曲柄双圆滑块往复活塞式内燃机”；授权公告日为2001年6月27日、授权公告号为CN1067742C的中国专利公开了一种“曲柄多圆滑块往复活塞式内燃机”。 

上述中国专利公开的内燃机和压缩机共同特点是其中的往复运动与旋转运动的转换机构中，用曲柄圆滑块机构取代了曲柄连杆机构。该机构包括活塞、圆滑块、曲轴；所述活塞包括活塞头部和活塞座，活塞座上设置有圆滑块容置孔，所述圆滑块上设置偏心孔。 

装配时，将圆滑块置于所述的圆滑块容置孔中，圆滑块可在所述圆滑块容置孔中转动；曲轴的曲柄销装配于所述的偏心圆孔中，曲柄销可以在所述偏心圆孔中转动。 

工作时，对于内燃机而言，燃烧室中的燃烧气体膨胀推动活塞运动，通过活塞带动设置于其中的圆滑块做往复运动，而圆滑块在所述活塞中同时做旋转运动，所述往复运动与旋转运动的合成使得圆滑块上的偏心圆孔的中心轴线绕曲轴的中心轴线做旋转运动；而所述偏心圆孔的中心轴线与曲轴的曲柄销的轴线重合，从而可实现活塞的往复运动到曲轴的旋转运动的转换。压缩机工作时 是曲轴的旋转运动到活塞的往复运动的转换，原理同上。 

上述的曲柄圆滑块机构中，活塞的往复运动需要往复运动轨道支撑，与曲柄连杆机构不同，在曲柄圆滑块机构中，活塞的下部设置有导轨面，该导轨面也需要获得往复运动轨道的导向，才能保证活塞的往复运动平稳进行。而现有技术的机体在该位置难以设置往复运动轨道。 

发明内容

本发明提供一种用于曲柄圆滑块机构的轴承盖，该轴承盖能够与曲柄圆滑块机构的机体主体固定配合，形成完整的机体，并且为活塞下部导轨面提供往复运动的轨道。 

本发明提供一种用于曲柄圆滑块机构的轴承盖，该轴承盖和机体配合形成支撑该曲柄圆滑块机构的完整的机体，在该轴承盖上为活塞往复运动提供的腔室的两侧设置有跑道，该些跑道用于为曲柄圆滑块机构的活塞下部的导轨面提供往复运动的导向轨道。 

优选的，所述的跑道为分离式跑道。 

优选的，所述跑道在垂直于其所支撑的活塞的往复运动方向的延伸方向上呈弧形面。 

优选的，该轴承盖所用于的曲柄圆滑块机构为双缸曲柄圆滑块机构，并且采用两个单圆滑块机构并列形成；该轴承盖上设置左、右、中间三个轴承座，在所述中间轴承座两侧设置与机体配合的内齿圈定位机构。 

优选的，所述内齿圈定位机构包括从外向内开设的螺纹孔，该螺纹孔的位置正对所述内齿圈外径面的环槽位置。 

本发明提供一种曲柄圆滑块内燃机，该内燃机的轴承盖采用上述任意一项技术方案所述的轴承盖。 

本发明提供一种曲柄圆滑块压缩机，该压缩机的轴承盖采用上述任意一项技术方案所述的轴承盖。 

本发明提供用于曲柄圆滑块机构的轴承盖，该轴承盖的为活塞往复运动提供的腔室的两侧设置有跑道，该些跑道为曲柄圆滑块机构的活塞下部的导轨面提供往复运动的导向。该轴承盖使曲柄圆滑块机构的活塞能够获得较好的运动支撑，其往复运动能够更加平稳。 

