CN202132123U - 一种应用于曲柄圆滑块机构的活塞及应用该活塞的内燃机、压缩机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种应用于曲柄圆滑块机构的活塞，包括活塞头和活塞座；所述活塞座包括平行设置的第一导向部和第二导向部；所述第一导向部和第二导向部之间分开固定的距离；在所述第一导向部和第二导向部上沿厚度方向分别设置有贯穿该导向部的通孔，分别称为第一圆滑块容置孔和第二圆滑块容置孔；在所述第一导向部和第二导向部的两侧分别设置有导向面，导向面的面形与气缸内周面相配合；所述第一导向部和第二导向部同向的端部分别固定设置于活塞头非工作面一侧，并且两导向部于活塞头的接触面之间分开固定的距离；本实用新型的活塞可有效防止活塞头变形，强度和刚度好。本实用新型另外提供应用该活塞的内燃机和压缩机。

Description

一种应用于曲柄圆滑块机构的活塞及应用该活塞的内燃机、压缩机

技术领域

 本实用新型涉及内燃机或压缩机技术领域，具体涉及一种应用于曲柄圆滑块机构内燃机或压缩机的活塞。本实用新型同时涉及一种应用该活塞的内燃机或压缩机。

背景技术

在传统的内燃机和压缩机中，实现往复运动与旋转运动相互转换的机构为曲柄连杆机构。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，取消了连杆。曲柄圆滑块机构中活塞与传统的曲柄连杆机构的活塞有所不同。

在上述的曲柄圆滑块机构中，活塞包括活塞头和活塞座，活塞头一般为圆形，与传统的活塞冠部无异。活塞座一般为扁平状，在其上设置贯穿其厚度方向的圆孔，用于容置曲柄圆滑块机构的圆滑块，称为圆滑块容置孔。在其两侧设置导向面，导向面的面型与气缸内周面相配合，便于活塞在气缸中往复运动。活塞头固定设置于活塞座其中的一个端部。若活塞为双作用活塞，则在活塞座两个端部各设置一活塞头。由于扁长型的活塞座仅仅在大致一维的方向对活塞头部提供支撑，当该结构的活塞应用于高负荷内燃机或高强度、高压压缩机中时，特别是应用于大缸径设备中时，活塞头部由于受到活塞座的支撑不足而极易变形，导致设备无法正常工作。虽然，可以通过在活塞头底部设置十字形加强筋的方式来提高活塞头部的强度，但是该加强筋结构在缸径越来越大时，所起的加强作用越来越小。

发明内容

本实用新型提供一种应用于曲柄圆滑块机构的活塞，该活塞可有效防止活塞头变形，强度和刚度好。本实用新型另外提供应用该活塞的内燃机和压缩机。

本实用新型提供的一种应用于曲柄圆滑块机构的活塞，包括活塞头和活塞座；所述活塞座包括平行设置的第一导向部和第二导向部；所述第一导向部和第二导向部之间分开固定的距离；

