CN201475292U - 曲柄圆滑块机构的圆滑块组以及其内燃机、压缩机 - Google Patents

Abstract

一种曲柄圆滑块机构的圆滑块组，包括不少于4个的偶数个质量以及外径尺寸相同的圆滑块，在所述圆滑块上设置有偏心距相同的偏心圆孔；所述的圆滑块通过连接件固定装配在一起，且所述圆滑块的偏心圆孔的轴线相重合；其中，任一圆滑块与其它圆滑块相位相同或相差180度，且与任一圆滑块相差180度相位的圆滑块的数目等于与该圆滑块相位相同的圆滑块和该圆滑块的数目之和。本实用新型的圆滑块组制造工艺简单，对其维护成本较低。此外，本实用新型另外还提供一种曲柄圆滑机构以及内燃机、压缩机。

Description

曲柄圆滑块机构的圆滑块组以及其内燃机、压缩机

技术领域

本实用新型涉及曲柄圆滑块机构，具体涉及一种曲柄圆滑块运动转换机构的圆滑块组。本实用新型同时还涉及一种曲柄圆滑块机构的内燃机和压缩机。

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，由该活塞对汽缸内的空气进行压缩。然而，在曲柄连杆机构中，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”；

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，用圆滑块取代了连杆，用曲柄圆滑块机构取代了曲柄连杆机构。在所述圆滑块上设置有偏心圆孔。在活塞的活塞座上设置有圆滑块容置孔。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。

然而上述的中国专利所公开技术方案中的曲柄圆滑块机构仅应用于单缸机，且动平衡不够理想。鉴于此，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”。上述的双圆滑块机构和多圆滑块机构的内燃机中，通过增加平衡圆滑块以及动平衡滑块，使得各种惯性力均转化为曲柄销上的离心力，并使离心力平衡。

然而上述的“曲柄多圆滑块往复活塞式内燃机”的技术方案中，其中设置于两工作圆滑块之间且与工作圆滑块相位成180度的平衡圆滑块虽然可平衡该曲柄圆滑块机构的离心力，然而在该三圆滑块的平衡机构中，增加了需要单独制造的平衡圆滑块，这使得该曲柄圆滑块机构的内燃机制造工艺复杂化，并增加设备维护的成本。

实用新型内容

本实用新型提供一种曲柄圆滑块机构的圆滑块组，本实用新型可克服上述三圆滑块的平衡机构的缺陷，使得包含该圆滑块组的曲柄圆滑块机构的内燃机制造工艺简化，设备维护成本降低。本实用新型另外提供一种使用上述曲轴的内燃机和压缩机。

本实用新型提供的一种曲柄圆滑块机构的圆滑块组，包括不少于4个的偶数个质量以及外径尺寸相同的圆滑块，在所述圆滑块上设置有偏心距相同的偏心圆孔；所述的圆滑块通过连接件固定装配在一起，且所述圆滑块的偏心圆孔的轴线相重合；其中，任一圆滑块与其它圆滑块相位相同或相差180度，且与任一圆滑块相差180度相位的圆滑块的数目等于与该圆滑块相位相同的圆滑块和该圆滑块的数目之和。

可选的，任一圆滑块与相邻的圆滑块的相位相差180度。

可选的，用于装配于同一往复运动部件中的圆滑块与和其相邻的用于装配于另一往复运动部件中的圆滑块之间的相位相差180度。

可选的，位置相邻且相位相同的圆滑块之间还设置有固定结构。

可选的，所述固定结构包括设置于所述的相邻圆滑块上的位置相应的孔、穿过所述孔的螺栓以及与所述螺栓相配的螺母。

可选的，所述圆滑块为依次固定装配在一起的第一圆滑块、第二圆滑块、第三圆滑块和第四圆滑块；其中，第二圆滑块和第三圆滑块之间相位相同，第一圆滑块和第二圆滑块之间、第四圆滑块和第三圆滑块之间的相位相差均为180度。

可选的，在任一圆滑块的偏心圆孔周边，设置有至少两个相对于所述偏心圆孔中心对称的销孔；当所有圆滑块装配时，所述销孔相对应，定位销插入所述的销孔中，将所述圆滑块固定在一起。

