[实用新型]曲柄圆滑块机构及应用该机构的设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及无连杆往复运动与旋转运动相互转换的机构，具体涉及一种曲柄圆滑块机构。本实用新型同时涉及一种应用该机构的设备。

背景技术

在传统的内燃机和压缩机中，通过曲柄连杆机构实现活塞的往复运动与曲轴的旋转运动之间的转换。然而，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、平衡性能差等缺点。

为解决上述问题，审定公告日为1988年1月13日、公告号为CN85100358B的中国专利公开了一种“曲柄圆滑块往复活塞式内燃机”。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”。所述中国专利公开的内燃机和压缩机中，用曲柄圆滑块机构取代了曲柄连杆机构，作为往复运动与旋转运动转换的机构。其中，在曲柄圆滑块机构中，包括圆滑块、活塞以及曲轴；圆滑块上设置有偏心圆孔；在活塞的活塞座上设置有圆滑块容置孔。装配时，将圆滑块可旋转的设置于所述的圆滑块容置孔中；曲轴的曲柄销可旋转的装配于所述的偏心圆孔中。

下面以内燃机为例，说明上述曲柄圆滑块机构的工作方式。工作时，燃烧室中的燃烧气体膨胀推动活塞运动，通过活塞带动设置于其中的圆滑块做往复运动，而圆滑块在所述活塞中同时做旋转运动，所述往复运动与旋转运动的合成使得圆滑块上的偏心圆孔的中心轴线绕曲轴的中心轴线做旋转运动；而所述偏心圆孔的中心轴线与曲轴的曲柄销的轴线重合，从而可实现活塞的往复运动到曲轴的旋转运动的转换。压缩机工作时，过程刚好相反。

在上述的中国专利公开的技术方案中，需要采用一个内齿轮传动副结构，解决活点的问题。然而，该结构仅适用于单缸机，且该动平衡性能不够理想。

基于此，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”，该内燃机中，通过两个相位差呈180度设置的圆滑块组成圆滑块组，两个圆滑块分别置于往复运动方向相互垂直的往复运动件中。工作时，相互垂直的往复运动件可相互克服活点问题，且可以将各自的往复惯性力转化成为离心惯性力，从而便于对其进行平衡。具有更好的平衡效果。

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”，该内燃机中，具有三个圆滑块，相邻圆滑块相位差也呈180度，从而形成位于中间圆滑块分别与位于两端圆滑块呈180度相位差，而位于两端两圆滑块相位相同的圆滑块组。位于两端的圆滑块置于往复运动方向相同的活塞中，而位于中间的圆滑块置于与所述活塞往复运动方向垂直的动平衡滑块中。对于三圆滑块的圆滑块组的机构，也可以可将相互垂直的往复惯性力转化为离心惯性力并可以克服单圆滑块机构的活点问题。而且，三圆滑块组的机构相对于双圆滑块组的机构，还可以平衡往复惯性力矩，具有更好的平衡效果。

上述“曲柄多圆滑块往复活塞式内燃机”的曲柄圆滑块机构仅仅是提供了一种设计可能，针对具体的使用环境，还需要进行具体的设计和改进。

实用新型内容

本实用新型提供一种曲柄圆滑块机构，本实用新型的曲柄圆滑块机构可灵活应用于不同场合。本实用新型另外提供一种应用该曲柄圆滑块机构的设备。

本实用新型提供的一种曲柄圆滑块机构，包括圆滑块、往复运动件、曲轴以及支撑该机构的机架；

所述曲轴包括位于两端的曲柄以及位于两曲柄之间的曲柄销，所述曲柄具有共同的旋转轴，该旋转轴即为曲轴旋转轴，所述曲柄可旋转的支撑于机架上；所述曲柄销具有平行于所述曲轴旋转轴的轴线，且该轴线偏离所述曲轴旋转轴的距离为e；

所述圆滑块具有偏心距为e的偏心圆孔，用于曲柄销穿过所述圆滑块的偏心圆孔，使圆滑块可旋转的套接于曲柄销上；在所述曲柄销上套接有三个固为一体的圆滑块，相邻圆滑块相位差呈180度设置；

往复运动件设置于机架上的往复运动导轨中；往复运动件上设置有圆滑块容置孔，用于容置所述的圆滑块；每一圆滑块均可旋转的设置于一往复运动件的圆滑块容置孔中；相位相同的圆滑块对应的往复运动件的往复运动导轨平行；相位差呈180度的圆滑块对应的往复运动件的往复运动导轨相互垂直；

其中，所述三圆滑块中位于两端的圆滑块上的往复运动件为动平衡滑块，位于中间的圆滑块上的往复运动件为活塞。

可选的，所述活塞为单作用活塞或者双作用活塞。

可选的，设置于动平衡滑块中的圆滑块称为平衡圆滑块，设置于活塞中的圆滑块称为工作圆滑块；所述两平衡圆滑块质量相同，其质量之和等于工作圆滑块的质量；所述三圆滑块组成的圆滑块组的质心位于所述曲柄销的中心轴线上。