附图说明

图1为本发明实施例提供的曲柄圆滑块机构的结构立体图之一； 

图2为本发明实施例提供的曲柄圆滑块机构的结构立体图之二； 

图3为本发明实施例提供的曲柄圆滑块机构的曲轴立体图； 

图4为本发明实施例提供的曲柄圆滑块机构的曲轴的中间曲柄的立体图； 

图5为本发明实施例提供的曲柄圆滑块机构的曲轴的第一曲轴段的立体图； 

图6为本发明实施例提供的曲柄圆滑块机构的活塞的立体图之一； 

图7为本发明实施例提供的曲柄圆滑块机构的活塞的立体图之二； 

图8为本发明实施例提供的曲柄圆滑块机构的活塞的活塞杆立体图； 

图9为本发明实施例提供的曲柄圆滑块机构的第一圆滑块的立体图之一； 

图10为本发明实施例提供的曲柄圆滑块机构的第一圆滑块的立体图之二； 

图11为本发明实施例提供的曲柄圆滑块机构的内齿圈的立体图之一； 

图12为本发明实施例提供的曲柄圆滑块机构的内齿圈的立体图之二； 

图13为本发明实施例提供的曲柄圆滑块机构的机体的立体图； 

图14为本发明实施例提供的曲柄圆滑块机构的轴承盖的立体图。 

具体实施方式

请参看图1，该图为本发明实施例提供的用于曲柄圆滑块机构的轴承盖所应用的曲柄圆滑块机构的结构立体图之一；请同时参看图2，该图为该曲柄圆滑块机构的结构立体图的之二。 

如图1、图2所示，该曲柄圆滑块机构包括第一活塞1、第二活塞2、曲轴3、第一圆滑块4、第二圆滑块5、第一内齿圈6、第二内齿圈7。以下分别介绍上述各元件。 

请参看图3，该图示出所述曲轴3的结构。 

如图所示，该曲轴3为一个分离式曲轴，包括第一曲轴段3-1、第二曲轴段3-2以及中间曲柄3-3。 

请参看图4，该图为中间曲柄3-3的立体图。由图4可以看出，所述中间曲柄3-3为一个扁圆柱体，其上设置两个呈180°相位角的第一轴孔3-3-1和第二轴孔3-3-2，所述第一轴孔3-3-1在图示的左侧和所述第一曲轴段曲柄配合端配合，所述第二轴孔3-3-2在图示的右侧和所述第二曲轴段曲柄配合端配合。图中示出，所述第二轴孔3-3-2与第二轴段曲柄配合端配合的端面上，其孔口设置一圈凸台3-3-3，凸台上设置三个均布的油槽3-3-4，作为润滑油通道。同样的，所述第一轴孔3-3-1与第一曲轴段曲柄配合端配合的端面上，其孔口设置一圈凸台(图未示出)，凸台上设置三个均布的油槽(图未示出)，作为润滑油通道。 

请参看图5，该图为所述第一曲轴段3-1的立体图。可以看出，该第一曲轴段3-1为一个单拐，该单拐包括曲柄销3-1-1和主轴颈3-1-2；所述主轴颈3-1-1在整机组装完成后，通过轴承支撑在机体的轴承支撑孔上；所述曲柄销3-1-2的末端为所述的与中间曲柄3-3的第一轴孔3-3-1配合的第一曲轴段曲柄配合端3-1-3。该第一曲轴段曲柄配合端3-1-3与所述中间曲柄3-3的第一轴孔3-3-1之间的连接，在本实施例中采用过盈配合实现；实际上，也可以采用分别设置在第一曲轴段曲柄配合端3-1-3和所述中间曲柄的第一轴孔3-3-1上的相互配对的半孔，利用插入上述半孔中的销子实现配合。 

所述中间曲柄3-3的第二轴孔3-3-2与所述第二曲轴段3-2之间的配合同样采用上述结构。 

最终，上述第一曲轴段3-1、第二曲轴段3-2分别从所述中间曲柄3-3的左右端面分别与第一轴孔3-3-1、第二轴孔3-3-2配合，形成了完整的曲轴。 

请参看图6，该图示出活塞的立体图。请参看图7，该图为活塞的另一角度的立体图。 

所述第一活塞1和第二活塞2具有完全相同的结构，在此以第一活塞1(简称活塞1)为例统一介绍。 

所述活塞1包括活塞头部1-1、活塞杆1-2和活塞销1-3。 

所述活塞头部1-1与普通的曲柄连杆机构的活塞结构基本相同，为一个向下开口的筒形体，从其侧面下端面设置一对相对的向下伸出的侧向导轨1-1-1；该活塞头部1-1的壁面上设置有与活塞销1-3配合的活塞销孔1-1-2。 

图8为活塞杆1-2的立体图。所述活塞杆1-2上端为活塞杆小头1-2-1，该活塞杆小头1-2-1与曲柄连杆机构中的连杆小头相仿，为一个穿过活塞销1-3的圆孔；所述活塞杆1-2的中间为截面呈工字型的连接杆1-2-2，该连接杆1-2-2的下端连接圆滑块容置部1-2-3.该圆滑块容置部1-2-3整体为一个薄板状，其上设置有圆滑块容置孔1-2-4，在圆滑块容置孔1-2-4左右两侧，设置导轨面1-2-5。该导轨面1-2-5需要获得往复运动轨道的支撑，才能使整个活塞平稳运动。所述圆滑块容置孔1-2-4的内径面通过滚动轴承或者滑动轴承安置圆滑块。 

