专利名称：用于无连杆往复-旋转运动转换机构的机油泵及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及往复-旋转运动转换机构，具体是用于无连杆往复-旋转运动转换机构的机油泵；本发明同时涉及使用该机油泵的内燃机、压缩机。
背景技术：
在传统的内燃机和压缩机中，实现往复运动与旋转运动相互转换的机构为曲柄连杆机构。然而，在曲柄连杆机构中，由于连杆的存在，曲柄连杆机构的内燃机和压缩机具有体积庞大、笨重、平衡性能差等缺陷。为解决上述问题，审定公告日为1988年12月14日、公告号为CN85100359B的中国专利公开了一种“曲柄圆滑块往复活塞式压缩机”。授权公告日为2001年6月27日、授权公告号为CN1067741C的中国专利公开了一种“曲柄双圆滑块往复活塞式内燃机”。授权公告日为2001年6月27日、授权公告号为CN1067742C的中国专利公开了一种“曲柄多圆滑块往复活塞式内燃机”。在申请号为200910210785. 4的中国专利申请文件中，公开了一种无连杆往复运动和旋转运动相互转换的机构(也称为端轴-动轴机构)。上述中国专利公开的内燃机和压缩机共同特点是其中的往复运动与旋转运动的转换机构中，取消了连杆。从而克服了曲柄连杆机构的设备上述的缺点。若需进一步了解上述中国专利的详细内容，请参考上述中国专利的公开文献。传统的采用曲柄连杆机构的小型通用内燃机以及微型压缩机中，有很大一部分机型不用专门的机油泵，而是通过设置于连杆大头的油针或者油勺等零件在油底壳的油池中搅油，形成油雾对机器的运动件提供润滑。而在采用曲柄圆滑块机构或者端轴-动轴机构的设备，由于没有连杆，在运动件中也没有作类似连杆运动的零部件，难以以传统的曲柄连杆机构所采用的此种机构为机体提供润滑。
发明内容
本发明提供用于无连杆往复-旋转运动转换机构的机油泵。能够较好的利用无连杆往复-旋转运动转换机构所使用的活塞的特点，为整个设备提供良好的润滑油供给。本发明同时提供使用上述无连杆往复-旋转运动转换机构的机油泵的设备，具体是内燃机、压缩机。本发明提供一种用于无连杆往复-旋转运动转换机构的机油泵，包括进油接头和机油泵本体；所述进油接头设置在单作用活塞的底面，向下方伸出，沿该进油接头轴向设置第一油道；该第一油道与活塞本体的活塞油道连通；所述机油泵本体包括泵体、柱塞；所述泵体为具有轴向空腔的柱体，该泵体插在机油油液中，其轴线与活塞往复运动方向一致，所述轴向空腔称为柱塞腔，该柱塞腔在泵体的顶面有开口，泵体没入机油液面以下的部位设置有连通油底壳机油液和所述柱塞腔的进油口 ；所述柱塞为置于所述柱塞腔中的柱体，其中间设置有轴向的第二油道；该柱塞能够沿柱塞腔轴向移动，一第一压弹性元件顶住该柱塞，使该柱塞位于柱塞腔上部；所述活塞向油底壳方向运动时，进油接头能够插入柱塞腔并顶住所述柱塞的顶面，同时，所述第一油道和所述第二油道连通，所述柱塞沿柱塞腔向下运动，柱塞底面至少到达所述进油口所在位置的下部。优选的，所述第一油道中设置有单向阀，该单向阀使机油液只能从油底壳向活塞油道方向流动。优选的，具体采用如下结构设置所述单向阀所述第一油道包括两个直径不同的油道段，分别为直径较大的大径段和直径较小的小径段；其中大径段位于上部，在该大径段中放置可在该段往复运动，同时可堵塞所述小径段的上部出口的堵头，该堵头被压弹性元件从上部抵压，使其堵住小径段的上部出口 ；所述压弹性元件施加的弹性力，使第一油道和所述第二油道连通时，液压油能够顶开所述堵头，通过所述小径段的上部出口进入大径段。优选的，所述第一油道的小径段的上部出口为向上张开的锥形口。