專利名稱：一種圓滑塊組及其內燃機、壓縮機、抽真空機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及曲柄圓滑塊往復活塞式內燃機，尤其是涉及一種圓滑塊組；本實 用新型還涉及使用該圓滑塊組的內燃機、壓縮機和抽真空機。
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CN85100358B公開了一種"曲柄圓滑塊往復活 塞式內燃機"，中國專利文獻CN1067741C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。當所述活塞受到汽缸中燃燒氣體的推動而在氣缸 中往復運動時，所述偏心圓滑塊繞其自身的圓心轉動，并進而帶動曲軸反向轉動，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或者抽真空機中，獲得曲柄圓滑塊壓縮機或者曲柄 圓滑塊抽真空機。 在上述中國專利文獻CN1067741C中，對于由兩個圓滑塊組成的圓滑塊組，其說明 書第6頁第3段有如下的描述"設計制造時，應使兩個圓滑塊27和28的質量相同、重心相 同"。由于兩個圓滑塊均通過其偏心孔套在曲柄銷上，并且相互呈180度安置，上述技術要 求可以將兩個圓滑塊形成的圓滑塊組的重心恰好落在曲柄銷中心軸線上的位置，便于對該 內燃機的整個運動系統平衡的處理。 上述設計要求已經成為本領域的一種技術常識，對于本領域技術人員而言，采用 兩個完全一樣的圓滑塊構成雙圓滑塊組，是同名元件采用相同元件的一個典型例子。 在實際設計中，考慮到兩個圓滑塊分別安裝在活塞和動平衡滑塊中，而上述活塞 和動平衡滑塊的結構一般并不相同，要求它們對應的圓滑塊完全相同，無疑給設計帶來了 難度。 另外一個顯著問題是，圓滑塊作為一個運動件，期望其質量越低越好，這樣才可以 減少往復慣性，上述要求兩個圓滑塊完全相同的設計要求對于根據實際情況靈活安排圓滑 塊質量形成了障礙。
實用新型內容針對上述問題，本實用新型解決的技術問題在于，提供一種由兩個圓滑塊組成的圓滑塊組，該圓滑塊組克服了現有技術中要求組成圓滑塊組的一對圓滑塊必須質量相同、 重心相同的技術偏見，有效增加了設計的靈活性。本實用新型同時在上述圓滑塊組的基礎 上提供使用上述圓滑塊組的內燃機、壓縮機和抽真空機。 本實用新型提供一種圓滑塊組，用于包括兩個圓滑塊的曲柄圓滑塊機構中，該圓 滑塊組中的兩個圓滑塊的質量不同。 優選的，所述圓滑塊的重心位于偏心孔圓心和圓滑塊圓心的連線上。 優選的，每個圓滑塊的重量乘以重心到偏心孔軸線的距離獲得乘積A，所述兩個圓
滑塊的A值相等。 優選的，兩個圓滑塊采用不同的材料制成。 優選的，兩個圓滑塊具有不同的直徑。 優選的，兩個圓滑塊上去重孔數量或者位置不同。 本實用新型還提供一種內燃機，使用上述任一項所述的圓滑塊組。 本實用新型還提供一種壓縮機，使用上述任一項所述的圓滑塊組。 本實用新型還提供一種抽真空機，使用上述任一項所述的圓滑塊組。 與現有技術相比，本實用新型提供的圓滑塊組根據實際情況，組成圓滑塊組的兩
個圓滑塊可以彼此質量不同，屬于克服現有技術的技術偏見的實用新型。通過本實用新型
的實施，可根據需要靈活安排圓滑塊所占據的空間和所需要的質量，顯著提升了圓滑塊設