本实用新型还提供一种曲柄圆滑块机构，包括曲轴、圆滑块组以及往复运动部件；

所述曲轴包括曲柄销以及设置于所述曲柄销端部的曲柄；

所述圆滑块组包括不少于4个的偶数个质量以及外径尺寸相同的圆滑块，在所述圆滑块上设置有偏心距相同的偏心圆孔；所述的圆滑块通过连接件固定装配在一起，且所述圆滑块的偏心圆孔的轴线相重合；其中，任一圆滑块与其它圆滑块相位相同或相差180度，且与任一圆滑块相差180度相位的圆滑块的数目等于与该圆滑块相位相同的圆滑块数目和该圆滑块之和；

所述往复运动部件至少包括圆滑块容置孔；

装配时，相位相差180度的圆滑块分别置入不同的往复运动部件的圆滑块容置孔中；相位相同且相邻的圆滑块置入同一往复运动部件的圆滑块容置孔中；所述曲柄销穿过所述圆滑块组的偏心圆孔。

可选的，所述圆滑块组包括依次固定装配在一起的第一圆滑块、第二圆滑块、第三圆滑块和第四圆滑块；其中，第二圆滑块和第三圆滑块之间相位相同，第一圆滑块和第二圆滑块之间、第四圆滑块和第三圆滑块之间的相位相差180度。

本实用新型另外还提供一种曲柄圆滑块机构的内燃机，包括上述任一技术方案所述的圆滑块组。

本实用新型另外还提供一种曲柄圆滑块机构的压缩机，包括上述任一技术方案所述的圆滑块组。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案中，通过用多个质量以及外径尺寸相同的圆滑块形成圆滑块组，圆滑块组中的圆滑块相互平衡离心惯性力，每一个圆滑块均可以作为与其相位之差为180度的圆滑块的平衡圆滑块；不必单独设计并制造平衡圆滑块，从而使得制造工艺简化，而且，相同的圆滑块之间可以通过简单的装配形成圆滑块组，拆装方便，也使得该包含该圆滑块组的设备的维护更为方便，维护成本下降。

附图说明

图1为本实用新型的圆滑块组的实施例的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为本实用新型的单圆滑块的结构示意图；

图4为图3沿XX’方向的剖面示意图。

具体实施方式

在曲柄圆滑块机构中，通过圆滑块将曲轴与往复运动部件(例如活塞)连接起来，圆滑块是往复运动与旋转运动的转换中不可或缺的部件。单圆滑块应用于单缸机单作用或双作用的内燃机或压缩机中，多缸机中需要双圆滑块结构或多圆滑块组成的圆滑块组。本实用新型提供一种曲柄圆滑块机构的圆滑块组，应用于曲柄圆滑块机构。

本实用新型提供的曲柄圆滑块机构的圆滑块组，包括不少于4个的偶数个质量以及外径尺寸均相同的圆滑块，在所述圆滑块上设置有偏心距相同的偏心圆孔；所述的圆滑块通过连接件固定装配在一起，且所述圆滑块的偏心圆孔的轴线相重合；其中，任一圆滑块与其它圆滑块相位相同或相差180度，且与任一圆滑块相差180度相位的圆滑块的数目等于与该圆滑块相位相同的圆滑块和该圆滑块数目之和。

也就是说，本实用新型的固定装配在一起的圆滑块组成的圆滑块组中，任一圆滑块与其它圆滑块的相位要么相同，要么相差180度；而且每一圆滑块均有唯一的与该圆滑块相位相差180的圆滑块相对应。当将所述的圆滑块固定装配后，不同圆滑块的偏心圆孔共轴，形成圆滑块组；将曲轴的曲柄销插入圆滑块组的偏心圆孔后，曲柄销的轴线与偏心圆滑块的轴线重合。圆滑块组可以围绕曲柄销转动。由于每一圆滑块均有与其相位相差180度的圆滑块与之对应，因而，可使得整个圆滑块组的离心惯性力得以平衡。

下面以四个圆滑块形成的圆滑块组为例对本实用新型的圆滑块组进行详细说明。

图1为本实用新型的圆滑块组的实施例的结构示意图。图2为图1的左视图。

请参考图1，本实施例中，圆滑块组包括依次固定装配在一起的第一圆滑块1、第二圆滑块2、第三圆滑块3和第四圆滑块4。其中，所述第一圆滑块1、第二圆滑块2、第三圆滑块3和第四圆滑块4为相同的圆滑块，即所述的四个圆滑块质量相同，外径尺寸相同(即圆滑块端面或径向截面的直径)，重心位置也可以相同(所述的相同包括在制造工艺容许误差范围内有所偏差的情形)。所述的四个圆滑块可以通过相同的模具、相同的制造工艺进行批量生产制造。

