专利名称：曲柄圆滑块机构的圆滑块组以及其内燃机、压缩机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及曲柄圆滑块的运动转换机构，具体涉及一种曲柄圆滑块运动转换
机构的圆滑块组。本实用新型同时还涉及一种曲柄圆滑块机构的内燃机和压縮机。
背景技术：
在传统的内燃机和压縮机中，通过曲柄连杆机构实现活塞的往复运动与曲轴的旋 转运动之间的转换。然而，在所述的曲柄连杆机构中，由于连杆的存在，曲柄连杆机构的内 燃机和压縮机具有体积庞大、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1月13日、公告号为CN85200358B的中国 专利公开了一种"曲柄圆滑块往复活塞式内燃机"；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縮机"。上述中国专利 公开的内燃机和压縮机共同特点是其中的往复运动与旋转运动的转换机构中，用曲柄圆滑 块机构取代了曲柄连杆机构。在圆滑块上设置有偏心圆孔，在活塞的活塞座上设置有圆滑 块容置孔。装配时，将圆滑块置于所述的圆滑块容置孔中，圆滑块可在所述圆滑块容置孔中 转动；将曲轴的曲柄销装配于所述的偏心圆孔中，曲柄销可以在所述偏心圆孔中转动。 工作时，对于内燃机而言，燃烧室中的燃烧气体膨胀推动活塞运动，通过活塞带动 设置于其中的圆滑块做往复运动，而圆滑块在所述活塞中同时做旋转运动，所述往复运动 与旋转运动的合成使得圆滑块上的偏心圆孔的中心轴线绕曲轴的中心轴线做旋转运动；而 所述偏心圆孔的中心轴线与曲轴的曲柄销的轴线重合，从而可实现活塞的往复运动到曲轴 的旋转运动的转换。压縮机工作时是曲轴的旋转运动到活塞的往复运动的转换，原理同上。 然而，上述的中国专利所公开技术方案中的曲柄圆滑块机构仅应用于单缸机，且 动平衡不够理想。鉴于此，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"。上 述的双圆滑块机构和多圆滑块机构的内燃机中，通过增加平衡圆滑块以及动平衡滑块，平 衡圆滑块与工作圆滑块组成圆滑块组，使得各种惯性力均转化为曲柄销上的离心力，并使 离心力平衡。 在上述的双圆滑块或三圆滑块形成的圆滑块组中，通过设置于各个圆滑块上的销 孔以及穿过所述销孔的定位销实现不同圆滑块之间的相位固定和固定装配，使得圆滑块组 在围绕曲轴曲柄销转动时，不同圆滑块之间的相位不会发生变化，从而保证往复运动与旋 转运动的顺利转换。 然而，通过定位销方式而固定装配在一起的圆滑块组在其围绕曲轴的曲柄销转动 时，设置于圆滑块组中的定位销会沿其轴向发生窜动。在窜动幅度较大时，定位销会窜出所 述的圆滑块组的销孔，损坏运动机构。
实用新型内容本实用新型提供一种曲柄圆滑块机构的圆滑块组，本实用新型的圆滑块组可克服 上述圆滑块组的缺陷。本实用新型另外提供一种使用上述圆滑块组的曲柄圆滑块机构的内 燃机和压縮机。 本实用新型提供的一种曲柄圆滑块机构的圆滑块组，包括至少两个圆滑块，在每 一圆滑块上都设置有偏心圆孔；在所述偏心圆孔的周边设置有至少两个相对于所述偏心圆 孔对称的销孔；所述圆滑块以相差零度相位或180度相位的方式布置，且所有圆滑块的偏 心圆孔的中心轴线相重合，相应销孔相对准；定位销穿过所述的销孔，将所有的圆滑块固定 装配在一起；其中，在位于两端的圆滑块销孔的朝向所述圆滑块组外端面的端部设置有定 位销防窜出装置。 可选的，所述定位销防窜出装置为孔用挡圈，在所述销孔中设置有与所述孔用挡 圈相配合的内环槽；当所述定位销插入所述销孔时，所述孔用挡圈设置于所述内环槽中。 可选的，所述定位销防窜出装置为堵头。 