在所述第一导向部和第二导向部上沿厚度方向分别设置有贯穿该导向部的通孔，分别称为第一圆滑块容置孔和第二圆滑块容置孔；

在所述第一导向部和第二导向部的两侧分别设置有导向面，导向面的面形与气缸内周面相配合；

所述第一导向部和第二导向部同向的端部分别固定设置于活塞头非工作面一侧，并且两导向部于活塞头的接触面之间分开固定的距离。

可选的，所述活塞为双作用活塞，在活塞座的两端部，各有一个活塞头。

可选的，所述两导向部与活塞头一体成型。

可选的，所述第一圆滑块容置孔和第二圆滑块容置孔孔径相同，位置相对应。

可选的，所述第一导向部和第二导向部之间的距离足以能容纳另外活塞的导向部或者动平衡滑块的导向部穿过。

可选的，在所述第一导向部和第二导向部的导向面上均开设有油孔，所述油孔通过设置于导向部中的油道与相应的圆滑块容置孔向连通。

可选的，所述第一导向部和第二导向部结构相同。

可选的，所述第一圆滑块容置孔和第二圆滑块容置孔中心连线垂直于活塞往复运动方向。

本实用新型还提供一种内燃机，该内燃机采用上述任一所述的活塞。

本实用新型还提供一种压缩机，该压缩机采用上述任一所述的活塞。。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点: 本实用新型的活塞包括活塞头和活塞座，活塞座包括平行设置的第一导向部和第二导向部，所述第一导向部和第二导向部的同向端部分别固定设置于活塞头非工作面的一侧（也称为活塞头底端），且两导向部与活塞头的接触面之间分开固定的距离；对于每一活塞头，两导向部的同向的端部与活塞头底部固为一体，也即每一活塞头底端均由两个导向部对其提供支撑，且两导向部之间还分开固定的距离，从而使得活塞头底端悬空的区域减少，可减小活塞头在高强度和高负荷工况下的变形，有利于提高活塞头的刚度和强度，保证使用该活塞的内燃机或压缩机的稳定性；而且，本实施例的两导向部的结构在提高活塞整体强度和刚度的同时，活塞整体的质量增加不大。

附图说明

图1为本实用新型的活塞实施例的结构示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

图1为本实用新型的应用于曲柄圆滑块机构的活塞实施例的结构示意图。本实施例中，以活塞为双作用活塞为例进行说明。

请参看图1，本实用新型的实施例中，活塞包括活塞座2以及分别设置于所述活塞座2的两端部的第一活塞头1a和第二活塞头1b。其中，所述两活塞头与活塞座2可以一体成型，也可以以铆接或螺钉连接等方式固定装配在一起。本实施例中以二者一体成形为例进行说明。

本实施例中，两活塞头均包括顶部以及设置于侧边的环带部（未标示）。在应用于内燃机时，在所述顶部可以设置各种形状的燃烧室(主要是柴油机活塞)；在所述环带部还可以设置有气环环槽和油环环槽。所述气环环槽和油环环槽分别用于容置活塞的气环和油环。

请继续参考图1，与所述两活塞头一体成形的活塞座2包括平行设置的第一导向部2a和第二导向部2b，且所述第一导向部2a和第二导向部2b分开固定的距离。

本实施例中，第一导向部2a和第二导向部2b均为扁长结构，在两导向部上沿厚度方向分别设置有贯穿该导向部的通孔，分别称为第一圆滑块容置孔2a-1和第二圆滑块容置孔2b-1。所述两圆滑块容置孔为圆形通孔，用于装配曲柄圆滑块机构的圆滑块，故其直径大于装配于其中的圆滑块的直径，以便于在圆滑块装配于圆滑块容置孔中时，圆滑块可以相对于相应的导向部转动，并因此带动安装于圆滑块的偏心圆孔中的曲柄销转动。

为提高耐磨能力，可以对圆滑块容置孔的内壁表面进行特殊的处理，形成耐磨表面；或者在所述内壁表面安装滑动轴承，例如轴瓦。为减小摩擦，也可以在所述圆滑块容置孔的内壁安装滚动轴承，例如，滚针轴承，以减小圆滑块转动时的摩擦。当然，也可以采取其它措施提高圆滑块容置孔的耐磨性能并减小摩擦，这里不再一一列举。

本实施例中，所述两圆滑块容置孔孔径相同，且位置相对应，两圆滑块中心连线垂直于活塞往复运动方向。当然，设置两圆滑块容置孔孔径相同并非是必要的，也可以将两圆滑块设置为不同的孔径。

在本实施例中，在所述第一导向部2a和第二导向部2b的两侧还分别设置有导向面，每一导向面的面形均与气缸内周面相配合，以便在该活塞置于设备（包括内燃机或压缩机）的气缸中并做往复运动时，对活塞进行导向。

所述第一导向部2a和第二导向部2b的同向端部分别固定设置于活塞头非工作面的一侧（也称为活塞头底端），且两导向部与活塞头的接触面之间分开固定的距离。如图1所示，两活塞头分别设置于两导向部的两端部，对于每一活塞头，两导向部的同向的端部与活塞头底部固为一体，也即每一活塞头底端均由两个导向部对其提供支撑，且两导向部之间还分开固定的距离，从而使得活塞头底端悬空的区域减少，可减小活塞头在高强度和高负荷工况下的变形，有利于提高活塞头的刚度和强度，保证使用该活塞的内燃机或压缩机的稳定性。而且，本实施例的两导向部的结构在提高活塞整体强度和刚度的同时，活塞整体的质量增加不大。