在所述的四个圆滑块上均设置有偏心距和孔径尺寸均相同的偏心圆孔1-1。当所述的四个圆滑块装配在一起时，所述的偏心圆孔1-1的位置相对应，且偏心圆孔轴线相重合。

相邻圆滑块第二圆滑块2和第二圆滑块3的相位相同，二者的其中一个端面完全重合。第一圆滑块1和第四圆滑块4分别位于所述第二圆滑块2和第三圆滑块3的另外的端部，且第一圆滑块1与第二圆滑块2之间的相位相差180度，第四圆滑块4与第三圆滑块3之间的相位相差180度。所述第一圆滑块1和第四圆滑块4相对于第二和第三圆滑块2、3具有一定的错位，使得所述第一圆滑块1和第四圆滑块4的偏心圆孔能够与第二圆滑块2、第三圆滑块3的偏心圆孔对准，轴线相重合。从而形成贯穿整个圆滑块组的轴孔，该轴孔用于容置曲轴的曲柄销。

所述第一圆滑块1、第二圆滑块2、第三圆滑块3和第四圆滑块4通过连接件5装配在一起，并紧固为一体。使得所述四个圆滑块形成的圆滑块组围绕曲轴的曲柄销转动时，不会发生相对转动，相互之间的相位不会发生变化。从而保证该圆滑块组应用于曲柄圆滑块的运动转换机构时，可顺利实现往复运动与旋转运动之间的转换。

本实施例中，所述连接件为贯穿所述的四个圆滑块的定位销5，请参考图2所示的图1的左视图。

如图2所示，在每一圆滑块的偏心圆孔1-1的周边，还设置有两个相对于所述偏心圆孔1-1对称的销孔1-3。本实施例中，所述两销孔1-3中心的连线与偏心圆孔1-1的中心与圆滑块1中心之间的连线相互垂直。通过该设置，可保证在两圆滑块相位相差180度且相互的偏心圆孔对准时，偏心圆滑块周边相应的两销孔1-3可相互对准。从而在所述四个圆滑块按上述的相位装配后，可将定位销5插入相应的销孔中，所述定位销5与销孔1-3之间为过盈配合或过渡配合，从而将所述四个圆滑块固定装配在一起。此外，所述四个圆滑块之间还可以通过其它方式固定装配，这里不再赘述。

此外，所述第二圆滑块2和第三圆滑块3相位相同，应用于曲柄圆滑块机构时，该第二圆滑块2和第三圆滑块3可容置于同一往复运动部件(例如活塞或动平衡滑块)中，因而，还可以在第二圆滑块2和第三圆滑块3之间设置固定结构。

所述的固定结构可以是在所述第二圆滑块2和第三圆滑块3上相应位置是设置的孔以及穿过所述孔的螺栓以及与所述螺栓相配的螺母。(图未示出)这里不再赘述。

此外，所述的四个圆滑块为相同的圆滑块，下面以第一圆滑块1为例说明其结构。

图3为本实用新型的单圆滑块1的结构示意图，图4为沿图3沿XX’方向的剖面示意图。

请参考图3和图4，单圆滑块1为扁圆柱体。圆形的外周面与设置于往复运动部件(例如活塞)上的圆滑块容置孔的内周面相配合，在圆滑块1置于所述的圆滑块容置孔中时，二者之间可以滑动配合。当然，在圆滑块容置孔中可以设置滑动轴承或滚动轴承，所述圆滑块1则与所述的滑动轴承或滚动轴承的内周面相配合。

在单圆滑块1上设置有偏心圆孔1-1，所述偏心圆孔1-1的轴线偏离该单圆滑块1的中心轴线的距离称为该偏心圆孔1-1的偏心距，所述偏心距可以根据往复运动部件的行程而定。所述偏心圆孔1-1为圆形通孔，其用于容纳曲轴部件的曲柄销，其尺寸大小使得曲柄销可以与偏心圆孔1-1之间滑动配合，或者在偏心圆孔1-1中设置滑动轴承或滚动轴承后，曲柄销与滑动轴承或滚动轴承的内周面相配合。

