[发明专利]带有曲柄圆滑块的内燃机或压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有曲柄圆滑块的内燃机或压缩机。

背景技术

往复活塞式内燃机和压缩机的运动转换机构主要采用曲柄连杆机构，活塞运动不是简谐运动，存在高阶惯性力，难以平衡，而且需要专门的曲轴箱容纳连杆运动，导致机体体积大、重量重。为克服曲柄连杆机构的这一缺陷，有人采用一种曲柄圆滑块机构取代曲柄连杆机构，并用多种方法解决曲柄圆滑块机构存在“活点”不能可靠地把圆周运动转化为往复直线运动的问题。日本期刊《内燃机关》1981年第8期报道了日本工业大学研制的无连杆内燃机，其采用圆滑块机构，其中两个圆滑块组合使用，气缸呈“+”字型布置。这样的圆滑块机构必然使其中一缸或几缸斜置，润滑油容易窜入活塞顶部，引起重大事故，而且启动前必须排油，操作复杂。

ZL95111403.4号中国发明专利请求保护一种曲柄双圆滑块往复活塞式内燃机，其采用两个圆滑块组合，两气缸呈“+”字型布置，但斜置的气缸不用作燃烧气缸，而是用作平衡滑块的运动滑道，由此解决了润滑油窜入活塞顶部引起的一系列问题。但该结构两个圆滑块分开制造，并用定位销固定联接，强度不够，容易折断；同时平衡滑块的跑道为气缸结构，与燃烧气缸相互垂直，导致机体体积过大，结构复杂难以加工。

发明内容

本发明旨在将一种全新的带有曲柄圆滑块的内燃机或压缩机公之于众，并依法获得此项技术的专利权。这种全新的带有曲柄圆滑块的内燃机或压缩机能够克服上述现有技术中的缺陷，体积小，结构简单，容易加工，强度明显提高，优化了内燃机或压缩机结构，提高了内燃机和压缩机的工作效率。

为实现上述目的，本发明提供一种带有曲柄圆滑块的内燃机或压缩机，包括机体及包含在该机体内的气缸（1）、活塞（24）、曲轴、动平衡滑块（22）、及可旋转地装在活塞圆孔中的曲柄圆滑块（17），该曲柄圆滑块为一体式结构，无需定位销固定连接，并具有偏心轴孔，该轴孔套在曲轴上，机体内动平衡滑块与跑道相配合工作。

由于按照本发明的内燃机或压缩机中采用了特殊设计的圆滑块，即整体式结构的圆滑块，所以曲柄圆滑块（17）强度高、机体体积小、重量轻、结构简单、便于加工制造、平衡性好、充气效率和燃烧效率高。

优选的是，平衡滑块为扁长形，中间有圆孔，圆孔的直径与曲柄圆滑块偏心圆柱的外缘直径相同，平衡滑块的两端为同一圆柱上的两道弧，平衡滑块两端圆弧的直径与平衡滑块跑道两端的圆弧直径相同。

优选的是，所述平衡滑块采用可锻铸铁KTZ450-06的珠光体制成，且平均抗拉强度不小于450MPa，伸长率不小于6%，且经过淬火加低温回火处理，所述处理如下进行：将亚共析钢工件加热到Ac3，或将过共析钢加热到Ac1以上30-50℃，保温后在水、油等淬火介质中冷却。淬火后将工件加热到150-200℃以上，保温后在空其中冷却。利用淬火加低温回火处理后的钢件具有高硬度、高耐磨性。洛氏硬度达到58-62HRC甚至更高。

特别优选的是，所述圆滑块采用球墨铸铁QT450-10表面抗拉强度大于450MPa伸长率10%的球墨铸铁制成，且经过淬火加高温回火处理，所述处理如下进行：将亚共析钢工件加热到Ac3，或将将过共析钢加热到Ac1以上30-50℃，保温后在水、油等淬火介质中冷却。淬火后将工件加热到500℃以上，保温后在空气中冷却。利用淬火加高温回火处理的钢件具有很高的耐磨性、韧性以及良好的综合力学性能。

优选的是，圆滑块由两部分构成，每一部分均为一偏心扁圆柱，分别处于不同的平面内，且具有相同的偏心距e。

进一步优选的是，两偏心扁圆柱的偏心孔直径相等且中心线重合。

进一步优选的是，两偏心圆柱的中心线互相平行且与偏心圆柱的偏心孔中心线位于同一平面内。

优选的是，机体内设置一个水平布置的贯通圆柱孔，作为气缸和活塞运动的跑道（25）。

进一步优选的是，在垂直于气缸的水平方向开设曲轴轴承孔（3）。

优选的是，在垂直于气缸竖直方向开设平衡滑块跑道（5）。

进一步优选的是，平衡滑块跑道为圆柱状或圆柱上的两道弧，平衡滑块跑道设置在气缸通孔外，分为上下两部分，平衡滑块跑道与气缸通孔通过长方形孔相通。

优选的是，机体做成两截式，沿曲轴轴承孔的中心线与平衡滑块跑道所在的平面剖分为两部分的轴承孔。

进一步优选的是，平衡滑块为扁长形，中间带有圆孔，圆孔直径与圆滑块偏心圆柱的外缘直径相同，平衡滑块的两端为同一圆柱上的两道弧，直径与平衡滑块跑道的直径相同。