[其他]活塞裝置

在審

• 申請號: 101986000005124
• 申請日: 1986-08-19
• 公開（公告）號: CN1005586B
• 公開（公告）日: 1989-10-25
• 發明（設計）人: 拉爾夫·格登·莫爾加多
• 申請（專利權）人: 拉爾夫·格登·莫爾加多
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 劉征;陳申賢

一套活塞裝置。它包括氣缸２２，配有可旋轉的偏心曲軸１６，連桿４２的一端與曲軸１６相接，并可繞其做相對轉動；該活塞裝置還包括一個球臺形的活塞４０，活塞４０與連桿４２的另一端剛性連接。球臺形活塞的側壁面６０接于截錐形的裙部６２。在活塞的內部可設置冷卻肋。

本發明與用于內燃機等裝置中的活塞及連桿有關。

在往復式活塞內燃機中，標準活塞的一個重要缺陷是它較重。往復運動使活塞的方向頻繁地突變，這會在連桿、軸承及氣缸壁上施加很大的負荷。隨著活塞重量的減輕，連桿的慣性力及在整個循環中使活塞加速或減速所需的能量均隨之減小。

此外，連桿要承受范圍極大的循環應力，其中包括由氣體膨脹引起的壓力及活塞方向的改變而引起的慣性力。循環應力在一秒鐘內要變動多次。這類應力有些是與活塞和連桿的重量以及速度的變化率成正比的。隨著活塞及連桿的重量的減輕，改變速度所需的力也隨之減小。而且，因為傳統的連桿與位于活塞環之下的活塞下部相連，因而連桿較短，從而當活塞在氣缸中做往復運動時，連桿傾斜角很大，使氣缸壁受到側壓力。

標準活塞的另一個重要缺陷是需配備活塞環，以便將活塞與氣缸壁之間的間隙封閉。這些活塞環在設計及功能方面存在著一些內在的問題。例如，當活塞改變方向時，活塞環會在環槽中運動，這使活塞環在一段短暫的時間內降低了密封性能，并損失掉一部分使活塞沿氣缸下行的驅動力。

而且，為了能將活塞環裝在活塞上，并為使活塞環保持與氣缸壓緊的密封張力，在活塞環上需設置斷口。位于活塞之上的膨脹氣體所產生的壓力會使氣體流過此斷口，這將降低發動機效率，并增加污染物排放。

再有，配置活塞環的活塞的加工，活塞環的制造及裝卸，均使傳統的內燃機的生產成本增加。

標準活塞通過一個活塞銷與連桿相連，活塞銷明顯地增加了活塞組件的重量，而且還必須為它在活塞上設置活塞銷座。活塞銷座也使重量有所增加，進而使連桿上的應力增加。

標準活塞通過活塞環和潤滑油將大量的熱傳至氣缸壁，只有少量的熱通過活塞裙部傳至氣缸壁。由于活塞銷座附近的材料較多，而遠離活塞銷座處的材料較少，所以會產生不均勻的熱膨脹。為適應這種膨脹，通常要采用高代價的加工方法，將標準活塞的裙部做成非正圓形的。

活塞環在氣缸壁上滑動時所產生的阻力，將導至摩擦熱的產生及功率的損耗。一些其它樣式的活塞設計已經發表，但它們在下述各部分的改動上受到很大的限制，這些部分包括氣缸壁、曲柄銷、球窩節、密封件、復雜的加工及裝配要求等等。（參見下述的一些例子：美國專利1，467，066;2，023，446;2，284，645;2，710，137;2，985，358;3，078，033;3，082，935;3，523，001;3，695，150;3，716，310;及法國專利1，133，388。）

JP-1984-153951和JP-1984-231261中各公開了一種活塞，其活塞結構能或多或少地克服上面提到的一些問題。

本發明要提供一種活塞。它重量較輕;有自密封性;較易裝卸;生產成本較低;與傳統的活塞相比，在具有相同的沖程及缸徑的條件下，它能傳送更大的功率。以上諸特點可以在一個活塞上同時實現，但并不要求在一個活塞上同時實現。本發明中的活塞可被做成短長度的，并可將它裝在一臺較輕、較小、較便宜的發動機上。