[发明专利]一种用于曲柄圆滑块机构的单作用活塞及其内燃机、压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及活塞技术，具体涉及一种用于曲柄圆滑块机构的单作用活塞。本发明同时涉及使用上述活塞组的内燃机、压缩机。

背景技术

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。中国专利文献CN1067741C进一步提供了一种曲柄双圆滑块往复活塞式内燃机，该内燃机的特点是具有一个活塞和一个动平衡滑块，在该专利文献的说明书第6页第三自然段中指出，要求活塞总成和动平衡滑块总成的质量相同，重心在各自的中心线上。实际上，上述动平衡滑块总成可以制成活塞的形式，在该专利文献的第二实施例中提供的动平衡滑块就采用了一端为工作部，另一端为导向部的单作用活塞的形式，此时，所述动平衡滑块实际上作为活塞使用，其工作部同样在汽缸中运行，该动平衡滑块同样起到将油气混合物点燃后的燃烧气体压力转化为往复运动力，因此，在这种情况下可以不区分活塞和动平衡滑块，也就是说，可以认为是两个活塞相互之间进行动平衡。由于该实施例中的活塞和动平衡滑块并没有本质区别，因此，以下将该动平衡滑块也称为活塞。对于该实施例，所称活塞为的两头均有工作部，即该文献所述双面活塞，在本专利中称为双作用活塞；该实施例中所称动平衡滑块为单面活塞结构，在本专利中称为单作用活塞。

该第二实施例需要平稳运行，同样也需要满足上述要求，即活塞总成与动平衡滑块总成质量相同并且重心在各自的中心线上。但是由于前者使用双作用活塞，后者使用单作用活塞，两者如果采用相同的活塞座和工作部，其重量明显会存在差异。在该专利文献中，没有公开克服上述问题的技术细节。 实际上，在曲柄圆滑块机构中，如果存在几个活塞，各个活塞之间的质量比都会有一定的要求，例如，在上述中国专利文献CN1067741C中，需要两个活塞总成的质量相同，并且重心落在活塞的中心线上。在中国专利文献CN1144880A中，公开一种曲柄多圆滑块往复式内燃机，在其第二实施例中，则具有两个轨道平行布置的单作用活塞(原文称为单面活塞)，和一个轨道与上述两个活塞垂直的单作用活塞作为动平衡滑块。为了使该结构活的理想的动平衡效果，需要作为动平衡滑块的活塞的重量等于另外两个活塞重量之和。

总之，在上述曲柄双园滑块或者曲柄多圆滑块的体系中，为了实现合理的汽缸布置，使内燃机或者压缩机的性能达到最佳，不同活塞之间需要保持合适的质量比，并且活塞的重心位置也需要设置在合适的位置上，否则，发动机或压缩机将难以获得最佳的特性，甚至无法正常运转。

在曲柄圆滑块机构中，有时需要将单作用活塞和双作用活塞配合使用。所谓单作用活塞，就是活塞的一头有冠部，所谓双作用活塞，是活塞的两头都有冠部的活塞。此时，由于冠部数目不同，使两个活塞之间的质量不同，其质量比无法满足设计要求，影响了内燃机设计的灵活性。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种用于曲柄圆滑块机构的单作用活塞，该活塞的重量能够灵活调节，使其可以与双作用活塞配合，构成曲柄圆滑块发动机或压缩机。

本发明提供一种用于曲柄圆滑块机构的单作用活塞，该单作用活塞包括活塞座和该单作用活塞的一端设置的冠部，在所述活塞座的适当部位设置有配重体，该配重体增加该单作用活塞的质量，以使该单作用活塞与在曲柄圆滑块机构中和该单作用活塞配合使用的另一活塞的质量相匹配，该配重体的设置位置同时使该单作用活塞重心落在所需的位置。

优选的，所述活塞的配重体相对所述冠部设置在该单作用活塞的另一头。

优选的，所述单作用活塞的配重体，具体是与该单作用活塞活塞座一体或者分体但通过连接结构连接为一体的配重条或者配重块。