上述实施例中的活塞既可以与单圆滑块配合，构成单缸单作用机器或单缸双作用机器；还可以与三圆滑块配合，构成V型、T型机器。

在与单圆滑块配合时，活塞的两导向部之间的距离设置主要考虑对活塞头的支撑，避免活塞头的变形，提高整个活塞的强度。此时，该单圆滑块沿轴向的宽度需等于或略小于两导向部上圆滑块容置孔外端面之间距离，以便整个圆滑块可全部置于两圆滑块容置孔中，由两导向部在两端对圆滑块提供支撑。此外，为减轻圆滑块整体的质量，还可以在圆滑块相对于活塞两导向部之间空间的位置，设置去重槽，以减轻整体圆滑块的旋转质量。

在与三圆滑块配合时，需要另外的活塞或者动平衡滑块，因而，本实施例的活塞的两导向部之间的距离在考虑对活塞头支撑、提高活塞强度的同时，还需要考虑该两导向部之间距离需要足以能容纳另外的活塞的导向部或动平衡滑块的导向部能够穿过，以便组成三圆滑块结构的曲柄圆滑块结构。

在上述的本实施例的活塞中，还可以设置其它的结构，例如在每一导向部的导向面上开设油孔3，该油孔3可以通过设置于导向部中的油道与相应的圆滑块容置孔向连通。在活塞上还可以进一步设置加强筋等加强结构，进一步提高活塞的强度。这类不在一一赘述。

上述的实施例中，以活塞两导向部结构相同为例进行了说明，需要强调的时，本实用新型中活塞两导向部结构相同并非是必须的，也可以设置两导向部结构不同，即为非对称结构，只要两导向部能够对活塞的活塞头提供足够的支持，对提高活塞头抗变形能力有积极作用的结构均应视为本实用新型保护的范围。

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 (10)

1.一种应用于曲柄圆滑块机构的活塞，其特征在于，包括活塞头和活塞座；所述活塞座包括平行设置的第一导向部和第二导向部；所述第一导向部和第二导向部之间分开固定的距离；

在所述第一导向部和第二导向部上沿厚度方向分别设置有贯穿该导向部的通孔，分别称为第一圆滑块容置孔和第二圆滑块容置孔；

在所述第一导向部和第二导向部的两侧分别设置有导向面，导向面的面形与气缸内周面相配合；

所述第一导向部和第二导向部同向的端部分别固定设置于活塞头非工作面一侧，并且两导向部于活塞头的接触面之间分开固定的距离。

2.根据权利要求1所述的应用于曲柄圆滑块机构的活塞，其特征在于：所述活塞为双作用活塞，在活塞座的两端部，各有一个活塞头。

3.根据权利要求1或2所述的应用于曲柄圆滑块机构的活塞，其特征在于，所述两导向部与活塞头一体成型。

4.根据权利要求1所述的应用于曲柄圆滑块机构的活塞，其特征在于，所述第一圆滑块容置孔和第二圆滑块容置孔孔径相同，位置相对应。

5.根据权利要求1所述的应用于曲柄圆滑块机构的活塞，其特征在于，所述第一导向部和第二导向部之间的距离足以能容纳另外活塞的导向部或者动平衡滑块的导向部穿过。

6.根据权利要求1所述的应用于曲柄圆滑块机构的活塞，其特征在于，在所述第一导向部和第二导向部的导向面上均开设有油孔，所述油孔通过设置于导向部中的油道与相应的圆滑块容置孔向连通。

7.根据权利要求1所述的应用于曲柄圆滑块机构的活塞，其特征在于，所述第一导向部和第二导向部结构相同。

8.根据权利要求1所述的应用于曲柄圆滑块机构的活塞，其特征在于，所述第一圆滑块容置孔和第二圆滑块容置孔中心连线垂直于活塞往复运动方向。

9.一种内燃机，其特征在于，采用上述权项权利要求1至8任一所述的活塞。

10.一种压缩机，其特征在于，采用上述权项权利要求1至8任一所述的活塞。