[其他]自密封活塞及方法

無效

• 申請號: 87107451
• 申請日: 1987-12-12
• 公開（公告）號: CN87107451A
• 公開（公告）日: 1988-06-22
• 發明（設計）人: 拉爾夫·G·莫爾加多
• 申請（專利權）人: 拉爾夫·G·莫爾加多
• 主分類號: F16J1/00
• 分類號: F16J1/00;F16J1/12;F16J7/00;B22D13/02
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 林東暉

本申請是1985年8月19日拉爾夫·G·摩加杜提交的，題為“內燃機用自密封活塞”的767，140號申請的續篇。

本發明涉及用于諸如泵、壓縮機和發動機等變容積往復式機械的活塞和連桿。

在應用往復活塞的發動機或泵上，標準活塞的主要缺點是其重量。往復運動使活塞經常并突然改變方向，它向連桿、軸承和氣缸壁施加極大的負荷。連桿上的慣性力以及在其整個循環中用于活塞加速和減速的能量藉活塞重量之降低而直接降低。

其次，連桿承受了最大范圍的往復應力，包括因活塞改變方向而生的壓縮負荷和慣性力。這些應力每秒數倍地變化。有些應力與活塞連桿的重量以及速度的變率成正比。降低了連桿和活塞的重量，改變方向所需之力便直接降低。而且，一般的連桿短是因為要連接于活塞環下面的活塞下部。當活塞在氣缸內作往復運動時，連桿擺動并在氣缸壁上產生側向力。

標準活塞的另一個主要缺點是需用活塞環以密封活塞與氣缸壁之間的空間?；钊h具有內在的設計和功能問題，包括活塞改變方向時環在其槽內的運動。當活塞沿氣缸運動時，會造成環的瞬間失封。

而且，活塞環具有在活塞上裝配以及保持張力頂住缸壁實現密封所必須的縫。氣體產生的壓力借助活塞上面的壓力迫使氣體通過這些縫，因此降低了效率并在發動機內增加了污染物的排出。

而且，活塞為裝環而進行的機械加工、環的制造以及裝環或換環所需的勞力均增加了一般往復活塞機械的成本。

標準活塞通過活塞銷連接連桿，它顯著地增加了組件的重量，并在活塞的裙部或側壁需要活塞銷凸臺。這些凸臺又增加了重量并促使連桿的應力增加。

標準活塞通過活塞環和潤滑油將其大量的熱傳輸給氣缸壁。通過活塞裙部傳輸給氣缸壁的熱非常小。由于近活塞銷凸臺處需較多材料而離凸臺處材料較少，標準活塞裙部通過昂貴的機械加工制成非圓形以適應不均勻的膨脹。

而且，活塞在氣缸壁上滑動產生的阻力引起摩擦發熱和功率損失?；钊钠渌O計雖有公開，但限制嚴格，且涉及氣缸壁、曲柄銷、球窩接合、密封、復雜的加工和裝配要求及其他方面的改進。（例如可見美國專利1，467，066;2，023，466;2，136，416;2，284，645;2，329，480;2，710，137;2，985，358;3，078，033;3，082，935;3，523，001;3，695，150;3，716，310;4，142，500;4，178，899;4，246，833;英國專利529，885;和法國專利1，133，388。

根據本發明提出的一種活塞更輕，自密封，較易更換，價廉，沖程和孔徑相同時容積效率可比一般活塞大。而且本發明的活塞可做得更短并裝于較小、價廉、較輕和工作速度較高的機械而不會損壞?；钊哂幸粋€截斷的球面或橢圓面，它剛性連接連桿以在缸內作擺動滑動往復運動。當活塞擺動和滑動時，在活塞和氣缸之間保持一個連續周邊接觸的平面。

圖1????是一般發動機的側視剖面圖，活塞在沖程的中間;

圖2????是根據本發明一個實施例的活塞和連桿的局部四開斷面側視圖;

圖3????是圖2活塞和連桿拆開后的局部透視圖;

圖4????是圖2活塞和連桿拆開后的二開斷面側視圖;

圖5????是本發明活塞的一個實施例的詳細二開斷面側視圖;

圖6????是圖5中活塞的透視頂視圖;

圖7????是本發明活塞的一個實施例的透視底視圖，根據本發明，活塞具有用作傳熱機構的腹板;

圖8????是根據本發明一個實施例的活塞的剖面透視圖，活塞具有使其保持柔性的同心槽;

圖9????是根據本發明一個實施例的活塞的剖面透視圖，活塞沿其下邊具有一加強梗;

圖10，11，12和13是活塞在氣缸中運動時，本發明一個實施例的四個順序的側視圖;

圖14是本發明一個實施例的側視剖面圖，它用于內燃機;

圖15是根據最佳實施例的活塞的剖面透視圖;

圖16是圖15中活塞的底視平面圖;

圖17是根據本發明另一實施例的橢圓形活塞的底視平面圖;

圖18是根據本發明的另一種橢圓形活塞的底視平面圖;

圖19是圖18中活塞的簡化透視圖;

圖20是描述橢圓形缸孔成形方案的簡化頂視圖;

圖21是橢圓形缸孔成形裝置的簡化頂視圖。