CN1138662A - 斯特林发动机的驱动装置 - Google Patents

Abstract

斯特林发动机的驱动装置，包括压气活塞杆组件、左右活塞杆组件、左右活塞、压气活塞连杆和左右活塞连杆以及连接曲轴和连杆的滚动轴承，各连杆分别与压气活塞杆组件和左右活塞杆组件相连。曲轴的活塞杆组件和左侧部通过将装配杆插入装配孔并用紧固螺栓紧固而连成一体。滚动轴承的内圈由曲轴的压气活塞杆组件和左右活塞杆组件支撑，外圈由压气活塞连杆和左右活塞连杆支撑。平衡块插入曲轴的两端用以固定滚动轴承和连杆。

Description

斯特林发动机的驱动装置

本发明涉及一种斯特林发动机，特别是指一种斯特林发动机的驱动装置，该驱动装置中，压气活塞连杆、左右活塞连杆和曲轴可以在不加注润滑油和润滑脂的情况下长时间地平稳工作。

图1为普通斯特林发动机的示意图。在该图中，给出了两个向这种普通斯特林发动机的驱动装置供油的例子。

首先，润滑油由油泵2输送到滑动部分，在该例子中，润滑油存贮在壳体1的底部，油泵2与壳体1中的曲轴3一端相连以便通过曲轴3的旋转驱动油泵2。在曲轴3内部，加工有油道3a以使存贮在壳体1底部的润滑油能通过油道输送到滑动部分，如曲轴3与配气活塞连杆4及左右活塞连杆间的摩擦表面，润滑油由油泵2送入油道3a。

其次，润滑油可利用插入曲轴3的平衡块7、8供到滑动部分。平衡块7、8在曲轴转动时溅起并散播存贮在壳体1底部的润滑油，在壳体1内部充满雾状或液滴状的润滑油以便润滑油能到达滑动表面。

然而，在以油泵2或平衡块7、8向滑动部分输送润滑油的情况下，润滑油会渗入装有加热器9、冷却器10及回热器11的热交换器所在的工作空间，热交换器会被阻塞。由于热交换器的阻塞，因而引起工作流程中断，这种斯特林发动机的效率也随之下降。尤其是渗入加热器9的润滑油17会燃烧形成炭微粒，加热器9的管路会被阻塞，结果就导致了造成发动机平稳工作循环过程中断的问题。

为了解决上述问题，在公开号为1986-61950。1986-79849及1986-79850的日本专利中介绍了这种斯特林发动机的驱动装置。在这些专利中，在壳体1与活塞12下部之间设置了滤油器14。当滤油器14中油超过一定量时，来自高压气罐的高压气体冲入过滤器14使存贮在滤油器14内的油流回壳体1，该高压气罐的压力高于壳体1的内部气压。此外，存贮在滤油器14内的油可由油泵收集回壳体1。

然而在这些专利中，油泵2必须与其内加工有油道3a的曲轴3相连或者平衡块必须装在曲轴3上。此外，由于如滤油器14或高压气罐15等外部装置必须装在斯特林发动机上以避免油渗入到工作空间13中，因而这种发动机的体积就会变大，结构会变复杂，从长远来看，其制造成本也随之提高。另外，由于高压气罐15中的高压气体作用于滤油器14以将油收集回壳体1，因此滤油器14会被损坏。这样，油和滤油器必须定期更换。

斯特林发动机中有用装在滑动部分的润滑脂嘴提供润滑脂来代替润滑油的，这样的装置已在公开号为1987-51742的日本专利中提出。利用此专利，由于使用润滑脂而不是润滑油，因此不需要油道、油泵、滤油器以及高压气罐。相应地，发动机的体积减小了，结构变得简单，制造成本随之下降。然而，在上述斯特林发动机中，润滑脂需定期加注，所以这种发动机的保养和操作不太方便。

本发明的目的在于提供一种斯特林发动机的驱动装置，该装置结构简单，体积小，利于降低制造成本。

本发明的另一目的在提供一种通过一次加注润滑脂可长期工作的斯特林发动机的驱动装置。

为达到上述发明目的，该斯特林发动机包括：一带有压气活塞杆组件、左右活塞杆组件和左右部分的曲轴，一与曲轴的压气活塞杆组件相连的压气活塞连杆，与左右活塞杆组件相连以将曲轴的旋转作用传递给活塞的左右活塞连杆，内圈由曲轴的压气活塞杆组件及左右活塞杆组件支撑而外圈由压气活塞连杆和左右活塞连杆支撑以将压气活塞连杆和左右活塞连杆与曲轴相连的滚动轴承。

