CN108252818A - 活塞装置及应用该活塞装置的动力装置 - Google Patents

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明提供一种活塞装置，所述活塞装置包括第一活塞组件、用于套装该第一活塞组件的第二活塞组件以及套装该第二活塞组件的缸筒，其中，所述第一活塞组件包括第一活塞、位于该第一活塞内的且具有啮合齿的凸轮以及用于连接所述第一活塞和所述凸轮的第一活塞销；所述第二活塞组件包括第二活塞、与所述凸轮相啮合的活塞杆、以及用于连接所述第二活塞与所述活塞杆的第二活塞销。本发明的活塞装置应用广泛，可以应用于发动机等动力装置，通过大活塞内套装小活塞，小活塞内增设凸轮，凸轮和曲柄连杆机构相协作驱动活塞装置进行往复运动；能够节省燃油且不减少动力，提高机械效率；减少废气排放。

Description

活塞装置及应用该活塞装置的动力装置
【技术领域】
本发明涉及活塞，特别地涉及一种活塞装置及应用该活塞装置的动力装置。
【背景技术】
活塞的使用非常广泛，特别是发动机中活塞是非常重要的部件，它的性能决定着机器的质量好坏。现有活塞装置，基于厚环与高面压值的设计，使活塞环与汽缸内壁的往复运动摩擦力较大，由此造成发动机运行的磨擦损失较大，约占其机械损失的20％左右，致使耗油量较大，且不利于环保要求。
为了节能和提高发动机的效率，人们提出了很多改进活塞的技术和产品，这些技术和产品大都具有一定的实用价值，但是，仍然需要进一步改进关于活塞的技术，以进一步提高节能环保的性能。因此，有必要提供一种新结构的活塞装置。
【发明内容】
为了解决上述问题，本发明提供了一种活塞装置，所述活塞装置包括第一活塞组件、用于套装该第一活塞组件的第二活塞组件以及套装该第二活塞组件的缸筒，其中，所述第一活塞组件包括第一活塞、位于该第一活塞内的且具有啮合齿的凸轮以及用于连接所述第一活塞和所述凸轮的第一活塞销；所述第二活塞组件包括第二活塞、与所述凸轮相啮合的活塞杆、以及用于连接所述第二活塞与所述活塞杆的第二活塞销。
作为一种改进，所述凸轮的部分外轮廓上形成有第一啮合齿。
作为一种改进，所述活塞杆的一端部外轮廓上形成有与所述第一啮合齿相啮合的第二啮合齿。
作为一种改进，所述活塞杆的与第所述第一端部相对的第二端部与曲柄连杆机构连接
作为一种改进，所述第一活塞为筒状构件。
作为一种改进，所述第二活塞和所述缸筒为无底筒状构件。
作为一种改进，所述第一活塞的周壁上包括用于穿过所述第一活塞销的贯通孔，和/或所述第二活塞的周壁上包括用于穿过所述第二活塞销的贯通孔。
作为一种改进，所述第一活塞在靠近所述活塞杆一侧的端面上还包括定位环。
作为一种改进，所述活塞装置通过凸轮和曲柄连杆机构相协作驱动而进行往复运动。
本发明提供了一种动力装置，该动力装置包括本发明的活塞装置。
本发明的有益效果是：本发明的活塞装置应用广泛，可以应用于发动机等动力装置，通过大活塞内套装小活塞，小活塞内增设凸轮，凸轮和曲柄连杆机构相协作驱动活塞装置进行往复运动；能够节省燃油且不减少动力，提高机械效率；减少废气排放。
【附图说明】
图1为本发明的活塞装置的平面示意图。
图2为本发明的活塞装置的除去缸筒之后的平面示意图。
图3为本发明的活塞装置的剖面示意图。
图4为本发明的活塞装置中的第一活塞组件的平面示意图。
【具体实施方式】
下面通过具体实施方式结合图1至图4对本发明作进一步详细说明，以便能够更好地理解本发明的方案以及其各方面的优点。在以下的实施例中，提供以下具体实施方式的目的是便于对本发明的内容更清楚透彻的理解，而不是对本发明的限制。其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。
实施例1