可选的，所述堵头为具有螺纹的螺柱或螺栓；在相应销孔的端部内设置有与所述 螺柱或螺栓相配合的螺纹;在所述定位销插入所述销孔时，所述螺柱或螺栓旋入所述销孔中。 可选的，所述堵头为螺栓，其中，所述螺栓的螺栓头的直径大于所述销孔的直径； 在所述定位销端部设置有与所述螺栓的螺柱相配合的螺纹孔；当定位销插入销孔，将所有 圆滑块固定装配在一起时，所述螺栓旋入所述定位销端部的螺纹孔中。 可选的，所述定位销为至少一端为具有锥度的锥端。 可选的，当所述定位销防窜出装置为孔用挡圈时，在所述定位销的锥端与所述内 环槽相应位置设置有沿所述锥端锥面的定位销卡槽；当所述定位销插入所述销孔时，所述 孔用挡圈的外周边卡入所述销孔的内环槽中；所述孔用挡圈的内周边卡入所述定位销卡槽 中。 可选的，所述定位销卡槽为以所述定位销轴线为轴的环形卡槽或弧顶卡槽。 此外，本实用新型还提供一种曲柄圆滑块内燃机，包括上述任一技术方案所述的 圆滑块组。 此外，本实用新型还提供一种曲柄圆滑块压縮机，包括上述任一技术方案所述的 圆滑块组。 与现有技术相比，本实用新型的技术方案中通过在圆滑块组的端部的圆滑块的销 孔中设置定位销防窜出装置，可避免在圆滑块组工作时，其中的定位销沿其轴向窜出，损坏 运动机构，从而可进一步避免定位销与曲柄之间产生摩擦损伤。
图1为本实用新型的第一实施例的中单个圆滑块的结构示意图； 图2为图1沿XX'方向的剖面示意图； 图3为本实用新型的第一实施例的两圆滑块组成的圆滑块组的结构示意图； 图4为图3沿YY'方向的剖面示意图； 图5为本实用新型的第一实施例中的孔用挡圈的示意图； 图6为本实用新型的第一实施例中图2的A部分的局部剖分的放大图；[0026] 图7为本实用新型的实施例中一端为锥端的定位销的示意图； 图8为在图7所示的锥端设置有定位销卡槽的定位销的示意图； 图9-1和图9分别为本实用新型的第二实施例中的螺柱和螺栓的结构示意图； 图10为本实用新型的第二实施例中图2的A部分的局部剖分的放大图； 图11本实用新型的第三实施例中的定位销的结构示意图。
具体实施方式在曲柄圆滑块机构中，通过圆滑块将曲轴与往复运动部件(例如活塞)连接起来， 圆滑块是往复运动与旋转运动的转换中不可或缺的部件。单圆滑块应用于单缸单作用或双 作用的内燃机或压縮机中，多缸机中需要双圆滑块或多圆滑块组成的圆滑块组。本实用新 型提供一种曲柄圆滑块机构的圆滑块组。 本实用新型提供的圆滑块组，包括至少两个圆滑块，在每一圆滑块上都设置有偏 心圆孔；在所述偏心圆孔的周边设置有至少两个相对于所述偏心圆孔对称的销孔；所述圆 滑块以相差零度相位或180度相位的方式布置，且所有圆滑块的偏心圆孔的轴线相重合， 相应的销孔相对准；定位销穿过所述的销孔，将所有圆滑块固定装配在一起；其中，在位于 两端的圆滑块销孔的朝向所述圆滑块组外端面的端部设置有定位销防窜出装置，以防止在 该圆滑块组工作时定位销由销孔中窜出。 在本实用新型的圆滑块组，可以是两个圆滑块组成的圆滑块组，也可以是三个或 三个以上的圆滑块组成的圆滑块组。不同的圆滑块组通过设置于其上的销孔以及定位销固 定装配在一起。在圆滑块组端部的圆滑块的销孔的外端部(即朝向所述圆滑块组外端面的 端部)设置有定位销防窜出装置。 下面结合具体实施例以及附图对本实用新型的圆滑块组进行详细说明。 实施例一 本实施例以双圆滑块组成的圆滑块组为例进行说明。本实施例中，所述的双圆滑 块组成的圆滑块组中，两个圆滑块可以均是工作圆滑块，即所述的两个圆滑块组成的圆滑 块组在应用时均容置于活塞的圆滑块容置孔中，参与往复运动与旋转运动之间的转换。此 外，两个圆滑块也可以一个是工作圆滑块，另一个是平衡圆滑块，即应用时工作圆滑块置于 活塞的圆滑块容置孔，平衡圆滑块置于动平衡滑块中，以将该圆滑块组组成的设备的往复 惯性力转化为离心惯性力。 此外，为便于说明，本实施例中以圆滑块组中的两个圆滑块为质量、形状等完全相
