[发明专利]一种用于曲柄圆滑块机构的机体及其内燃机、压缩机

说明书

技术领域

 本发明涉及曲柄圆滑块机构，特别是涉及一种用于曲柄圆滑块机构的机体，本发明同时涉及使用上述机体的内燃机以及压缩机。

 

背景技术

[0002] 传统发动机的运动机构为曲柄连杆机构。在这种运动机构下，活塞的往复运动需要通过与其连接的连杆传递给曲轴，在运动过程中，连杆随着活塞的运动作来回的摆动，使活塞受到以高阶函数变化的周期性侧向力。

由于连杆的存在，曲柄连杆机构内燃机存在体积庞大、笨重、平衡性能差等缺点，为了解决这些问题，中国专利文献CN85100358B公开了一种“曲柄圆滑块往复活塞式内燃机”，这种内燃机的特点是取消了连杆，采用开有偏心圆孔的圆滑块与特殊设计的活塞总成相配合，实现活塞的直线往复运动到旋转运动的转化。

以上述专利文献为基础，中国专利文献CN1067741C公开了一种 “曲柄双圆滑块往复活塞式内燃机”。该内燃机采用活塞与动平衡滑块配对的方式，两者分别在呈90度布置的往复运动轨道上运动，活塞和动平衡滑块之间相互克服活点，可以避免采用齿轮机构克服活点对机构寿命的影响；同时，活塞和动平衡滑块的运动合力形成从曲轴中心指向曲柄销中心的离心力，便于进行平衡，使该机构可以达到理想的动平衡效果。该机构的问题在于，所述活塞和动平衡滑块之间沿曲轴轴线存在距离L，使两者在曲轴上形成弯矩，使整个机构无法完全平衡。

在中国专利文献CN1144880A中，则公开了一种三圆滑块机构，该机构采用三个往复运动元件形成往复运动元件组，三个往复运动元件的往复运动轨道相互垂直，其中位于中间的往复运动元件的质量为其他两个往复运动元件的质量之和，位于中间的往复运动元件中安装的圆滑块的质量为安装在两边的往复运动元件中的圆滑块的质量之和。三个圆滑块相互固定形成圆滑块组，其中位于两侧的圆滑块同相安装，位于中间的圆滑块与两侧的圆滑块以180°相位差安装。上述三个圆滑块的偏心孔套在同一个曲柄销上。上述机构中，所有往复运动惯性力最终可以合成一个旋转惯性力，便于通过设置平衡元件实现平衡。并且，由于中间往复运动元件在尺寸上设置为恰好在两侧的往复运动元件的中间位置，使整个机构在曲轴上不会形成弯矩，也就是说，在理论上，该结构可以实现完全的平衡效果。但是，该机构的良好动平衡效果有赖于其设置的中间往复运动件，整个机构过于复杂，并且增加了往复运动元件的数量，需要增加曲柄销的长度，造成轴系刚度降低。另外，机器的制造成本也显著增加，可靠性也有所下降。对于要求尺寸较小的机器，不可能采用上述机构。

为解决上述问题，申请人提出了采用三圆滑块构成的只有两个往复运动元件的曲柄圆滑块机构。该机构的一个可能形式的示意图如图1、图2所示，图中只示出活塞、圆滑块等主要运动构件。

如图1、图2所示，该机构中，包括一个双作用活塞A和一个单作用活塞B，其中，双作用活塞A的导向部被位于中间的一条中间间隙C分为第一列导向部I、和第二列导向部II两列；单作用活塞B的导向部则从所述双作用活塞A的导向部的中间间隙C中穿过。在所述双作用活塞的第一列导向部I和第二列导向部II上均设置了圆滑块容置孔，这样，在双作用活塞A上同相位安装左圆滑块D、右圆滑块E；在单作用活塞B的导向部上，以与上述左圆滑块D和右圆滑块E相位呈180°的方式安置了中间圆滑块F，上述三个圆滑块相互固定，构成三圆滑块组。

通过上述机构，就在采用两个往复运动件的曲柄圆滑块机构中使用了三圆滑块组，从而能够获得三圆滑块组的优点，同时又有效减少了整个机构的复杂性。上述机构还有其它形式，例如，将单作用活塞设计为双列式；或者两个活塞均为双作用活塞，其中一个为双列式，另外一个为单列式。

为了使上述曲柄圆滑块机构正常工作，设计合适于上述机构的机体非常重要。这种机体不仅需要为上述运动机构提供有效的运动支撑，并且还希望其结构比较简单，制造容易，这样才能够有效降低制造成本。发明内容

本发明提供一种用于曲柄圆滑块机构的机体，该机体能够为具有两个以垂直-水平关系布置的往复运动件的曲柄圆滑块机构提供有效的支撑，该机体结构简单，制造容易，成本低。

本发明的进一步优选技术方案，特别针对采用三圆滑块机构实现的具有两个以垂直-水平关系布置的往复运动件的曲柄圆滑块机构提供一种机体。

本发明的进一步优选技术方案，还进一步在该机体上集成了一些辅助机构，以便进一步降低整个设备的比重量或者比体积指标。

本发明同时提供使用上述机体的内燃机和压缩机。