[發明專利]一種曲柄圓滑塊機構及零件、設備

有效

• 申請號: 201010215948.0
• 申請日: 2010-07-02
• 公開（公告）號: CN101886693A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 黎明;黎正中
• 申請（專利權）人: 北京中清能發動機技術有限公司
• 主分類號: F16H21/18
• 分類號: F16H21/18;F16F15/28;F04B39/00;F02B75/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種往復-旋轉運動相互轉換機構，具體是一種曲柄圓滑塊機構。本發明同時涉及一種用于該曲柄圓滑塊機構的零件。本發明還提供使用該曲柄圓滑塊機構的設備。

背景技術

往復式內燃機或者壓縮機都需要實現活塞的往復運動和曲軸的旋轉運動之間的轉換，其中，往復式內燃機是將活塞的往復運動轉化為曲軸的旋轉運動，而往復式壓縮機則是將曲軸的旋轉運動轉化為活塞的往復運動。目前的通用技術下，上述轉換過程均需要使用曲柄連桿機構。由于曲柄連桿機構中連桿的存在，使機器龐大、笨重，無法完全平衡.

為了解決上述問題，中國專利文獻CN85100358A公開了一種“曲柄圓滑塊往復活塞式內燃機”，中國專利文獻CN85100359A公開“一種曲柄圓滑塊往復活塞式壓縮機”，中國專利文獻CN1144879A公開了一種“曲柄雙圓滑塊往復活塞式內燃機”，中國專利文獻CN1144880A公開了一種“曲柄多圓滑塊往復活塞式內燃機”。上述內燃機的共同特點是對通用技術下內燃機的曲柄連桿機構進行了徹底改進，采用具有偏心圓孔的圓滑塊代替連桿。所述偏心圓滑塊呈圓柱形，并且開有平行于圓柱體軸線的偏心圓孔，該偏心圓孔用于穿過曲軸的曲柄銷。該內燃機的活塞包括兩端的冠部和連接兩冠部的導向部，其中導向部上開有圓孔，該圓孔的內徑面和上述圓滑塊的外徑面相配合，所述圓滑塊即安置在活塞導向部上與其外周相配合的圓孔中。當所述活塞受到氣缸中燃燒氣體的推動而在氣缸中往復運動時，所述圓滑塊繞其自身的圓心轉動，并進而帶動曲軸轉動，從而將活塞的往復運動轉化為曲軸的旋轉運動，再通過與曲軸連接的旋轉部件向外傳遞功率。上述專利的思想也可以方便的轉用到壓縮機中，獲得曲柄圓滑塊壓縮機。

在上述中國專利文獻CN1144879A公開的“曲柄雙圓滑塊往復活塞式內燃機”，以及中國專利文獻CN1144880A公開的“曲柄多圓滑塊往復活塞式內燃機”中，一個重要的優點是通過往復運動的動平衡滑塊實現較好的動平衡效果。但是，上述采用動平衡滑塊的技術方案，需要機體為動平衡滑塊提供往復運動的導軌，在許多情況下，增加的往復運動導軌會造成機體加工困難，以及削弱機體的強度或者剛度，使其難以實施。并且，動平衡滑塊與往復運動導軌之間會產生滑動摩擦，使整個機體的能量轉換效率降低。

尤其在采用單缸機結構時，設計者的主要考慮就是單缸機結構形式比較簡單輕巧，如果采用動平衡滑塊作為動平衡元件，需要增加一套往復運動機構，則這種往復-旋轉運動轉換機構就很難稱之為單缸機結構，也完全喪失了單缸機簡單輕巧的優勢。

發明內容

本發明提供一種曲柄圓滑塊機構，該曲柄圓滑塊機構能夠在不設置動平衡滑塊的情況下，改善整個機構的運動平衡情況，從而降低曲柄圓滑塊機構的機體設計難度，提高機體的剛度和強度。本發明所提供的上述曲柄圓滑塊機構，在選擇合適的參數同時配合以位于飛輪或者皮帶輪等位置的平衡配重的情況下，可以使該曲柄圓滑塊機構達到完全平衡的效果。尤其是在將該種曲柄圓滑塊機構用于單缸機時，可以在保持整個機構簡單輕巧的情況下，使機構獲得完全的運動平衡。

本發明同時提供一種用于上述曲柄圓滑塊機構的零件，以及使用該曲柄圓滑塊機構的設備。

本發明提供一種曲柄圓滑塊機構，該曲柄圓滑塊機構包括曲軸、至少一個圓滑塊、對應上述圓滑塊的往復運動件以及至少一個動平衡旋塊；所述動平衡旋塊是通過偏心孔與上述圓滑塊套在曲軸的同一個曲柄銷上，未與任何往復運動元件直接連接、并與上述圓滑塊中的一個或者兩個相互固定的質量部件。

優選的，所述動平衡旋塊的質心位置滿足下述要求：將所述圓滑塊的軸心、所述動平衡旋塊的質心以及曲柄銷的軸心均投影在垂直于曲軸軸線的平面上，投影點依次為A、B、C，則∠ACB在90°到270°之間。

優選的，所述∠ACB＝180°；并且AC＝BC＝e；所述e為所述曲軸的曲柄半徑，也是所述圓滑塊的偏心距。

優選的，所述圓滑塊只有一個，所述動平衡旋塊的質量為所述圓滑塊所在的往復運動件的質量。

優選的，所述圓滑塊有兩個，分別在所述動平衡旋塊的左右兩側和動平衡旋塊鄰接，并且兩個圓滑塊的軸心在垂直于曲軸軸線平面上的投影重合；所述動平衡旋塊的質量是兩個圓滑塊所在的往復運動元件的質量之和。

優選的，所述圓滑塊有一個，所述動平衡旋塊有兩個，分別在所述圓滑塊的左右兩側和圓滑塊鄰接，并且兩個動平衡旋塊的軸心在垂直于曲軸軸線平面上的投影重合；所述兩個動平衡旋塊的質量相同，均等于所述圓滑塊所在的往復運動元件的質量的二分之一。