計的靈活性。 為了獲得圓滑塊組的共同重心正好落在曲柄銷中心軸線上的效果，本實用新型優 選實施例提供了一個比較好的替代設計，也就是使每個圓滑塊的重量乘以重心到偏心孔軸 線的距離獲得的乘積A相同，這樣，盡管兩個圓滑塊的重量不同，但是，當圓滑塊錯開為180 度布置時，其組合重心仍然落在曲柄銷中心軸線上，可以獲得與現有技術所要求的圓滑塊 質量相同、重心相同基本一致的技術效果。 根據實際情況，還可以要求兩個圓滑塊的A值的差值小于一個預定的常數，該常
數根據設計實驗確定，取決于內燃機(或者壓縮機、抽真空機)的整機質量以及曲柄圓滑塊
機構的尺寸等設計參數，只要使整個機器的振動不會由于圓滑塊組的不平衡造成超出設計
要求的振動，或者為了平衡旋轉慣性所增加的配重仍然在合理的范圍內即可。 在圓滑塊質量不同的情況下，圓滑塊可以采用不同的材料設計，也可以具有不同
的去重孔位置或者數目，以及具有不同的直徑。總之，本實用新型的技術方案有效增加了圓
滑塊設計的靈活性，便于采取降低圓滑塊質量的措施。
圖1是本實用新型第一實施例提供的圓滑塊組應用于內燃機的運動機構主體示 意圖； 圖2是本實用新型第一實施例提供的圓滑塊組的組裝后的正視圖。
具體實施方式
本實用新型第一實施例提供一種包括兩個圓滑塊的圓滑塊組。請參看圖1，該圖示 出使用該圓滑塊組的內燃機運動機構主體部分。[0026] 如圖1所示，該運動機構具有機體1，機體1為發動機的支架，是其他零部件的裝配 基體，并為運動部件提供運動軌道。本實施例主要關心機體的運動機構，因此，該圖主要示 出機體1提供的運動軌道。如圖1所示，該機體1具有位于同一個直線軌道上的第一汽缸
1- 1和第二汽缸1-2，兩個汽缸分別為雙作用活塞2的第一活塞頭2-1和第二活塞頭2-2提 供運動軌道。該機體1上，還設置有軸線與上述第一汽缸1-1和第二汽缸1-2的軸線垂直 的跑道1-3，該跑道1-3與上述第一汽缸1-1和第二汽缸1-2所在位置具有垂直距離L(圖 中未示出)，跑道1-3用于安置動平衡滑塊3，為該動平衡滑塊3提供運動軌道。跑道1-3 與第一汽缸1-1和第二汽缸1-2之間的垂直距離L與雙作用活塞2和動平衡滑塊3的厚度 相關。 在上述活塞2的中間位置設置有軸線垂直于活塞運動軸線的第一圓滑塊安置孔
2- 3，用于安置第一圓滑塊4，該第一圓滑塊4具有第一偏心孔4-1 ;所述動平衡滑塊3中間 位置設置有軸線垂直于動平衡滑塊運動軸線的第二圓滑塊安置孔3-l，用于安置第二圓滑 塊5，該第二圓滑塊5具有第二偏心孔5-l。上述第一圓滑塊4和第二圓滑塊5以下統稱為 圓滑塊。所述第一偏心孔4-l和第二偏心孔5-l具有相同的直徑，并且，第一偏心孔4-l的 圓心到第一圓滑塊4的圓心的距離與第二偏心孔5-l的圓心到第二圓滑塊5的圓心的距離 相同，即第一偏心孔4-1和第二偏心孔5-1兩者具有相同的偏心距。上述偏心距與所使用 的曲軸的曲柄半徑相等。如圖1所示，曲柄圓滑塊機構安裝完成后，第一偏心孔4-l和第二 偏心孔5-1在軸線方向上相互完全重疊，曲柄銷6穿過上述第一偏心孔4-1和第二偏心孔 5-1。在上述偏心孔水平方向的兩側設置有定位銷孔，兩個圓滑塊上對應的定位銷孔通過插 入的定位銷連接，使兩個圓滑塊之間被完全固定。上述機構使兩個圓滑塊之間的相位差為 180度，使其可以帶動活塞2和動平衡滑塊3在兩個相互垂直的軌道上運動。 請參看圖2，該圖為兩個相互固定的圓滑塊的示意圖。從該示意圖可以看出，兩個 圓滑塊并不完全相同。