CN103452689B - 气缸活塞机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气缸活塞机构，包括滑块、活塞、滑道和气缸，所述滑块与所述滑道往复滑动配合，所述气缸与所述滑道固定连接或一体化设置，所述活塞设置在所述气缸内并与所述气缸滑动密封配合，所述活塞与所述滑块单作用连接，在所述气缸上设置有压流体流通口。本发明气缸活塞机构中的活塞受到的侧向作用力小，活塞与气缸之间的润滑需求小，可以减小甚至避免润滑剂对气缸内工质流体的影响。

Description

气缸活塞机构

技术领域

本发明涉及机械动力技术领域，尤其是涉及一种气缸活塞机构。

背景技术

传统气缸活塞机构工作时，活塞在气缸内滑动过程中，活塞和气缸之间有很大的侧向作用力（沿气缸径向的作用力），导致活塞和气缸之间的摩擦力较大，因此需要使用润滑剂对活塞和气缸的接触面进行润滑，这样难免会有部分润滑剂混入气缸内的工质流体中。在要求润滑剂不能混入工质流体的情况下，现有气缸活塞机构不能满足工作需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出的技术方案如下：

一种气缸活塞机构，包括滑块、活塞、滑道和气缸，所述滑块与所述滑道往复滑动配合，所述气缸与所述滑道固定连接或一体化设置，所述活塞设置在所述气缸内并与所述气缸滑动密封配合，所述活塞与所述滑块单作用连接，在所述气缸上设置有压流体流通口。

所述滑块设为侧向力活塞，所述滑道设为侧向力气缸。

所述侧向力活塞的截面积大于所述活塞的截面积。

所述侧向力活塞的截面积小于所述活塞的截面积。

在所述气缸上设置附属有压流体流通口。

在所述有压流体流通口和所述附属有压流体流通口处分别设置单向阀。

在所述有压流体流通口和所述附属有压流体流通口处分别设置控制阀。

本发明的原理如下：

当所述滑块上行时，所述滑块推动所述活塞向上运动至上止点位置，当所述活塞越过上止点后，所述气缸活塞机构的气缸内的高压流体推动所述活塞紧贴所述滑块向下止点运动。由于所述活塞和所述滑块是单作用连接，所述滑块不会将侧向作用力传递给所述活塞（或者只有很小的侧向作用力传递给所述活塞），所以所述活塞在运动过程中不受侧向作用力（或者受到的侧向作用力很小），因此所述活塞与所述气缸之间的摩擦力很小从而对润滑的需求很小，也就是说可以不需要使用润滑剂进行润滑，或者即使需要使用润滑剂进行润滑，对润滑剂的性能要求也不高，因此可以尽量选择对工质流体没有影响的润滑剂。

本发明中，所谓的“单作用连接”是指一个物体对另一个物体只能施加单一方向作用力的连接，例如物体A和物体B单作用连接，则物体A只能对物体B施加推力,物体B也可对物体A施加推力，但物体A不能对物体B施加拉力，物体A和物体B均可在接触面方向上滑动。

本发明中，通过所述有压流体流通口进入所述气缸内的工质流体的压力大于环境压力。

本发明中，为了使所述活塞向下止点运动时可以紧贴滑块而不产生撞击，可以对所述活塞采用轻量化设计，例如选用比重较小的材料或者将活塞设计为空心结构等轻量化设计方式。

本发明中，所述活塞包括柱塞结构。

本发明中，所述侧向力气缸和所述侧向力活塞是指可以承受气缸径向的作用力（即侧向力）的气缸和活塞。

本发明中，所述侧向力气缸和所述侧向力活塞之间可以是密封配合也可以是非密封配合。

本发明中，应根据公知技术，在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。

本发明的有益效果如下：

本发明公开的所述气缸活塞机构中的所述活塞受到的侧向作用力小，所述活塞与所述气缸之间的润滑需求小，可以减小甚至避免润滑剂对气缸内工质流体的影响。

附图说明

图1所示的是本发明实施例1的结构示意图；

图2所示的是本发明实施例2的结构示意图；

图3所示的是本发明实施例3的结构示意图；

图4所示的是本发明实施例4的结构示意图；

图5所示的是本发明实施例5的结构示意图；

图6所示的是本发明实施例6的结构示意图；

图7所示的是本发明实施例7的结构示意图；

图8所示的是本发明实施例8的结构示意图；

图中：

1滑块、2活塞、3有压流体流通口、101滑道、201气缸、21侧向力活塞、102侧向力气缸、4单向阀、5控制阀、6吸力磁性部件、301附属有压流体流通口。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的气缸活塞机构，包括滑块1、活塞2、滑道101和气缸201，所述滑块1与所述滑道101往复滑动配合，所述气缸201与所述滑道101设为固定连接，所述活塞2设置在所述气缸201内并与所述气缸201滑动密封配合，所述活塞2与所述滑块1单作用连接，在所述气缸201上设置有压流体流通口3。

当所述滑块1上行时，所述滑块1推动所述活塞2向上运动至上止点位置，当所述活塞2越过上止点后，所述气缸活塞机构的所述气缸内的高压流体推动所述活塞2紧贴所述滑块1向下止点运动。由于所述活塞2和所述滑块1是单作用连接，所述滑块1不会将侧向作用力传递给所述活塞2（或者只有很小的侧向作用力传递给所述活塞），所以所述活塞2在运动过程中不受侧向作用力（或者受到的侧向作用力很小），因此所述活塞2与所述气缸201之间的摩擦力很小从而对润滑的需求很小，也就是说可以不需要使用润滑剂进行润滑，或者即使需要使用润滑剂进行润滑，对润滑剂的性能要求也不高，因此可以尽量选择对工质流体没有影响的润滑剂。

