[实用新型]用于曲柄圆滑块机构的往复运动元件及其设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及曲柄圆滑块机构，特别是涉及使用该机构的往复运动元件。本实用新型同时提供使用该往复运动元件的设备。

背景技术

往复活塞式的内燃机、压缩机，都需要实现活塞的往复运动和曲轴的旋转运动之间的转换。其中，往复式内燃机是将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动，而往复式压缩机则是将曲轴的旋转运动转化为活塞的往复运动。目前的通用技术下，上述转换过程均需要使用曲柄连杆机构。由于曲柄连杆机构中连杆的存在，使机器庞大、笨重，无法完全平衡.

为了解决上述问题，中国专利CN85100359A公开了一种“曲柄圆滑块往复活塞式内燃机”，中国专利ZL95111404.2保护了一种“曲柄双圆滑块往复活塞式内燃机”，中国专利ZL95111403.4保护了一种“曲柄多圆滑块往复活塞式内燃机”。上述内燃机的共同特点是对通用技术下内燃机的曲柄连杆机构进行了彻底改进，采用具有偏心圆孔的圆滑块代替连杆。所述偏心圆滑块呈圆柱形，并且开有平行于圆柱体轴线的偏心圆孔，该偏心圆孔用于穿过曲轴的曲柄销。该内燃机的活塞包括冠部和导向部，其中导向部上开有圆孔，称为圆滑块容置孔，该圆孔的内径面和上述圆滑块的外径面相配合，所述圆滑块即安置在该圆孔中。当所述活塞受到汽缸中燃烧气体的推动而在气缸中往复运动时，所述偏心圆滑块绕其自身的圆心转动，并进而带动曲轴反向转动，从而将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动，再通过与曲轴连接的旋转部件向外传递功率。在双圆滑块或者多圆滑块机构中，除了活塞这一传统发动机中的往复运动元件，还有另外一种往复运动元件，即为了获得动平衡效果以及克服活点而设置的动平衡滑块，动平衡滑块与活塞在机构的处于等价的地位，同样要设置圆滑块容置孔。上述专利的思想也可以方便的转用到压缩机中，获得曲柄圆滑块压缩机。

采用上述曲柄圆滑块机构，可以有效减小内燃机或者压缩机的体积，并可以使机构达到理想的动平衡效果，活塞与汽缸的侧压力也大幅降低。

然而，在实际使用中，上述曲柄圆滑块机构也暴露出一些显著的缺陷。一个主要问题是，在上述曲柄圆滑块机构中，往复运动元件(即活塞或者动平衡滑块的总称)的圆滑块容置孔中需要安置圆滑块，而在该圆滑块的偏心孔中又要穿过曲柄销，由于圆滑块在活塞的圆滑块容置孔中需要旋转，而曲柄销也和圆滑块有相对旋转，这样就需要在圆滑块和往复运动元件的圆滑块容置孔之间设置轴承，在曲柄销和圆滑块的偏心孔之间也需要设置轴承，上述轴承一般采用滑动轴承。这些结构使得该位置上各个零件布置非常密集。为了降低整个机构的体积，往复运动元件外廓尺寸需要尽可能小，但是，往复运动元件的圆滑块容置孔又需要大到足以在其中安置圆滑块、曲柄销以及轴承等零件，这就使往复运动元件的圆滑块容置孔两侧边位置--即活塞或者动平衡滑块的腰部--比较薄，成为往复运动元件强度的薄弱环节。请参看图1，该图示出一个活塞1，并示出其圆滑块容置孔1-1，以及腰部1-2。

由于上述问题，使往复运动元件的腰部强度低，容易在往复运动过程中出现断裂。为了解决上述问题，一般会对腰部1-2进行适当的加强，但是，这又受到往复运动元件尺寸和圆滑块尺寸的限制，使这种设计难以进行。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型解决的技术问题在于，提供一种用于曲柄圆滑块机构的往复运动元件，该往复运动元件的腰部得到了有效的加强，并且不需要减少圆滑块容置孔的孔径，使整个机构的尺寸安排不受影响。

本实用新型提供的用于曲柄圆滑块机构的往复运动元件，具体是活塞或者动平衡滑块，该往复运动元件的圆滑块容置孔内径面表面敷设有减磨材料层。

优选的，所述减磨材料层的厚度为0.25mm至1.5mm。

优选的，所述减磨材料的表面敷设软金属层。

优选的，所述减磨材料层为巴氏合金减磨材料层或者铜基轴承合金减磨材料层或者铝基轴承合金减磨材料层。

优选的，该往复运动元件主体为铁制往复运动元件、钢制往复运动元件或者钛合金制往复运动元件。

优选的，在涂覆减磨材料层之前的圆滑块容置内径面上，开有燕尾形或者螺旋形的沟槽。

优选的，在圆滑块容置孔径向开设有直通内径表面的油孔。

优选的，在圆滑块容置孔内径面表面开设有轴向的油槽。

本实用新型同时提供一种设备，具体是采用曲柄圆滑块机构的内燃机，该内燃机使用上述任意一项技术方案所述的往复运动元件。

本实用新型同时提供一种设备，具体是采用曲柄圆滑块机构的压缩机，该压缩机使用上述任意一项技术方案所述的往复运动元件。