CN2466363Y - 曲柄轴式多缸体无连杆活塞机 - Google Patents

Abstract

一种曲柄轴式多缸体无连杆活塞机,在壳体7内具有一个带曲线槽5的偏心法线盘6,这个法线盘与主轴8固定连接,每个活塞2上设有一导柱销4,活塞的底端与偏心轮1的圆周面接触。本机型充分结合了往复式和旋转式活塞机的优点,具有结构简单、体积小、重量轻、噪音低、运转平稳、密封性好、散热好等特点,可满足大功率、大扭矩、大排量的需求。

Description

曲柄轴式多缸体无连杆活塞机

本实用新型涉及一种活塞机，特别是曲柄轴式多缸体无连杆的活塞机。

活塞机的结构类型主要为往复式和旋转式两种。其中，有连杆往复式活塞机的结构部件较多，体积也大、重量大、噪音高，且因偏心与连杆的组合使这种机型在运转中产生高频振动，其振动频率与转速的平方成正比例增高，很容易使机件损坏。还由于连杆摆动角的存在，不仅不能适应在特种工况需求下高速运行，而且对热能的利用也只能达到85～90％。而无连杆往复式活塞机(如柱塞式、滑管式)，是轴在转动的同时活塞仍保持着直线往复运动的形式，这种机型只能用于辅助动力机械，如液压机、气压机之类。现比较先进的是旋转式活塞机，主要是利用汪克尔原理形成的一种机型，它不需要连杆，活塞直接安装在曲柄轴上，其结构紧凑、零部件少、振动噪音均小，能适应高速运行，也不需设进排气阀。但却不能作为大扭矩、大功率的载重机车所使用，其活塞所产生的高频振动使径向密封时缸体内表面产生不正常磨损，形成缸壁震纹的急剧生成，严重影响着该机的使用寿命。

本实用新型的目的就是要克服背景技术中存在的不足，而提供一种结构简单、运转平稳可靠、能适应高速运行的曲柄轴式多缸体无连杆活塞机。

为了实现上述目的，本实用新型提出了相应的技术解决方案：

这种曲柄轴式多缸体无连杆活塞机有一个壳体，其主要是在壳体内具有一个带偏心曲线槽的法线盘，这个法线盘与主轴固定连接，每个活塞上设有一导柱销，活塞的底端与偏心轮的圆周面接触。偏心轮与主轴连为一体。导柱销穿过活塞并嵌入曲线槽内。法线盘与主轴同心安装。

图1：本实用新型的轴向结构剖视图。

图2：本实用新型的径向结构剖视图。

图3：本实用新型运转状态示意图。

图4：法线盘结构示意图。

以下结合附图及实施例对本实用新型做一说明。

如图1所示，本实用新型具有一个壳体7，在壳体7的中心贯穿一个带有偏心轮1的主轴8，这个偏心轮1与主轴8偏心设置且连为一体而构成一曲柄轴。壳体7内还具有一法线盘6，该法线盘6的中轴线与主轴8的中轴线同心安装，法线盘6上偏心设置一曲线槽5，这个曲线槽5的中轴线与偏心轮1中轴线的差值为一个单位偏心距。活塞2位于与壳体7连接的缸体3内，活塞2的底端上穿接一个导柱销4，这个导柱销4的一段始终伸入法线盘6的曲线槽5内相对运行。活塞2的底端面始终与偏心轮1的外圆周面接触。在壳体7的下面还设有一积油腔10和机座11。所说曲线槽5内壁的运行轨迹为一类似心形的非圆曲线(参见图4)。

如图2、图3所示，本实用新型既可设置一个缸体3，也可以在同一平面上由径向呈放射状设置多个缸体3(本实例中描绘了三个缸体3.1、3.2、3.3的结构情况)。每个缸体3内的活塞2底端都具有一个导柱销4，每个活塞2的底端面均与偏心轮1的外圆周面接触。

导柱销4为一条状，其横截面为半圆弧状，以方便与曲线槽5的内壁滑动配合。导柱销4的一端伸入曲线槽5内。为了减少阻力，导柱销4还可由柱式轴承来代替。

其工作原理：由动力设备驱动主轴8转动时，偏心轮1也一同转动，法线盘6在主轴8及偏心轮1的作用下也同时在工作腔9内以主轴8的圆心作旋转运动。由于曲线槽5在法线盘6上为偏心设置，所以与法线盘6转动的同时，曲线槽5在旋转时其内壁迫使导柱销4带动活塞2在缸体3.1、3.2、3.3内做直线往复运动。还由于导柱销4的限位作用和缸体3内活塞2顶部压力的作用，使活塞2底端面始终与偏心轮1外圆周面接触摩擦，也可驱动活塞2在各自的缸体3.1、3.2、3.3内做直线往复运动。

当缸体3.1中的活塞2处于上止点时，缸体3.2内正处于半排压状态，而缸体3.3内处于半吸气状态(参见图2)。而当主轴8再旋转90°时，缸体3.1内处于半吸气状态，缸体3.2内处于排压近完状态，而缸体3.3内正处于始压状态(参见图3)。以此类推，当主轴8连续高速运转时，几个缸体3.1、3.2、3.3内的活塞2也就不停地在各自的缸体内做直线往复运动而作功。当然，这种结构的活塞机并不限于图中箭头所示的顺时针方向转动，还可以逆时针或二者交替旋转，有利于无级变速和往复互换的机械功能转换装置所用。

本实用新型的结构设计中结合了往复式活塞机和旋转式活塞机的优点，既保持了活塞的直线往复运动作功方式，又使旋转式活塞机的结构简单、体小量轻、无连杆、密封性好、运转平稳、振动噪音小等特点得到了充分地体现，完全适应高速运行的需要。由于采用了无连杆结构，消除了往复式活塞机中因连杆摆动角而产生的功率损耗，使机械能的利用率大大提高。因本机型的几个缸体处于同一平面内，使得整个机体体积在径向和轴向均有大幅度的减少，并且提高了曲柄轴的抗弯能力。这种多缸体结构还更有利于散热，从而提高了设备的耐性和使用寿命，可满足大功率、大扭矩、大排量的需求，除用作发动机外，还可作空压机、液压机、真空机、膨化机等多种机构所用。

Claims (4)

1、一种曲柄轴式多缸体无连杆活塞机，它有一个壳体(7)，其特征是在壳体(7)内具有一个带偏心曲线槽(5)的法线盘(6)，这个法线盘(6)与主轴(8)固定连接，每个活塞(2)上设有一导柱销(4)，每个活塞(2)的底端都与偏心轮(1)的圆周面接触。

2、如权利要求1所述的活塞机，其特征是偏心轮(1)与主轴(8)连为一体而构成一曲柄轴。

3、如权利要求1所述的活塞机，其特征是导柱销(4)穿过活塞(2)并嵌入曲线槽(5)内。

4、如权利要求1所述的活塞机，其特征是法线盘(6)与主轴(8)同心安装。

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