同的两个圆滑块(当然，在忽略制造工艺偏差的前提下)为例进行说明。
图1为本实用新型的第一实施例的中单个圆滑块的结构示意图。图2为图1沿
XX'方向的剖面示意图。由于组成圆滑块组的两圆滑块相同，故仅对其中的一个进行说明。 请参考图1和图2，圆滑块1为扁平的圆柱体，具有圆形的外周面，该外周面与设置
于往复运动部件(例如活塞或动平衡滑块)上的圆滑块容置孔相配合。在圆滑块l置于所
述的圆滑块容置孔中时，二者之间可以滑动配合。当然，在圆滑块容置孔中可以设置滑动轴
承或滚动轴承，所述圆滑块1则与所述的滑动轴承或滚动轴承的内周面相配合。 在圆滑块1上设置有偏心圆孔l-l，所述偏心圆孔1-1的中心轴线偏离该圆滑块1
的中心轴线的距离称为偏心距，所述偏心距可以根据往复运动部件的行程而定。所述偏心圆孔1-1为圆形通孔，其用于容纳曲轴部件的曲柄销，其尺寸大小使得曲柄销可以与偏心 圆孔之间滑动配合，或者在偏心圆孔中设置滑动轴承或滚动轴承后，曲柄销与滑动轴承或 滚动轴承的内周面相配合。 在所述偏心圆孔1-1的周边设置有两个相对于偏心圆孔中心对称的销孔1-3，所 述销孔1-3用于插入定位销，实现两个圆滑块固定装配时固定圆滑块的相位。 在圆滑块1上与所述偏心圆孔1-1偏离单圆滑块1中心方向的相反方向，还设置 有月牙槽l-2，所述月牙槽1-2为去重槽，主要用于减轻整个圆滑块的重量，同时调整该单 圆滑块1的重心。而且，通过设置所述的月牙槽l-2，所述圆滑块沿XX'的截面具有"工"字 型结构(如图2所示)，该结构使得圆滑块1具有较高的刚度，能承受较大的力，在工作时不 易变形。此外，在所述月牙槽1-2的位置，还可以有其它去重结构，例如，去重孔等，这里不 再详细描述。 此外，在所述的圆滑块1上还可以设置其它结构，这里不再详细描述。本实施例中 仅以图1和图2所示的圆滑块为例来说明本实用新型的圆滑块组中的单个圆滑块的结构， 本领域技术人员应当意识到，单个的圆滑块还可以具有其他的结构和形状。 图3为两圆滑块装配后的结构示意图，图4为图3沿YY'方向的剖面示意图。 如图3和图4所示，装配时，将两个相同的圆滑块1和2成180度相位布置，圆滑 块1和2之间沿其装配的贴合面有一定的错位，使得两圆滑块的偏心圆孔相对准，偏心圆孔 轴线向重合。从而形成贯穿两个圆滑块1和2的轴孔。该轴孔用于插入曲轴的曲柄销。 此外，将两圆滑块1和2相应的销孔向对准。本实施例中，每一圆滑块的两销孔 1-3中心的连线经过偏心圆孔1-1的中心，且所述连线与偏心圆孔1-1的中心和圆滑块1中 心之间的连线所在直线相垂直。通过该设置，可保证在两圆滑块相位相差180度且相互的 偏心圆孔对准时，偏心圆滑块1和2周边相应的两销孔1-3可相互对准。从而在所述两个 圆滑块1和2按上述的相位装配后，可将定位销5插入相应的销孔中，所述定位销5与销孔 1-3之间为过盈配合或过渡配合，从而将所述两个圆滑块固定装配在一起。 所述圆滑块1和圆滑块2通过定位销5装配在一起，并紧固为一体。使得所述两 个圆滑块形成的圆滑块组围绕曲轴的曲柄销转动时，不会发生相对转动，相互之间的相位 不会发生变化。从而保证该圆滑块组应用于曲柄圆滑块的运动转换机构时，可顺利实现往 复运动与旋转运动之间的转换。 在所述两圆滑块1和2的销孔1-3朝向圆滑块组外端面的端部还设置有定位销防 窜出装置。本实施例中，所述的防窜出装置为如图5所示的孔用挡圈3。 如图5所示，所述孔用挡圈3为具有缺口 3-1的环形弹片，所述孔用挡圈3在自由 状态下的外周边直径大于如图1所示的销孔1-3的直径，而在受压迫状态下，其外周边直径 可小于所述销孔1-3的直径。 