[发明专利]一种用于曲柄圆滑块机构的活塞及其内燃机、压缩机

说明书

技术领域

本发明涉及曲柄圆滑块机构，具体涉及一种用于曲柄圆滑块机构的活塞。本发明同时涉及使用上述活塞的内燃机、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。

请参看图1、图2，分别根据中国专利文献CN85100358B说明书图4、图5公开的活塞立体图绘制。从图中可以看出，该种内燃机的活塞总成具有冠部1、导向部2两个部分，所述冠部1与传统内燃机的活塞头作用相同，其顶部称为活塞顶，为燃烧室的一部分；冠部周边则设置有若干活塞环槽，用于安置气环、油环，实现对汽缸的密封。图中，在冠部下部，设置所述导向部2，该导向部2主体部分为薄块状，该薄块的两个侧边能够与机体的滑道配合，称为导向侧面；其平面的中心线上则开有内径和圆滑块外径配合的圆孔，该圆孔称为圆滑块容置孔3。根据不同的情况，导向部2的宽度可以等于冠部1的宽度，如图1；也可以大于冠部1的宽度，如图2。该导向部2又称为活塞座。

由于该发动机不使用连杆，其结构也与传统发动机不同。由于没有连杆，上述活塞没有设置活塞销座；由于在该曲柄圆滑块形式发动机在运动过程中，活塞受到的侧向力很小，所以，该活塞也没有在冠部1的活塞环带以下部位设置活塞裙部。

由于上述活塞使用在与传统发动机截然不同的场合，其活塞受力和传统发动机不同，其承力结构的设计也应当和传统发动机不同。

上述现有技术公开的活塞能够较好的实现曲柄圆滑块机构的运动功能，但是仍然具有明显的缺点。首先，其活塞分为冠部1和导向部2两部分，结构比较复杂，在制作相应的毛胚时，该结构使其难以出模。另外，活塞的冠部1和导向部2具有不同的功能，在内燃机运转的过程中，上述两个部分处于完全不同的工况，采用现有技术提供的活塞形式，无法同时照顾两部分不同工况而对材质提出的不同需求。

与上述情况相似，在曲柄圆滑块运动机构用于压缩机或者在其它可能需要实现直线往复运动到旋转运动转化或者旋转运动到直线往复运动转化的场合，上述现有技术提供的活塞结构也存在类似的问题。

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活塞，该活塞允许根据各部位的不同工况，对各部分材质做出不同的选择。本发明同时提供使用上述活塞的内燃机和压缩机。

本发明提供的一种用于曲柄圆滑块机构的活塞，该活塞具有分别制成的冠部、活塞座；所述冠部包括活塞顶、活塞环带，所述活塞座上设置有圆滑块容置孔；冠部、活塞座上各自设置相互配合的连接结构；通过上述连接结构，以适当的连接件连接冠部、活塞座，形成完整的活塞；从活塞环带对称设置两个沿轴向向下伸出的条状的导向侧板，导向侧板的外径略大于所述活塞环带的外径，其外径面能够与汽缸内壁配合；所述导向侧板上设置有通孔，作为所述冠部上设置的连接结构的一部分；所述活塞座的圆滑块容置孔上设置有用于设置所述连接结构的连接架，所述连接架的侧边上设置有螺纹孔或者通孔作为连接结构的一部分；装配时，所述导向侧板内径面卡在上述连接架的侧边的外侧面，导向侧板上的通孔和连接架的侧边上的螺纹孔或者通孔对准，使用螺钉或者铆钉将两者连接在一起。

优选的，所述冠部有一个或者两个，相应的，所述活塞座的一头或者两头具有所述连接结构。

优选的，所述冠部只有一个，该活塞还包括独立制成的活塞镶块，所述活塞座未安装冠部的一侧设置用于与该活塞镶块连接的连接结构，所述活塞 镶块上设置与其配合的相应的连接结构，通过上述相互配合的连接结构，使用连接件将活塞镶块固定在活塞座上未安装冠部的一端。

优选的，当所述曲柄圆滑块机构使用于二冲程发动机时，所述冠部还具有从活塞环带开始向下伸出的挡板，该挡板的外径面与所述导向侧板的外径面在同一个圆周面上，并在周向上展开设定的角度。

优选的，所述两个导向侧板中的一个被包容在上述挡板中。

优选的，所述挡板的内径面的周向上设置一个、两个或者多个周向加强肋。