通过所述有压流体流通口3进入所述气缸201内的工质流体具有一定的压力，以使所述活塞2可以随所述滑块1一起向下止点方向运动而不产生撞击。通过所述有压流体流通口3进入所述气缸201内的工质流体的压力至少应大于环境压力。

实施例2

如图2所示的气缸活塞机构，其与实施例1的区别在于：将所述气缸201与所述滑道101改为一体化设置。

可选择的，本发明的所有所述气缸201与所述滑道101设为固定连接的实施例，均可参照本实施例将所述气缸201与所述滑道101改设为一体化设置。

实施例3

如图3所示的气缸活塞机构，其在实施例1的基础上，将所述滑块1设为侧向力活塞21，所述滑道101设为侧向力气缸102。

可选择地，所述侧向力气缸102和所述侧向力活塞21之间可以是密封配合也可以是非密封配合。

在实际应用时，所述滑块1和所述滑道101也可以选择性地设为其他结构，例如将所述滑道101设为开放式的导轨结构，所述滑块1设为与所述导轨结构配合的滑块结构。

实施例4

如图4所示的气缸活塞机构，其与实施例3的区别在于：所述侧向力活塞21的截面积大于所述活塞2的截面积。显然，与所述侧向力活塞21配合的所述侧向力气缸102的内截面积也大于与所述活塞2配合的所述气缸201的内截面积。

实施例5

如图5所示的气缸活塞机构，其与实施例3的区别在于：所述侧向力活塞21的截面积小于所述活塞2的截面积。显然，与所述侧向力活塞21配合的所述侧向力气缸102的内截面积也小于与所述活塞2配合的所述气缸201的内截面积。

实施例6

如图6所示的气缸活塞机构，其在实施例1的基础上，在所述气缸201上增设附属有压流体流通口301，在所述有压流体流通口3和所述附属有压流体流通口301处分别设置单向阀4，两个所述单向阀4的导通方向不同。

作为可变换的实施方式，所述单向阀4可以不设。

可选择的，本发明中所有实施方式中，均可在所述气缸201上增设所述附属有压流体流通口301，且增设的所述附属有压流体流通口301的个数可为一个及一个以上，并可选择性的设置所述单向阀4。

本实施例所述气缸活塞机构可以作为有压流体泵工作。

实施例7

如图7所示的气缸活塞机构，其与实施例6的区别在于：取消所述单向阀4，改为在所述有压流体流通口3和所述附属有压流体流通口301处分别设置控制阀5。采用适当的控制机构控制两个所述控制阀5的开关时序，可以实现本实施例所述气缸活塞机构作为有压液体泵或有压液体马达工作。

在实际应用中本发明的所有实施方式中，可选择的，在所述气缸201上增设喷油装置和点火装置，本实施例所述气缸活塞机构可以作为有压进气的发动机工作。

本实施例中，所述滑块1和曲轴的曲柄轴颈连接。

本发明中，所有实施方式中所述滑块1均可和曲轴的曲柄轴颈连接。

实施例8

如图8所述气缸活塞机构，其在实施例6的基础上，在所述滑块1和所述活塞2的接触面之间增设吸力磁性部件6，用于在没有机械连接的结构中，通过所述吸力磁性部件6使所述滑块1和所述活塞2之间产生拉力，而不影响所述滑块1和所述活塞2之间的滑动，从而增加所述滑块1和所述活塞2之间在所述气缸轴向的联动性能。

作为可变换的实施方式，在上述任一实施例中，均可参照实施例8在所述滑块1和所述活塞2的接触面之间增设所述吸力磁性部件6。

作为可以变换的实施方式，实施例6至8中的所述滑块1可选择性的设为侧向力活塞21，所述滑道101可选择性的设为侧向力气缸102。

作为可以变换的实施方式，所有设有所述侧向力活塞21实施方式中，又都可参照实施例4将所述侧向力活塞21的截面积设为大于所述活塞2的截面积，或参照实施例5将所述侧向力活塞21的截面积设为小于所述活塞2的截面积。

显然，本发明不限于以上实施例，根据本领域的公知技术和本发明所公开的技术方案，可以推导出或联想出许多变型方案，所有这些变型方案，也应认为是本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种气缸活塞机构，包括滑块(1)、活塞(2)、滑道(101)和气缸(201)，其特征在于：所述滑块(1)与所述滑道(101)往复滑动配合，所述气缸(201)与所述滑道(101)固定连接或一体化设置，所述活塞(2)设置在所述气缸(201)内并与所述气缸(201)滑动密封配合，所述活塞(2)与所述滑块(1)单作用连接，在所述气缸(201)上设置有压流体流通口(3)，所述滑块(1)对所述活塞(2)施加推力，所述活塞(2)对所述滑块(1)施加推力，所述滑块(1)不对所述活塞(2)施加拉力。

2.如权利要求1所述气缸活塞机构，其特征在于：所述滑块(1)设为侧向力活塞(21)，所述滑道(101)设为侧向力气缸(102)。

3.如权利要求2所述气缸活塞机构，其特征在于：所述侧向力活塞(21)的截面积大于所述活塞(2)的截面积。

4.如权利要求2所述气缸活塞机构，其特征在于：所述侧向力活塞(21)的截面积小于所述活塞(2)的截面积。

5.如权利要求1至4中任意一项所述气缸活塞机构，其特征在于：在所述气缸(201)上设置附属有压流体流通口(301)。

6.如权利要求5所述气缸活塞机构，其特征在于：在所述有压流体流通口(3)和所述附属有压流体流通口(301)处分别设置单向阀(4)。

7.如权利要求5所述气缸活塞机构，其特征在于：在所述有压流体流通口(3)和所述附属有压流体流通口(301)处分别设置控制阀(5)。