优选的，所述泵体的顶面设置有泵盖，该泵盖限位所述柱塞，使其无法从柱塞腔中滑出；泵盖上设置有通孔，使所述进油接头能够通过该通孔插入柱塞腔。优选的，所述泵体靠下部的外径面设置有外螺纹，在油底壳上设置有与该外螺纹相配合的螺纹孔，所述泵体通过该外螺纹拧入所述螺纹孔获得定位。优选的，在泵体底面设旋紧用槽。优选的，设置有与所述泵体的外径面上的外螺纹配合的旋紧螺母。本发明提供一种设备，具体是内燃机，该内燃机采用无连杆往复-旋转运动转换机构，并且其至少存在一个单作用活塞，该内燃机包含上述任意一项所述的无连杆往复-旋转运动转换机构机油泵。本发明提供一种设备，具体是压缩机，该压缩机采用无连杆往复-旋转运动转换机构，并且其至少存在一个单作用活塞，该压缩机包含上述任意一项技术方案所述的无连杆往复-旋转运动转换机构机油泵。本发明提供的用于无连杆往复-旋转运动转换机构的机油泵，利用无连杆往复-旋转运动转换机构的单作用活塞的未设置冠部的底面，安置进油接头；对应该进油接头，设置固定在油底壳上的机油泵本体；当所述进油接头随着活塞往复运动时，能够插入机油泵本体的柱塞腔中，推动安装在柱塞腔中的柱塞运动。该柱塞和进油接头均设置有油道， 能够在柱塞和进油接头贴合时联通形成完整的油道；所述柱塞随着活塞向下运动过程中， 能够向柱塞腔中的机油施加压力，使柱塞腔中的机油在压力作用下沿着上述形成的完整油道泵向活塞油道，为整个机构提供机油润滑。该机油泵提供的机油压力可靠，能够确保润滑油的供给。在本发明的优选实施方案中，还在所述进油接头的适当位置设置有单向阀，保证泵出的机油不会回流，以更好的实现泵油效果。
图1是本发明实施例提供的用于无连杆往复-旋转运动转换装置的机油泵的进油接头的结构图；图2是本发明实施例提供的用于无连杆往复-旋转运动转换装置的机油泵本体的结构图；图3是本发明实施例提供的安装了所述进油接头的单作用活塞的完整视图。
具体实施例方式请参看图1，该图为本发明实施例提供的用于无连杆往复-旋转运动转换机构的机油泵的进油接头1以及其所在的活塞的局部的示意图。请同时参看图2，该图示出机油泵本体2。在该实施例中，该无连杆往复-旋转运动转换机构用于内燃机中。请同时参看图 3，该图为安装了所述进油接头的单作用活塞的完整视图。本实施例中，该无连杆往复-旋转运动转换机构具体采用曲柄圆滑块形式。对与采用端轴-动轴形式的无连杆往复-旋转运动转换机构，只要具有单作用活塞，则该技术方案同样使用。如图3所示，所述单作用活塞3的包括活塞座3-1和在该活塞座3-1的一端设置的冠部3-2 ；所述冠部3-2的作用和曲柄连杆机构中的活塞的作用相同，其顶面与气缸外壁形成燃烧室，其侧面与所述气缸内壁配合构成对燃烧室的密封面。所述活塞座3-1则作为安装冠部3-2的基座，其上设置容置孔3-3，在该无连杆往复-旋转运动转换机构采用图3 所示的曲柄圆滑块机构时，该容置孔3-3用于容置圆滑块A ；在该无连杆往复-旋转运动转换机构采用端轴-动轴机构时，则该容置孔3-3用于穿过曲轴的曲柄。所述单作用活塞3 的底面，即该活塞座3-1与所述冠部3-2相对的另一端的端面，由于在使用中，多数情况下， 冠部3-2在上，与其相对的另一端在下，因此，该端面称为活塞底面3-4。如图1所示，所述进油接头1设置在单作用活塞3的活塞底面3-4，向下方伸出。 在该进油接头1为圆柱形，其上部的外径面设置第一外螺纹1-1，与该第一外螺纹1-1相应， 在单作用活塞3底面设置有第一螺纹孔3-5，供所述进油接头1拧入；所述第一螺纹孔3-5 直接连通单作用活塞3活塞本体的活塞油道3-6，该活塞油道3-6连通所述容置孔3-3的内壁面；也可以通过该活塞油道3-6连接到其他油路。在该进油接头1外径面的中部设置凸圈1-2，作为拧入该进油接头1的限位面。所述进油接头1的从所述单作用活塞3的活塞底面3-4伸出。在该进油接头1中设置轴向的通孔作为油道，称为第一油道1-3，该第一油道1-3 分为两段，分别为位于下部的直径较小的小径段1-3-1和位于上部的直径较大的大径段