在所述圆滑块1和2每一销孔1-3中设置有与所述孔用挡圈3相配合的内环槽 l-6，如图6所示的图2的A部分的局部剖分放大图。所述环槽1-6的深度小于所述孔用挡 圈3沿径向的宽度。 当所述定位销5插入两圆滑块1和2相应的销孔，将两圆滑块1和2固定装配在 一起时，所述孔用挡圈l-3设置于内环槽1-6中，使得所述孔用挡圈1-3的内周边直径小于 销孔1-3的直径。[0052] 在定位销5两端所在的销孔1-3中均设置上述的内环槽1-6并配合使用孔用挡圈 l-3，可将定位销5堵在圆滑块组的销孔当中。防止在圆滑块组工作时定位销5窜出。 特别的，可以设置内环槽1-6的位置使得在孔用挡圈1-3置于所述内环槽1-6中 时，孔用挡圈1-3的其中一个端面刚好抵住定位销5的端部，定位销5两端均是如此时，可 防止定位销5在圆滑块组的销孔中窜动。 此外，本实施例中定位销5可以是至少一端具有一定锥度的锥端，设置定位销5的 至少一端为锥度，可使得定位销5更容易插入到圆滑块组的销孔1-3中。如图7所示，定位 销5的一端为锥端5-l，当然，可以设置两端都为具有一定锥度的锥端，这里不再赘述。 此外，对于设置有锥端5-1的定位销5，在所述定位销锥端5-1与图6所示的内环 槽1-6相应位置还可以设置有沿所述锥端5-1锥面的定位销卡槽5-2，如图8所示。当定位 销5插入相应的销孔中时，所述孔用挡圈3的外周边卡入销孔的内环槽1-6中，孔用挡圈3 的内周边卡入所述定位销卡槽5-2中。从而在防止定位销5窜出的同时，也避免其轴向窜 动。 上述实施例中仅以双圆滑块组成的圆滑块组为例对本实用新型的圆滑块组进行
了说明，需要说明的是，本实用新型的圆滑块组也可以用于三圆滑块的圆滑块组和多于三
个的圆滑块形成的圆滑块组。对于三圆滑块的圆滑块组和多于三个的圆滑块形成的圆滑块
组，在位于两端的圆滑块的销孔朝向所述圆滑块组外端面的端部可以设置有本实用新型的
孔用挡圈，这里不再进行赘述。 实施例二 在本实施例中，所述定位销防窜出装置为堵头。 如图9-1和图9分别所示，本实施例中，所述堵头为具有螺纹的螺柱4-1和螺栓 4-2。此外，如图IO所示的图2的A部分的局部剖分图，在销孔1-3的端部设置有与所述螺 柱或螺栓相配合的螺纹。 当将两个或多个圆滑块装配在一起时，将销孔设置有螺纹的圆滑块布置于端部， 并使销孔具有螺纹的端部朝外。通过定位销将圆滑块固定装配在一起。当定位销插入所述 销孔1-3中时，可将所述的螺柱或螺栓旋入定位销两端的销孔1-3中，从而将定位销堵在圆 滑块组的销孔中。 其中，可设置所述螺柱或螺栓的长度使得其朝向定位销的端部刚好抵住定位销的
端部，从而防止定位销在销孔中窜动，这里不再赘述。 实施例三 本实施例中，所述堵头为螺栓，例如，可以是如图9所示的螺栓4-2，但是，本实施 例中的螺栓4-2的螺栓头的直径或尺寸需要大于圆滑块销孔的直径，而螺栓4-2的螺柱的 直径则需要比应用于实施例二中的要小。而且，在定位销5的端部设置有与所述螺栓4-2 的螺柱相配合的螺纹孔5-3，如图11所示。 当将两圆滑块或多个圆滑块装配在一起时，通过定位销5插入销孔中，将所述的 圆滑块固定装配在一起，用两个螺栓4-2分别旋入所述定位销5的两端的螺纹孔5-3中。将 定位销5固定于销孔中，可防止定位销5窜出销孔。 在上述的实施例二或实施例三中，其中的定位销5也可以是至少一端为具有锥度 的锥端，这里不再赘述。[0066] 此外，在一个圆滑块组中，可以同时使用上述的不同实施例中的定位销防窜出装 置，即在圆滑块组不同的销孔中使用不同的定位销防窜出装置；本领域技术人员可以根据 本实用新型实施例的教导做出相应的变更，这里不再展开论述。 此外，可将上述的实施例的圆滑块组应用于内燃机或压縮机中，形成曲柄圆滑块 内燃机或压縮机。应用上述实施例的圆滑块组，可防止定位销窜出销孔，从而消除定位销窜 出与曲柄摩擦而损坏的缺陷。 本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何 本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因 此本实用新型的保护范围应当以本实用新型权利要求所界定的范围为准。