如图7所示，活塞销1-3穿过所述活塞头部1-1的活塞销孔1-1-2以及活塞杆1-2的活塞杆小头1-2-1，将该活塞头部1-1和活塞杆1-2连接为一体，形成一个完整的活塞1。该活塞1相对于传统的曲柄连杆机构而言，同时起到活塞和部分的连杆的作用。 

请参看图9，该图为第一圆滑块4的立体图。由于第一圆滑块4和第二圆滑块5的结构完全相同，在此仅以第一圆滑块4(以下简称圆滑块4)为例介绍圆滑块的结构。请同时参看图10，该图为第一圆滑块4的另一个角度的立体图。 

所述圆滑块4包括主体部4-1和外齿轮凸出部4-2。所述主体部4-1为圆柱形薄块，其上设置偏心距为e的偏心孔4-3。从所述偏心孔4-3向外伸出外齿轮凸出部4-2，该外齿轮凸出部4-2包括筒状伸出的连接部4-2-1和在末端的外齿轮4-4，所述连接部4-2-1的内径面轴线与所述偏心孔4-3的轴线同轴，其内径尺寸足以通过曲轴3的曲柄销3-1-3。所述外齿轮4-4的分度圆圆心在连接部4-2-1的内径面轴线上。 

请参看图11，该图为本发明实施例的第一内齿圈6的立体图。该第一内齿圈6和所述第二内齿圈7完全相同，此处以第一内齿圈6(以下简称为内齿圈6)为例对内齿圈进行说明。请同时参看图12，该图为所述第一齿圈6的另一角度的立体图。 

该内齿圈6为内径设置一圈内齿6-1的元件，该内齿6-1与所述圆滑块4的外齿轮4-4相啮合，并且内齿6-1与圆滑块的外齿轮4-4的齿数比为2∶1。该内齿圈6的外径面上包括轴向上的三个不同尺寸的外径段，即第一外径段6-2、第二外径段6-3、第三外径段6-4；其中第一外径段6-2直径最大，第二外径段6-3直径最小，第三外径段的直径居于上述第一外径段6-2和第二外径段6-3之间。上述第一外径段6-2和第三外径段6-4居于该内齿圈轴向上左右两端，所述第二外径段6-2处于中间，形成一个夹槽。上述外径面的结构与机体的内齿圈定位结构配合，以便实现对该内齿圈6的轴向和径向定位。 

上述内齿圈和对应的圆滑块的外齿轮相配合，形成行星齿轮。 

请参看图13，该图为本实施例使用的机体A的立体图。该图主要示出该机体底面结构，该底面为机体的曲轴通过孔的上半部分。 

如图所示，该机体存在两个相互平行的往复运动轨道(即气缸)，即第一往复运动轨道C和第二往复运动轨道D。这两个往复运动轨道在垂直方向上布置。该机体的曲轴通过孔两端设置有左轴承孔A-1，右轴承孔A-2以及中间轴承孔A-3；在所述中间轴承孔A-3两侧设置内齿圈定位结构A-4，该内齿圈定位结构A-4的内径和所述内齿圈的第三外径段6-4相配合，形成对内齿圈的径向定位；同时，通过该内齿圈定位结构A-4与所述中间轴承孔A-3两者之间的台阶面，以及内齿圈6上第一外径段6-2与第三外径段6-4的台阶面相配合，还形成了对 内齿圈6的轴向定位。 

请同时参看图14，该图为本实施例使用的轴承盖B的结构图，该轴承盖B能够和所述机体A的底面配合，对上述机体A下部进行封闭，形成双缸曲柄圆滑块机构的完整机体。图中示出，该轴承盖B中设置有与上述机体下底面结构对应的左轴承孔B-1、右轴承孔B-2以及中间轴承孔B-3，以及内齿圈定位结构B-4。将该轴承盖B安装在机体A底面，则能够形成完整的轴承孔和内齿圈定位结构。在该轴承盖B中，在为活塞往复运动提供的腔室的两侧，还设置有跑道B-5，对应两个活塞，共设置有跑道B-5四处，该跑道B-5作为所述活塞的导轨面1-2-5的往复运动的轨道支撑面，为活塞下部的导轨面1-2-5提供往复运动的轨道。图中示出，该跑道B-5为分体式跑道，为一个单独制成的导轨面通过螺纹等连接结构固定在机体上。当然，也可以将跑道直接制作在轴承盖上，构成一体式跑道。 