1-3-2；所述小径段1-3-1和大径段1-3-2之间以向上部张开的锥形口 1_3_3过渡。一个直径能够在所述大径段1-3-2中往复运动并且能够堵住小径段1-3-1的出口的钢珠1-4，作为堵头放置在大径段1-3-2中，一个压力弹簧1-5以活塞本体为着力点，顶住该钢珠1-4，使其封住所述锥形口 1-3-3。所述机油泵本体2包括泵体2-1、柱塞2-2，以及柱塞弹簧2_3。所述泵体2-1为中心设有轴向空腔的柱体。其下半段的外径面设置有第二外螺纹
2-1-1，在油底壳4上，对应该第二外螺纹设有第二螺纹孔4-1，该泵体2能够拧入该第二螺纹孔4-1以获得定位。油底壳4在该第二螺纹孔4-1位置以凸台4-2加厚，以增加螺纹孔 4-1的长度，以便对泵体2-1较好的定位。为了便于旋转泵体2-1，在泵体2-1底面设旋紧用槽2-1-2，以便使用螺丝刀等工具调整泵体2-1。该旋紧用槽2-1-2可以为一字槽也可以是十字槽等形式。还可以使用与所述外螺纹2-1-1相配的旋紧螺母2-1-3拧在泵体2-1的外径面上，该旋紧螺母2-1-3可以一直旋紧到紧紧抵靠所述凸台4-2的底面，这样可以形成拉紧力，更牢固的对该泵体2-1定位，并且可以用于调整泵体2旋入的深度。所述泵体2-1中心的轴向空腔为盲孔，只在泵体2顶面具有开口，该轴向空腔称为柱塞腔2-1-4。在泵体2-1的上半段，泵体2-1安装后位于正常使用时的机油液液面以下的位置，设置有连通该柱塞腔2-1-4和油底壳机油液的进油口 2-1-5。本实施例中，该进油口 2-1-5为一组十字形水平布置的通孔。在该泵体2-1的顶面设置有泵盖2-1-6，该泵盖2_1_6通过螺纹或者其它方式与泵体2-1连接，该泵盖2-1-6遮盖在泵体2-1的顶面，其中心设置有可以允许所述进油接头 1插入的泵盖通孔2-1-7，该泵盖通孔2-1-7的孔径大小使其能够遮住所述柱塞腔2-1-4的出口，对柱塞2-2限位，使其不会从柱塞腔2-1-4中滑出。所述柱塞2-2安置在所述柱塞腔2-1-4中，其外径和所述柱塞腔2_1_4的内径以适当的间隙相配合，使柱塞2-2可以在柱塞腔2-1-4中沿轴向往复运动，又可封闭柱塞腔 2-1-4底部的机油，使其不会从该配合面流出。该柱塞2-2的中间设置有轴向的通孔，称为第二油道2-2-1，当柱塞2-2从上向下运动时，在柱塞腔2-1-4中的机油在柱塞2_2的压力下，大部分只能从所述第二油道2-2-1流出。该柱塞2-2的长度使其被顶在柱塞腔2-1-4 的上部时，其底面位于所述进油口 2-1-5之上，这样可以保证当柱塞2-2位于初始位置时， 机油能够流入柱塞腔2-1-4。所述柱塞弹簧2-3为一个压弹性的弹簧，被设置在所述柱塞腔2-1-4的底部，顶住所述柱塞2-2的底部，使柱塞2-2在没有受到来自顶面的压力时处于柱塞腔2-1-4的上部， 并且其顶面抵靠所述泵盖2-1-6，使其不会被顶出柱塞腔2-1-4。以上机油泵本体2的安装位置使其柱塞腔2-1-4的开口正对着所述进油接头1，使进油接头1在往复运动过程中能够插入柱塞腔2-1-4。以下介绍上述机油泵的工作原理。当该往复-旋转运动转换机构未工作时，各个元件未处于初始工作状态，所述进油接头1和所述机油泵本体2之间相互分离。