如图1、图2和图3所示，本发明提供一种套塞式活塞装置，该活塞装置从内侧到外侧依次包括第一活塞1、位于该第一活塞1内的且带啮合齿的凸轮3、用于连接该凸轮3和第一活塞1的第一活塞销11、用于套装该第一活塞1的第二活塞5、套装该第二活塞5的缸筒7、与该凸轮3相啮合的活塞杆9、以及用于连接第二活塞5与活塞杆9的第二活塞销13，其中，第一活塞1套装在第二活塞5内，第一活塞1例如为筒状构件，第二活塞5和缸筒7为无底筒状构件；第一活塞1的周壁上包括可穿过第一活塞销11的贯通孔，第二活塞5的周壁上包括可穿过第二活塞销13的贯通孔；凸轮3的部分外轮廓上形成有第一啮合齿31，活塞杆9的一端部外轮廓形成有与第一啮合齿相啮合31的第二啮合齿91，具体参见图3和图4。另外，第一活塞1的在与其底部相对的端面上(即在靠近活塞杆9一侧的端面上)还设有两个定位环(图中未示出)，该定位环的位置与穿过第一活塞销11的贯通孔的位置相对应，该定位环能够穿过第二活塞销13。在活塞装置组装过程中，该定位环与在第二活塞5上的贯通孔的中心轴线对准，第二活塞销13穿过在第二活塞5上的贯通孔及定位环，以使第一活塞1相对于第二活塞5的定位更准确、更稳定。
在本实施方式中，凸轮3的外轮廓上具有第一啮合齿31；活塞杆9的在穿过第二活塞销13的第一端部上具有与第一啮合齿31相啮合的第二啮合齿91，活塞杆9的与第一端部相对的第二端部与曲柄连杆机构(图中未示出)连接，具体参见图3。就横截面而言，第一活塞5的横截面形状优选为圆形，但是还可以是方形、椭圆形、多边形、三角形或者其它形状。另外，由于凸轮3的设置，使活塞杆9相对于第一活塞1的摆动角度变大。
本发明还提供了一种动力装置，该动力装置包括本发明的活塞装置，其中，动力装置包括单缸、多缸汽油和柴油发动机、大型机器的动力装置，还包括坦克车、内燃机火车、万吨货轮、军舰、大型货车、大型客车、家用轿车、大小发动机等的各种动力装置。
以应用于发动机的活塞装置为示例对本发明的活塞装置进行说明，当发动机工作时，第一活塞1和第二活塞5相协作进行往复运动，曲柄连杆机构使活塞杆9运动，大火塞(第二活塞5)套小火塞(第一活塞1)，当第二活塞5运动到上止点时，第一活塞1在下止点，随着活塞杆9由上止点向下(顺时针旋转、向右运动)运动时，活塞杆9的第二啮合91与第一活塞1的凸轮3的第一啮合齿31相啮合旋转，这时第一活塞1向上运动，从而使气缸内部空间缩小，气缸内压力增大。同样爆发力，本发明的活塞装置提高了扭矩力；燃烧同样的油，做功相对增大，也相对节油；能够将把供油时间和点火时间调为零度供油和点火，改变了点火角度，换言之，大大提高了机械效率。因此，本发明的活塞装置能够节省燃油且不减少动力，提高机械效率；减少废气排放。
与现有技术相比，本发明的活塞装置应用广泛，可以应用于发动机等动力装置，通过大活塞内套装小活塞，小活塞内增设凸轮，凸轮和曲柄连杆机构相协作驱动活塞装置进行往复运动。另外，本发明的活塞装置能够节省燃油且不减少动力，提高机械效率；减少废气排放。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种活塞装置，其特征在于，所述活塞装置包括第一活塞组件、用于套装该第一活塞组件的第二活塞组件以及套装该第二活塞组件的缸筒，其中，所述第一活塞组件包括第一活塞、位于该第一活塞内的且具有啮合齿的凸轮以及用于连接所述第一活塞和所述凸轮的第一活塞销；所述第二活塞组件包括第二活塞、与所述凸轮相啮合的活塞杆、以及用于连接所述第二活塞与所述活塞杆的第二活塞销。
2.根据权利要求1所述的活塞装置，其特征在于，所述凸轮的部分外轮廓上形成有第一啮合齿。
3.根据权利要求2所述的活塞装置，其特征在于，所述活塞杆的第一端部外轮廓上形成有与所述第一啮合齿相啮合的第二啮合齿。
4.根据权利要求3所述的活塞装置，其特征在于，所述活塞杆的与第所述第一端部相对的第二端部与曲柄连杆机构连接。
5.根据权利要求1所述的活塞装置，其特征在于，所述第一活塞为筒状构件。
6.根据权利要求1所述的活塞装置，其特征在于，所述第二活塞和所述缸筒为无底筒状构件。
7.根据权利要求1所述的活塞装置，其特征在于，所述第一活塞的周壁上包括用于穿过所述第一活塞销的贯通孔，和/或所述第二活塞的周壁上包括用于穿过所述第二活塞销的贯通孔。
8.根据权利要求1所述的活塞装置，其特征在于，所述第一活塞在靠近所述活塞杆一侧的端面上还包括定位环。
9.根据权利要求1所述的活塞装置，其特征在于，所述活塞装置通过凸轮和曲柄连杆机构相协作驱动而进行往复运动。
10.一种动力装置，包括权利要求1-9中任一项所述的活塞装置。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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