[发明专利]一种无连杆往复-旋转运动转换装置使用的活塞及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种活塞，具体是一种无连杆往复-旋转运动转换装置使用的活塞；本发明同时提供使用上述活塞的设备。

背景技术

采用曲柄圆滑块结构或者端轴-动轴装置的内燃机，其共同特点是不设置连杆，在本发明中所提及的无连杆往复-旋转运动转换机构，具体就是指上述两种形式，当然，也不排除随着技术发展产生的新形式。

上述无连杆结构均可以克服传统的曲柄连杆结构内燃机或者压缩机的缺陷。中国专利文献CN85100358B提供的“曲柄圆滑块往复活塞式内燃机”，中国专利文献CN1067741C提供的“曲柄双圆滑块往复活塞式内燃机”，中国专利文献CN1144880A提供的“曲柄多圆滑块往复活塞式内燃机”，均为曲柄圆滑块内燃机。本申请人近期还申请了一种端轴-动轴机构形式的旋转-往复运动转换装置，该申请文件目前尚未公开。

在上述无连杆的旋转-往复运动转换装置中，活塞分为单作用或者双作用两种结构形式。所谓单作用活塞，就是只在活塞的一端设置活塞冠部，而所述双作用活塞，则是在活塞的两端均设置活塞冠部。

现有技术下，单作用活塞未设置冠部的一端没有受机体轨道支撑的部位，一般认为，这样可以减少往复运动中的摩擦力。但是，实际应用中发现，使用这种单作用活塞时，使用一段不长的时间后，活塞就容易出现卡滞。

另外，上述两种无连杆内燃机都可以使用三个往复运动件为一组的结构，例如中国专利文献CN1144880A提供的“曲柄多圆滑块往复活塞式内燃机”，以及本申请人最近申请的端轴-动轴机构发明专利。其中，两侧的往复运动件的质量相同并且运动轨道相互平行，而中间的往复运动件运动轨道和两侧往复运动件的运动轨道呈90度，并且其质量等于两侧的往复运动件的质量之和。当位于中间位置的往复运动件为活塞时，现有技术下采用和位于两边的活塞相似的结构，这样，在相同的尺寸下，就难以使该活塞的质量满足上述质量关系；为了增加该活塞的质量，就不得不增加该活塞的体积，相应的，也要增加其所在的往复运动轨道的尺寸，造成机体空腔部位体积增加，其刚度和强度显著降低。

由于上述原因，有必要针对曲柄圆滑块机构以及端轴-动轴机构，尤其是在采用三往复运动原件元件成组使用的情况下，为处于中间位置的活塞设计特殊的结构，以解决其质量和体积的矛盾。

发明内容

本发明提供一种无连杆往复-旋转运动相互转换机构使用的活塞，该活塞能够明显推后活塞出现卡滞的时间。

本发明提供的一种无连杆往复-旋转运动相互转换机构使用的活塞，还能够根据整体机构设计对活塞质量的需求，方便的调整活塞的质量，并且该活塞不需要为其往复运动而占据很大的机体空间。

本发明同时提供使用上述活塞的设备，具体是使用曲柄圆滑块机构的内燃机和压缩机，以及使用动轴-端轴机构的内燃机和压缩机。

本发明提供的无连杆往复-旋转运动转换装置使用的活塞为单作用活塞，与活塞头部相对的另一端设置有辅助导向部，该辅助导向部的外周面和机体的辅助跑道配合，并且辅助导向部和辅助跑道之间的配合间隙小于该活塞的冠部安装油环、气环后与气缸内壁之间的配合间隙。

优选的，所述辅助导向部的主体为一段实心柱体。

优选的，该活塞的辅助导向部的主体为一段从圆滑块容置孔或者动轴销孔下端中心位置伸出的圆柱。

优选的，所述的活塞头部包括上部、支撑部和底部，所述上部包括冠部和裙部，所述支撑部连接在冠部底面和底部之间，所述底部具有向下方开口的第一圆弧口；所述辅助导向部的上部具有向上开口的第二圆弧口，所述第一圆弧口和第二圆弧口相对，共同形成一个完整的圆滑块容置孔或者动轴销孔。

优选的，该活塞为分体式活塞，包括活塞头部和辅助导向部两个分别独立制成的部分。

优选的，所述活塞头和辅助导向部之间通过定位连接结构连接为一体。

优选的，所述的辅助导向部的横截面为半圆形或者扇形。

本发明同时提供一种设备，具体是内燃机，该内燃机采用曲柄圆滑块结构形式，该内燃机至少一个活塞采用上述任意一项技术方案所述的活塞。

本发明另外提供一种设备，具体是内燃机，该内燃机采用动轴-端轴结构形式，该内燃机中的至少一个活塞采用上述任意一项技术方案所述的活塞。

本发明另外提供一种设备，具体是压缩机，该压缩机采用曲柄圆滑块结构形式，该压缩机中的至少一个活塞采用上述任意一项技术方案所述的活塞。

本发明另外提供一种设备，具体是压缩机，该压缩机采用动轴-端轴结构形式，该压缩机中的至少一个活塞采用上述任意一项技术方案所述的活塞。