在所述偏心圆孔1-1的周边设置有两个相对于偏心圆孔中心对称的销孔1-3，所述销孔1-3如上所述，用于插入曲柄销，实现多个圆滑块固定装配时，固定不同圆滑块的相位。

在单圆滑块1上与所述偏心圆孔1-1偏离单圆滑块1中心方向相反方向，还设置有月牙槽1-2，所述月牙槽1-2为去重槽，主要用于减轻整个圆滑块1的重量，同时调整该单圆滑块1的重心。此外，在所述月牙槽1-2的位置，还可以有其它去重结构，例如，去重孔等，这里不再详细描述。

此外，在所述的单圆滑块1上还可以具有其它结构，例如，这里不再详细描述。本实施例中仅以其中图3和图4所示的圆滑块为例来说明本实用新型的圆滑块组，本领域技术人员应当意识到，单个的圆滑块还可以具有其他的结构和形状，均可以根据本实用新型的实施例的教导形成本实用新型的圆滑块组。

此外，上述的第一圆滑块1、第二圆滑块2、第三圆滑块3和第四圆滑块4通过固定装配形成圆滑块组时，还可以具有其它形式，例如，第一圆滑块1、第二圆滑块2、第三圆滑块3和第四圆滑块4依次布置，且任一圆滑块与相邻圆滑块之间的相位之差为180度。此时，每一圆滑块可容置于单一的往复运动部件(例如活塞)中，这里不再赘述。

上述的圆滑块组中圆滑块的布置方式可以类推至大于4个的其它偶数个圆滑块的情形。这里不再赘述。

上述的实施例中，形成的圆滑块组中的圆滑块质量和外径尺寸均相同，可以用多个圆滑块形成圆滑块组，圆滑块组中的圆滑块相互平衡离心惯性力，每一个圆滑块均可以作为与其相位之差为180度的圆滑块的平衡圆滑块。不必单独设计并制造平衡圆滑块，从而使得制造工艺简化，而且，相同的圆滑块之间可以通过简单的装配形成圆滑块组，拆装方便，也使得该包含该圆滑块组的设备的维护更为方便，维护成本下降。

上述实施例中的圆滑块组可应用于曲柄圆滑块机构中，实现往复运动与旋转运动之间的转换。

下面以上述实施例中第二圆滑块2和第三圆滑块3相位相同的圆滑块组为例说明本实用新型的曲柄圆滑块机构。

本实用新型的曲柄圆滑块机构包括曲轴、圆滑块组以及往复运动部件。其中，所述往复运动件包括设置有冠部的活塞以及动平衡滑块。

所述第一圆滑块1和第四圆滑块4分别设置于不同的活塞的圆滑块容置孔中。容置有第一圆滑块1和第四圆滑块4的活塞的往复运动方向相同。

所述第二圆滑块2和第三圆滑块3容置于同一个动平衡滑块中，所述动平衡滑块可沿着与上述两活塞运动方向垂直的方向做往复运动。

将上述的曲柄圆滑块机构可实现活塞的往复运动与曲轴旋转运动的转换，而且在运动转换中，第一圆滑块1和第四圆滑块为工作圆滑块，在所述的曲柄圆滑块机构中参与运动转换；第二圆滑块2和第三圆滑块3作为第一圆滑块1和第四圆滑块4的平衡圆滑块，将整个系统的往复惯性力转化为离心力，并对离心惯性力进行平衡。此外，通过所述的动平衡滑块，也使得相互垂直的往复运动(活塞的往复运动方向与动平衡滑块的往复运动方向垂直)得以相互制约，将往复运动的惯性力转化为离心惯性力。应用本实用新型的上述实施例的圆滑块组，可使得该曲柄圆滑块机构制造工艺简化，维护成本降低。