此时，钢珠1-4被所述压力弹簧1-5顶住，使其封住所述锥形口 1-3-3。所述柱塞2-2被柱塞弹簧2-3顶住，位于所述柱塞腔2-1-4的顶部位置。油底壳中的机油可以经过所述进油口 2-1-5，流入所述柱塞腔2-1-4。当无连杆往复-旋转运动转换机构工作时，活塞3往复运动，所述进油接头1随着往复运动，当活塞3从上止点向下止点运动时，运动到一定位置时，所述进油接头1插入所述泵盖通孔2-1-7，其底面顶住所述柱塞2-2顶面，此时，柱塞2-2的第二油道2-2-1与进油接头1的第一油道1-3连通，加上所述第一油道1-3本身和活塞3活塞本体的活塞油道3-6 连通，形成了完整的油道。随着进油接头1向下继续运动，所述柱塞2-2克服柱塞弹簧2-3 的弹性力随之向下运动，对柱塞腔2-1-4中的机油形成压力，由于柱塞2-2外径面和柱塞腔 2-1-4内径面之间配合紧密，机油无法从该交界面流出，几乎所有的机油只能涌入所述柱塞 2-2中部的第二油道2-2-1，并在柱塞2-2的压力作用下，产生较大油压，使机油沿着上述形成的油道向上泵出；位于所述锥形口 1-3-3的钢珠1-4被具有较大油压的机油顶开，使机油可以流向活塞3的活塞油道3-6，并进而流向需要润滑的各个部位。当活塞3从下止点向上止点运动时，运动到一定位置时，所述进油接头1和所述柱塞2-2分开，所述柱塞2-2在柱塞弹簧2-3的作用下复位回到柱塞腔2-1-4的上端位置。此时，由于没有机油的压力，所述钢珠1-4在压力弹簧1-5的作用下，堵住所述锥形口 1-3-3，封闭油路，已经流入进油接头1的大径段1-3-2的机油不会流出。在活塞3的往复运动过程中，每次从上止点向下止点运动，就会形成一次上述泵油过程，不断将机油泵入活塞油道3-6，为整个往复-旋转运动转换机构提供机油。上述实施例只是优选的实施例，基于相同的原理，还可以做若干改进和变化。例如，在该实施例中使用的压力弹簧可以采用其它形式的压弹性元件；所述钢珠 1-4可以采用其它形状的堵头，只要能够将小径段的出油口堵住，并且能够被具有压力的机油顶开，起到单向阀作用即可。为该钢珠1-4提供压力的压弹性元件也可以不设置，利用钢珠1-4本身的重力实现对小径段出油口的封堵也是可行的。另外，该单向阀的位置可以改在其他位置，例如，设置在第一油道和活塞油道之间；具体可以结合零件作适当设计。在本实施例中，设置了对机油泵本体2安装高度的调节装置，即位于其下部的外径面的外螺纹，根据需要，可以调整机油泵本体2在油底壳中伸出的高度。另外，所述进油接头1从活塞底面伸出的高度也可以通过设置垫片等调整。通过调整，可以控制进油接头 1插入柱塞腔2-1-4的深度，使柱塞2-2对机油产生合适的压力，使机油油压满足要求。将上述实施例提供的机油泵用于使用无连杆往复-旋转运动相互转换机构的设备中，包括内燃机或者压缩机，即可获得相应的用于这些设备的实施例。但是，需要注意的是，这些机构中必须使用了单作用活塞方可采用该机油泵。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种用于无连杆往复-旋转运动转换机构的机油泵，其特征在于，包括进油接头和机油泵本体；所述进油接头设置在单作用活塞的底面，向下方伸出，沿该进油接头轴向设置第一油道；该第一油道与活塞本体的活塞油道连通；所述机油泵本体包括泵体、柱塞；所述泵体为具有轴向空腔的柱体，该泵体插在机油油液中，其轴线与活塞往复运动方向一致，所述轴向空腔称为柱塞腔，该柱塞腔在泵体的顶面有开口，泵体没入机油液面以下的部位设置有连通油底壳机油液和所述柱塞腔的进油口 ； 所述柱塞为置于所述柱塞腔中的柱体，其中间设置有轴向的第二油道；该柱塞能够沿柱塞腔轴向移动，一第一压弹性元件顶住该柱塞，使该柱塞位于柱塞腔上部；所述活塞向油底壳方向运动时，进油接头能够插入柱塞腔并顶住所述柱塞的顶面，同时，所述第一油道和所述第二油道连通，所述柱塞沿柱塞腔向下运动，柱塞底面至少到达所述进油口所在位置的下部。