在上述机体A和/或轴承盖B上，对应所述内齿圈定位结构的位置，设置可以从外部拧入定位螺钉的螺钉孔(图未示)，该螺钉孔所对的位置恰好是所述内齿圈安装后，其第二外径段6-2所在位置，这样，所述定位螺钉拧入后，可以进入所述第二外径段6-2这个槽位，该定位螺钉拧紧后抵住所述第二外径段6-2，能够实现对该内齿圈的可靠的径向定位；并且，通过调节定位螺钉的拧紧力，可以获得不同程度的径向定位力度。当内齿圈和圆滑块外齿轮形成行星齿轮时，运动时并不希望内齿圈定位过死，而是希望内齿圈能够有一定的容让度，避免行星齿轮啮合过程中出现过为生硬的配合，造成严重的打齿。上述通过定位螺钉实现的内齿圈松紧度调整机构，能够根据需要从机体外部对内齿圈的容让程度进行调整，从而在发现内齿圈定位过死或者定位过松时方便的进行调整。 

请继续参考图1、图2，以下说明上述元件配合安装的情况。 

如图1、图2所示，所述曲轴3的第一曲轴段3-1的曲柄销穿过第一圆滑块4的偏心孔，两者通过轴承相互配合；所述第一圆滑块4安装在第一活塞1的圆滑块容置孔1-2-4中，该第一活塞1又安装在机体(图未示)的第一往复运动轨道C(即第一缸体)中。所述第一圆滑块4的外齿轮4-4则位于靠近第二往复运动轨道D(即第二缸体)的方向，该外齿轮4-4与第一内齿圈6的内齿6-1相互啮合，形成行星齿轮。同样的，所述曲轴3的第二曲轴段3-2的曲柄销穿过第二圆滑块5的偏心孔，两者通过轴承相互配合；所述第二圆滑块5安装在第二活塞2的圆滑块容置孔中，该第二活塞2又安装在机体(图未示)的第二往复运 动轨道(即第二缸体)中。所述第二圆滑块5的外齿轮则位于靠近第一往复运动轨道(即第二缸体)的方向，该外齿轮与第二内齿圈7的内齿相互啮合，形成行星齿轮。上述两对行星齿轮正好在所述中间曲柄3-3的左右两侧。 

所述曲轴3左右两端的轴颈，分别通过轴承与机体和轴承盖装配后形成的左、右轴承孔配合，使该曲轴3左右两端获得支撑。同时，所述曲轴的中间曲柄3-3则通过中间轴承8被中间轴承孔所支撑。所述机体和轴承盖装配在一起后形成的内齿圈定位结构，则对第一内齿圈6和第二内齿圈7形成径向和轴向的定位。通过上述结构，所述曲轴3获得了左、中、右轴承孔的三处支撑，另外，所述轴承盖B中安置的跑道B-5还对活塞下部的导轨面1-2-5提供了下部支撑。 

上述实施例中的轴承盖，设置了跑道，能够对活塞下部的导轨面提供往复运动轨道的支撑，使活塞平稳运行。 

将上述轴承盖用于内燃机，就获得了使用该轴承盖的内燃机。 

将上述轴承盖用于压缩机，就获得了使用该轴承盖的压缩机。 

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 

Claims (7)

1.一种用于曲柄圆滑块机构的轴承盖，该轴承盖和机体配合形成支撑该曲柄圆滑块机构的完整的机体，其特征在于，在该轴承盖上为活塞往复运动提供的腔室的两侧设置有跑道，该些跑道用于为曲柄圆滑块机构的活塞下部的导轨面提供往复运动的导向轨道。

2.根据权利要求1所述的用于曲柄圆滑块机构的轴承盖，其特征在于，所述的跑道为分离式跑道。

3.根据权利要求2所述的用于曲柄圆滑块机构的轴承盖，其特征在于，所述跑道在垂直于其所支撑的活塞的往复运动方向的延伸方向上呈弧形面。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的用于曲柄圆滑块机构的轴承盖，其特征在于，该轴承盖所用于的曲柄圆滑块机构为双缸曲柄圆滑块机构，并且采用两个单圆滑块机构并列形成；该轴承盖上设置左、右、中间三个轴承座，在所述中间轴承座两侧设置与机体配合的内齿圈定位机构。

5.根据权利要求4所述的用于曲柄圆滑块机构的轴承盖，其特征在于，所述内齿圈定位机构包括从外向内开设的螺纹孔，该螺纹孔的位置正对所述内齿圈外径面的环槽位置。

6.一种曲柄圆滑块内燃机，其特征在于，其轴承盖采用上述权项1-权项5任意一项所述的轴承盖。

7.一种曲柄圆滑块压缩机，其特征在于，其轴承盖采用上述权项1-权项5任意一项所述的轴承盖。

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