一装配杆由曲轴的压气活塞杆组件中伸出，在曲轴的左侧部有一个装配孔，装配杆插入装配孔并通过紧固螺栓固定在装配孔中与曲轴连成一体。另外，曲轴通过其左侧部的开口锁紧形成箍带，装配杆插入箍带，通过锁紧螺栓固定。

压气活塞连杆与左右活塞连杆通过滚动轴承与曲轴相连，轴承内圈由压气活塞杆组件和左右活塞杆组件支撑，外圈由压气活塞连杆和左右活塞连杆支撑。轴承由密封油脂润滑，从而使这种斯特林发动机不加润滑油脂也可以较长时间工作。

图1为普通斯特林发动机的剖面图；

图2为本发明斯特林发动机的剖面图；

图3为图2的局部放大示意图；

图4为本发明中的曲轴的压气活塞杆组件和左、右部分的另一种紧固连接示意图。

参考图2和图3，一根连接加热器9、回热器11和冷却器10的管子插入壳体1上端面的孔中，压气活塞16插入壳体1的内腔，压气活塞16通过压气活塞连杆4与贯穿壳体1底部的曲轴3相连。更进一步，活塞12插入壳体1的内腔并通过左右活塞连杆5、6与曲轴3相连。工作空间13形成在压气活塞16和活塞12之间。

曲轴3包括与压气活塞连杆4相连的压气活塞杆组件31，与左右活塞连杆5、6相连的左右活塞杆组件32、33，以及左右活塞34、35。在压气活塞杆组件31中，装配杆31a沿同一轴线伸出到曲轴3。另外，在曲轴3的左侧部34有装配孔34a，这样装配杆31a插入装配孔34a中，通过紧固螺栓紧固与曲轴3连成一体。

图4为装配杆31a与装配孔34a紧固的另一种方式示意图。该图中，装配杆31a插入开口34b中，34b位于曲轴3的左侧部34上，通过紧固螺栓36锁紧。

压气活塞连杆4和左、右活塞连杆5、6通过滚动轴承37、38、39分别与曲轴3的压气活塞杆组件31和左、右活塞杆组件32、33相连。滚动轴承37、38、39的内圈由压气活塞杆组件31和左、右活塞杆组件32、33支撑，滚动轴承外圈由压气活塞连杆4和左、右活塞连杆5、6支撑。这时，滚动轴承37、38、39由密封油脂润滑，所以该斯特林发动机可不添加润滑脂而较长时间工作。

在曲轴3的两端，平衡块7、8插入其中并通过紧固螺栓40、41与曲轴连为一体。

在上述斯特林发动机的驱动装置中，当压气活塞连杆4和左、右活塞连杆5、6装配于曲轴3内时，曲轴3的压气活塞杆组件31和左侧部34彼此分开，然后将滚动轴承37装在压气活塞杆组件31中。压气活塞连杆4与滚动轴承37的外圈相装配，压气活塞杆组件31与分离的曲轴3左侧部34通过紧固螺栓36连成一体。

滚动轴承38、39装在轴3的两端，并与左、右活塞杆组件32、33中的左、右活塞连杆5、6相连。左、右平衡块7、8通过紧固螺栓40、41装在曲轴3两端，左、右活塞连杆5、6在两端支撑左、右滚动轴承38、39。此时，压气活塞连杆4与左、右活塞连杆5、6不受干扰平稳地工作。

装配杆31a由压气活塞杆组件31一端伸出插入曲轴3左侧部34中的装配孔34a内，并由紧固螺栓36锁紧，这样使曲轴3的压气活塞杆组件31和曲轴3的左侧部34连成一体。为将压气活塞杆组件31与曲轴左侧部34连成一体，压气活塞杆组件31上的装配杆31a伸入并通过紧固螺栓36锁紧在曲轴左侧部34的开口34b内。

压气活塞杆组件31与左右活塞杆组件32、33通过滚动轴承37、38、39与曲轴3相连。滚动轴承37、38、39的内圈由曲轴上的压气活塞杆组件31和左右活塞杆组件32、33支撑，外圈由压气活塞连杆4和左、右活塞连杆5、6支撑。

因此，当曲轴3旋转时，曲轴3通过滚动轴承37、38、39的滚动摩擦代替压气活塞杆组件31、压气活塞连杆4、左、右活塞杆组件32、33与左右活塞连杆5、6之间的滑动摩擦而平稳工作。此时滚动轴承采用密封油脂润滑型轴承，该斯特林发动机可不加润滑脂而较长时间工作。