此外，上述的其他实施例的圆滑块组也可相应的应用于曲柄圆滑块机构中，这里不再赘述。

进一步的，可将上述的实施例的圆滑块和圆滑块组组应用于内燃机或压缩机中，形成曲柄圆滑块内燃机或压缩机。

例如，对于上述圆滑块组形成的曲柄圆滑块机构，设置所述的两活塞为双作用活塞，将该双作用活塞置于轴线相互平行的汽缸中；将所述动平衡滑块置于与所述汽缸垂直的跑道中，可形成H型四缸内燃机。进一步的，将所述的跑道制成另外的汽缸，将动平衡滑块制成单作用活塞或双作用活塞，可形成五缸机或六缸机。当然，也可以应用上述包含本实施例圆滑块组的曲柄圆滑块机构制成V型三缸机，这里不再一一列举。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。

Claims (11)

1.一种曲柄圆滑块机构的圆滑块组，其特征在于：包括不少于4个的偶数个质量以及外径尺寸相同的圆滑块，在所述圆滑块上设置有偏心距相同的偏心圆孔；所述的圆滑块通过连接件固定装配在一起，且所述圆滑块的偏心圆孔的轴线相重合；其中，任一圆滑块与其它圆滑块相位相同或相差180度，且与任一圆滑块相差180度相位的圆滑块的数目等于与该圆滑块相位相同的圆滑块和该圆滑块的数目之和。

2.如权利要求1所述的曲柄圆滑块机构的圆滑块组，其特征在于：任一圆滑块与相邻的圆滑块的相位相差180度。

3.如权利要求1所述的曲柄圆滑块机构的圆滑块组，其特征在于：用于装配于同一往复运动部件中的圆滑块与和其相邻的用于装配于另一往复运动部件中的圆滑块之间的相位相差180度。

4.如权利要求3所述的曲柄圆滑块机构的圆滑块组，其特征在于：位置相邻且相位相同的圆滑块之间还设置有固定结构。

5.如权利要求4所述的曲柄圆滑块机构的圆滑块组，其特征在于：所述固定结构包括设置于所述的相邻圆滑块上的位置相应的孔、穿过所述孔的螺栓以及与所述螺栓相配的螺母。

6.如权利要求3所述的曲柄圆滑块机构的圆滑块组，其特征在于：所述圆滑块为依次固定装配在一起的第一圆滑块、第二圆滑块、第三圆滑块和第四圆滑块；其中，第二圆滑块和第三圆滑块之间相位相同，第一圆滑块和第二圆滑块之间、第四圆滑块和第三圆滑块之间的相位相差均为180度。

7.如权利要求1-6任一权利要求所述的曲柄圆滑块机构的圆滑块组，其特征在于：在任一圆滑块的偏心圆孔周边，设置有至少两个相对于所述偏心圆孔中心对称的销孔；当所有圆滑块装配时，所述销孔相对应，定位销插入所述的销孔中，将所述圆滑块固定在一起。

8.一种曲柄圆滑块机构，其特征在于包括曲轴、圆滑块组以及往复运动部件；

所述曲轴包括曲柄销以及设置于所述曲柄销端部的曲柄；

所述圆滑块组包括不少于4个的偶数个质量以及外径尺寸相同的圆滑块，在所述圆滑块上设置有偏心距相同的偏心圆孔；所述的圆滑块通过连接件固定装配在一起，且所述圆滑块的偏心圆孔的轴线相重合；其中，任一圆滑块与其它圆滑块相位相同或相差180度，且与任一圆滑块相差180度相位的圆滑块的数目等于与该圆滑块相位相同的圆滑块数目和该圆滑块之和；

所述往复运动部件至少包括圆滑块容置孔；

装配时，相位相差180度的圆滑块分别置入不同的往复运动部件的圆滑块容置孔中；相位相同且相邻的圆滑块置入同一往复运动部件的圆滑块容置孔中；所述曲柄销穿过所述圆滑块组的偏心圆孔。

9.如权利要求8所述的曲柄圆滑块机构，其特征在于：所述圆滑块组包括依次固定装配在一起的第一圆滑块、第二圆滑块、第三圆滑块和第四圆滑块；其中，第二圆滑块和第三圆滑块之间相位相同，第一圆滑块和第二圆滑块之间、第四圆滑块和第三圆滑块之间的相位相差180度。

10.一种曲柄圆滑块机构的内燃机，其特征在于包括权利要求1至7任一权利要求所述的圆滑块组。

11.一种曲柄圆滑块机构的压缩机，其特征在于：包括权利要求1至7任一权利要求所述的圆滑块组。

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