权利要求一种曲柄圆滑块机构的圆滑块组，其特征在于包括至少两个圆滑块，在每一圆滑块上都设置有偏心圆孔；在所述偏心圆孔的周边设置有至少两个相对于所述偏心圆孔对称的销孔；所述圆滑块以相差零度相位或180度相位的方式布置，且所有圆滑块的偏心圆孔的中心轴线相重合，相应销孔相对准；定位销穿过所述的销孔，将所有的圆滑块固定装配在一起；其中，在位于两端的圆滑块销孔的朝向所述圆滑块组外端面的端部设置有定位销防窜出装置。
2. 如权利要求1所述的曲柄圆滑块机构的圆滑块组，其特征在于所述定位销防窜出 装置为孔用挡圈，在所述销孔中设置有与所述孔用挡圈相配合的内环槽；当所述定位销插 入所述销孔时，所述孔用挡圈设置于所述内环槽中。
3. 如权利要求1所述的曲柄圆滑块机构的圆滑块组，其特征在于所述定位销防窜出 装置为堵头。
4. 如权利要求3所述的曲柄圆滑块机构的圆滑块组，其特征在于所述堵头为具有螺 纹的螺柱或螺栓；在相应销孔的端部内设置有与所述螺柱或螺栓相配合的螺纹；在所述定 位销插入所述销孔时，所述螺柱或螺栓旋入所述销孔中。
5. 如权利要求3所述的曲柄圆滑块机构的圆滑块组，其特征在于所述堵头为螺栓，其 中，所述螺栓的螺栓头的直径大于所述销孔的直径；在所述定位销端部设置有与所述螺栓 的螺柱相配合的螺纹孔；当定位销插入销孔，将所有圆滑块固定装配在一起时，所述螺栓旋 入所述定位销端部的螺纹孔中。
6. 如权利要求1至5任一权利要求所述的曲柄圆滑块机构的圆滑块组，其特征在于 所述定位销为至少一端为具有锥度的锥端。
7. 如权利要求6所述的曲柄圆滑块机构的圆滑块组，其特征在于当所述定位销防窜 出装置为孔用挡圈时，在所述定位销的锥端与所述内环槽相应位置设置有沿所述锥端锥面 的定位销卡槽；当所述定位销插入所述销孔时，所述孔用挡圈的外周边卡入所述销孔的内 环槽中；所述孔用挡圈的内周边卡入所述定位销卡槽中。
8. 如权利要求7所述的曲柄圆滑块机构的圆滑块组，其特征在于所述定位销卡槽为 以所述定位销轴线为轴的环形卡槽或弧顶卡槽。
9. 一种曲柄圆滑块内燃机，其特征在于包括上述权利要求1至8任一权利要求所述 的圆滑块组。
10. —种曲柄圆滑块压縮机，其特征在于包括上述权利要求1至8任一权利要求所述 的圆滑块组。
专利摘要本实用新型公开了一种曲柄圆滑块机构的圆滑块组，包括至少两个圆滑块，在每一圆滑块上都设置有偏心圆孔；在所述偏心圆孔的周边设置有至少两个相对于所述偏心圆孔对称的销孔；所述圆滑块以相差零度相位或180度相位的方式布置，且所有圆滑块的偏心圆孔的中心轴线相重合，相应销孔相对准；定位销穿过所述的销孔，将所有的圆滑块固定装配在一起；其中，在位于两端的圆滑块销孔的朝向所述圆滑块组外端面的端部设置有定位销防窜出装置。本实用新型的圆滑块组中的定位销不会沿其轴向窜出销孔，可避免与曲轴曲柄相互摩擦。此外，本实用新型还提供一种曲柄圆滑块机构的内燃机和压缩机。
文档编号F02B75/32GK201517602SQ200920222230
公开日2010年6月30日 申请日期2009年8月26日 优先权日2009年8月26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