上述斯特林发动机的驱动装置中，由于压气活塞连杆和左、右活塞连杆通过滚动轴承与曲轴相连，这种小尺寸的斯特林发动机的驱动装置结构简单，容易制造。

此外，由于该滚动轴承采用密封油脂润滑，这种斯特林发动机的驱动装置可不添加润滑油脂而较长时间工作，因此，该装置的使用保养都很方便。

Claims (14)

1.一种斯特林发动机的驱动装置，它包括；

一壳体；

一贯穿所述壳体下部的曲轴，它包括一压气活塞杆组件、多个活塞杆组件以及左右活塞，所述曲轴可旋转；

一与所述曲轴相连的压气活塞连杆，用以将所述曲轴的转动传给压气活塞；

多个与所述曲轴相连的活塞连杆，用以将所述曲轴的转动传递给一个活塞；和

多个滚动轴承，所述滚动轴承的内圈由所述压气活塞杆组件和所述活塞杆组件支承，所述滚动轴承的外圈由所述压气活塞连杆和所述活塞连杆支撑，这样可使所述压气活塞连杆和所述活塞连杆与所述曲轴相连。

2.如权利要求1所述的斯特林发动机的驱动装置，进一步包括用以将所述曲轴的所述压气活塞杆组件与所述曲轴的左侧部紧固的紧固装置。

3.如权利要求2所述的斯特林发动机的驱动装置，所述的紧固装置包括：

一加工于所述曲轴的所述左侧部的装配孔；

一位于所述曲轴的所述压气活塞杆组件上的装配杆，所述装配杆插入所述装配孔中；

一紧固螺栓，用以将所述装配杆紧固于所述装配孔内。

4.如权利要求2所述的斯特林发动机的驱动装置，所述紧固装置包括：

一加工于所述曲轴的所述左侧部内的开口；

一位于所述曲轴的所述压气活塞杆组件中的装配杆，所述装配杆插入所述开口中；

一紧固螺栓，用于将所述装配杆和所述开口紧固。

5.如权利要求1所述的斯特林发动机的驱动装置，所述滚动轴承为密封油脂润滑型轴承。

6.如权利要求1所述的斯特林发动机的驱动装置，进一步包括：插入所述曲轴的多个平衡块，用以固定所述滚动轴承、所述压气活塞连杆和所述活塞连杆。

7.如权利要求6所述的斯特林发动机的驱动装置，所述的平衡块由多个紧固螺栓固定。

8.一种斯特林发动机的驱动装置，它包括；

一壳体；

一插入所述壳体的压气活塞；

一插入所述壳体的活塞；

一与所述压气活塞相连的压气活塞连杆；

多个与所述活塞相连的活塞连杆；

一贯穿所述壳体下部的曲轴，它包括一压气活塞杆组件、多个活塞杆组件以及左右活塞，所述曲轴可旋转；

多个滚动轴承，所述滚动轴承的内圈由所述压气活塞杆组件和所述活塞杆组件支撑，所述滚动轴承外圈由所述压气活塞连杆和所述活塞连杆支撑，这样可使所述压气活塞连杆和所述活塞连杆与所述曲轴相连。

9.如权利要求8所述的斯特林发动机的驱动装置，进一步包括有紧固装置，用于将所述曲轴的所述压气活塞杆组件与所述曲轴的所述左侧部紧固。

10.如权利要求9所述的斯特林发动机的驱动装置，所述紧固装置包括：

一加工于所述曲轴的所述左部内的装配孔；

一位于所述曲轴的所述压气活塞杆组件口上的装配杆，所述装配杆插入所述装配孔内；

一用于将所述装配杆与所述装配孔紧固的紧固螺栓。

11.如权利要求9所述的斯特林发动机的驱动装置，所述的紧固装置包括：

一加工于所述曲轴的所述左侧部的开口；

一位于所述曲轴的所述压气活塞杆组件上的装配杆，所述装配杆插入所述开口中；

一用于将所述装配杆和所述开口紧固的紧固螺栓。

12.如权利要求8所述的斯特林发动机的驱动装置，所述滚动轴承为密封油脂润滑型轴承。

13.如权利要求8所述的斯特林发动机的驱动装置，进一步包括多个插入所述曲轴的平衡块，用于固定所述滚动轴承、所述压气活塞连杆及所述活塞连杆。

14.如权利要求13所述的斯特林发动机的驱动装置，所述平衡块是由多个紧固螺栓固定的。

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