所述第一圓滑塊4和第二圓滑塊5均設置有厚度方向上對稱設置的 月牙形凹槽，以去除重量，該凹槽稱為月牙槽7 ;在月牙槽部位，還設置有若干去重孔8，第 一圓滑塊4上去重孔較少，占用的面積較小；而第二圓滑塊5上，去重孔較多，占用的面積較 大。由于兩個圓滑塊的厚度相同，因此，所述第一圓滑塊4重于所述第二圓滑塊5。為了獲 得完全平衡的效果，在所述第二圓滑塊5上遠離第二偏心孔5-1的另一側的月牙槽7邊緣 位置，設置小塊的加厚部位，稱為加重部5-2，該加重部5-2造成的第二圓滑塊5的質量增加 小于所開設的去重孔8造成的質量減少，兩者相抵，該第二圓滑塊5減少了質量M'。通過 上述去重孔8和加重部5-2的設置，第二圓滑塊5-1的重心向遠離第二偏心孔5-1圓心的 一側移動了距離S'，該重心仍然在通過所述第二偏心孔5-l圓心和第二圓滑塊5的圓心的 連線上。在上述結構中，所述第一圓滑塊4和第二圓滑塊5重量不同、重心不同。 設所述第一圓滑塊4的重量為Ml，所述第二圓滑塊5的重量為M2 ;設所述第一圓 滑塊4的重心距離所述第一偏心孔4-1的圓心距離為Sl，所述第二圓滑塊5的重心距離所 述第二偏心孔5-1的圓心距離為S2，并且兩者重心的位置在偏心孔與圓滑塊圓心的連線 上。為了獲得較佳的平衡效果，需要保證以下關系大致成立M1 X SI = M2 X S2，上述Ml X Sl 和M2XS2的乘積稱為A值。在上述關系成立的情況下，所述第一圓滑塊4和第二圓滑塊5 能夠使曲柄圓滑塊機構裝配完成后，整個圓滑塊組的重心仍然落在曲柄銷上，獲得與第一 圓滑塊4和第二圓滑塊5重量相同、重心相同時基本相同的運動平衡效果。
5[0030] 以下以本實施例與現有技術進行比較說明。在現有技術中，組成同一個圓滑塊組
的兩個圓滑塊的重量相同、重心相同，兩者通過定位銷孔以180度定位為一體后，該圓滑塊
組的重心自然落在了曲柄銷軸線上。假設第一圓滑塊4的重量、重心與現有技術下的圓滑
塊相同。采用本實施例的圓滑塊后，根據圖2，其第二圓滑塊5的重心在豎直軸線上向上移
動了距離S'，其重量則減少了M'，只要兩個參數的增減比較合適，就可以使最終獲得的A
值仍然與第一圓滑塊4的A值相同，使整個圓滑塊組的重心仍然落在曲柄銷軸線上，該圓滑
塊組的質量就可以視為曲柄銷上的質量，便于進行慣性力的平衡。同時，由于第二圓滑塊5
減少了重量M'，使整個機構的運動件質量降低，有利于提高機構整體效率。 上述技術方案引入了上述M1XS1 = M2XS2的限制條件之后，可以在整個圓滑塊
組獲得與現有技術完全相同的平衡效果，克服了現有技術下對圓滑塊組中的兩個圓滑塊的
重量、重心必須相同的技術偏見，對于增加圓滑塊設計的靈活性具有重大意義。 由于圓滑塊在整個曲柄圓滑塊機構平衡體系中屬于比較輕的部件，在一些情況
下，可以對兩個圓滑塊共同形成的圓滑塊組的整體平衡效果進行更為寬松的限定，也可以
使整機的振動限定在合理的范圍內，使整機可以正常的工作。 例如，根據整機試驗結果或者根據大量試驗結構獲得的經驗公式計算，可以獲得 一個偏差值S ，該數值為正值，只要兩個圓滑塊的A值的差值在該偏差值S的范圍內，即可 認為該圓滑塊組產生的不平衡對整機不會產生很大的影響，滿足設計要求。上述關系可以 使用公式表示如下IM1XS1-M2XS2《S。 在一些情況下，對曲柄圓滑塊機構的上述限定可以更為寬松，甚至完全不作限定。 