2.根据权利要求1所述的用于无连杆往复-旋转运动转换机构机油泵，其特征在于，所述第一油道中设置有单向阀，该单向阀使机油液只能从油底壳向活塞油道方向流动。
3.根据权利要求2所述的用于无连杆往复-旋转运动转换机构机油泵，其特征在于，具体采用如下结构设置所述单向阀所述第一油道包括两个直径不同的油道段，分别为直径较大的大径段和直径较小的小径段；其中大径段位于上部，在该大径段中放置可在该段往复运动，同时可堵塞所述小径段的上部出口的堵头，该堵头被压弹性元件从上部抵压，使其堵住小径段的上部出口 ；所述压弹性元件施加的弹性力，使第一油道和所述第二油道连通时，液压油能够顶开所述堵头，通过所述小径段的上部出口进入大径段。
4.根据权利要求3所述的用于无连杆往复-旋转运动转换机构机油泵，其特征在于，所述第一油道的小径段的上部出口为向上张开的锥形口。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的用于无连杆往复-旋转运动转换机构的机油泵， 其特征在于，所述泵体的顶面设置有泵盖，该泵盖限位所述柱塞，使其无法从柱塞腔中滑出；泵盖上设置有通孔，使所述进油接头能够通过该通孔插入柱塞腔。
6.根据权利要求1-4任意一项所述的用于无连杆往复-旋转运动转换机构的机油泵， 其特征在于，所述泵体靠下部的外径面设置有外螺纹，在油底壳上设置有与该外螺纹相配合的螺纹孔，所述泵体通过该外螺纹拧入所述螺纹孔获得定位。
7.根据权利要求6所述的用于无连杆往复-旋转运动转换机构的机油泵，其特征在于， 在泵体底面设旋紧用槽。
8.根据权利要求6所述的用于无连杆往复-旋转运动转换机构的机油泵，其特征在于， 设置有与所述泵体的外径面上的外螺纹配合的旋紧螺母。
9.一种设备，具体是内燃机，该内燃机采用无连杆往复-旋转运动转换机构，并且其至少存在一个单作用活塞，其特征在于，该内燃机包含所述权利要求1到权利要求8任意一项所述的无连杆往复-旋转运动转换机构机油泵。
10.一种设备，具体是压缩机，该压缩机采用无连杆往复-旋转运动转换机构，并且其至少存在一个单作用活塞，其特征在于，该压缩机包含所述权利要求ι到权利要求8任意一项所述的无连杆往复-旋转运动转换机构机油泵。
全文摘要
本发明提供一种用于无连杆往复-旋转运动转换机构的机油泵，包括进油接头和机油泵本体；进油接头设置在单作用活塞的底面，沿该进油接头轴向设置与活塞本体的活塞油道连通的第一油道；机油泵本体包括泵体、柱塞；泵体中设置有在泵体的顶面开口的柱塞腔，泵体设置有进油口；柱塞为置于所述柱塞腔中的柱体，其中间设置有轴向的第二油道；该柱塞能够沿柱塞腔轴向移动，活塞向油底壳方向运动时，进油接头插入柱塞腔并顶住所述柱塞的顶面，使柱塞沿柱塞腔向下运动；同时，所述第一油道和所述第二油道连通。该机油泵能够将机油从油底壳底部泵出到机体润滑回路中，机油压力可靠，能够确保机构的润滑油供给。
文档编号F16N13/10GK102486257SQ20101058195
公开日2012年6月6日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者黎明, 黎正中 申请人:北京中清能发动机技术有限公司