例如，整機重量特別大，并且使用環境中該整機的固定良好時，由于有一定的振 動，該整機也可以承受，并且，圓滑塊組并非整個曲柄圓滑塊機構運動不平衡的主要來源， 因此，可以不對兩個圓滑塊的重量、重心等關系進行上述限定。 再如，當曲柄圓滑塊機構使用在所獲得的壓縮空氣的氣壓值不高的壓縮機上時， 由于運行過程中不存在類似內燃機中的瞬間爆發壓力的問題，因此，其振動本身會比較小， 可以不對圓滑塊組的重量、重心的關系進行限定。 綜合上述情況，對一個由兩個圓滑塊組成的圓滑塊組的圓滑塊的重量、重心等關 系可以根據具體情況放松限定條件甚至不作特別限定，所以，在保證兩個圓滑塊的偏心孔 的偏心距相同，偏心孔直徑相同這些基本條件下，圓滑塊的設計上可以更加靈活。例如，同 一個圓滑塊組的兩個圓滑塊可以采用不同的材料制成；再如，兩個圓滑塊可以具有不同的 直徑。總之，只要根據實際情況選擇合適的重量、重心限定條件，可以不要求兩個圓滑塊必 須完全相同。 上述對同一個圓滑塊組的兩個圓滑塊之間的重量、重心條件的放寬，克服了現有 技術下，技術人員普遍認為的，組成一個雙圓滑塊組的兩個圓滑塊必須重量相同、重心相同 的技術偏見，極大的增加了圓滑塊設計的靈活性。 上述技術方案中的圓滑塊組，可以用于使用在各種場合的曲柄圓滑塊機構中，包 括內燃機、壓縮機、抽真空機；這樣可獲得相應的內燃機、壓縮機或抽真空機的實施例。 以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技 術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和 潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
權利要求一種圓滑塊組，用于包括兩個圓滑塊的曲柄圓滑塊機構中，其特征在于，該圓滑塊組中的兩個圓滑塊的質量不同。
2. 根據權利要求1所述的圓滑塊組，其特征在于，所述圓滑塊的重心位于偏心孔圓心 和圓滑塊圓心的連線上。
3. 根據權利要求1所述的圓滑塊組，其特征在于，每個圓滑塊的重量乘以重心到偏心 孔軸線的距離獲得乘積A，所述兩個圓滑塊的A值相等。
4. 根據權利要求1所述的圓滑塊組，其特征在于，兩個圓滑塊采用不同的材料制成。
5. 根據權利要求1所述的圓滑塊組，其特征在于，兩個圓滑塊具有不同的直徑。
6. 根據權利要求1所述的圓滑塊組，其特征在于，兩個圓滑塊上去重孔數量或者位置 不同。
7. —種內燃機，其特征在于，使用權利要求1到權利要求6任一項所述的圓滑塊組。
8. —種壓縮機，其特征在于，使用權利要求1到權利要求6任一項所述的圓滑塊組。
9. 一種抽真空機，其特征在于，使用權利要求1到權利要求6任一項所述的圓滑塊組。
專利摘要本實用新型公開一種圓滑塊組，用于包括兩個圓滑塊的曲柄圓滑塊機構中，該圓滑塊組中的兩個圓滑塊的質量不同。優選的，每個圓滑塊的重量乘以重心到偏心孔軸線的距離獲得乘積A，兩個圓滑塊的A值相等。與現有技術相比，本實用新型提供的圓滑塊組根據實際情況，組成圓滑塊組的兩個圓滑塊可以彼此質量不同，屬于克服現有技術的技術偏見的實用新型。通過本實用新型的實施，可根據需要靈活安排圓滑塊所占據的空間和所需要的質量，顯著提升了圓滑塊設計的靈活性。
文檔編號F04B39/00GK201513547SQ20092022222
公開日2010年6月23日 申請日期2009年8月26日 優先權日2009年8月26日
發明者黎明, 黎正中 申請人:北京中清能發動機技術有限公司