一種缸套以及應用所述缸套的內燃機和壓縮機的製作方法

2023-09-13 11:13:15

專利名稱：一種缸套以及應用所述缸套的內燃機和壓縮機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及內燃機和壓縮機技術領域，具體涉及一種應用於無連杆內燃機或壓縮機的缸套。本實用新型同時涉及一種使用所述缸套的內燃機或壓縮機。
背景技術：
在傳統的內燃機和壓縮機中，通過曲柄連杆機構實現活塞的往復運動與曲軸的旋轉運動之間的轉換。然而，在所述的曲柄連杆機構中，由於連杆的存在，曲柄連杆機構的內燃機和壓縮機具有體積龐大、笨重、平衡性能差等缺陷。為解決上述問題，在公告號為CN85200358B(審定公告日為1988年1月13日)、授權公告號為CN1067741C (授權公告日為2001年6月27日)、授權公告號為CN1067742C (授權公告日為2001年6月27日)的中國專利文獻中，均公開了採用曲柄圓滑塊機構的內燃機。曲柄圓滑塊機構是一種典型的無連杆往復-旋轉運動轉換的機構，包括曲軸、圓滑塊以及活塞；其中，圓滑塊為一扁圓柱體，在其上設置有偏心圓孔，該偏心圓孔尺寸與曲軸的曲柄銷相適應，用於容置曲柄銷；活塞包括活塞冠部和活塞座，活塞座上設置有圓滑塊容置孔；圓滑塊的外周大小與設置於活塞之活塞座上的圓滑塊容置孔大小相適應。裝配時， 圓滑塊可旋轉容置於活塞座上的圓滑塊容置孔中，曲軸曲柄銷可旋轉設置於偏心圓孔上。 在應用該機構時，可將曲軸的兩端的主軸頸置於軸承上，並將活塞置於往復運動導軌中，在活塞往復運動時，可在曲軸的端部輸出旋轉運動，該運動方式可用於內燃機；反之，在曲軸端部輸入旋轉運動，可實現活塞的往復運動，該運動方式可用於壓縮機，實現對氣體壓縮。 有關曲柄圓滑塊機構的詳細內容可參考上述的專利文獻。此外，在申請號為200910236026. 5的中國專利申請文件還公開了一種端軸-動軸機構，該機構也為一種無連杆往復_旋轉運動相互轉換的機構。其詳細結構可參考該專利申請文件。上述的專利文獻公開的內燃機中的運動轉換機構相對於傳統的曲柄連杆機構的明顯差異就是取消了連杆，進而其中的部件例如活塞與傳統的曲柄連杆機構的活塞也有了很大的不同。活塞不但要設置活塞頂作為工作部，而且還要在其活塞座上設置圓滑塊容置孔或者動軸的動軸銷容置孔；在活塞座的側邊還需要設置導向部，以便對活塞提供導向作用。基於以上活塞結構的變化，需要設計專門的機體以及與機體配套使用的缸套。在公開號為CN101761409A的專利文獻中，公開了一種應用於曲柄圓滑塊機構的設備的缸套， 其結構為一薄壁筒體，在其筒體上設置用於貫穿曲軸的通孔，稱為曲軸通過孔；為將該缸套應用於V型布置的機體中，在缸套上還設置兩缸套相互避讓的避讓缺口，該避讓缺口以如下方式設置將所述缸套作為內工作室之外另外部分的一半側壁截去，其沿缸套軸線方向的截面剛好垂直於設置於該缸套之上的曲軸通過孔的軸線。其結構可參看圖1所示，有關該缸套的進一步的結構說明可參看上述的中國專利文獻。[0008]圖1所示的缸套不但可以應用於無連杆內燃機或壓縮機中，兼顧活塞工作室工作要求並滿足活塞工作時導向的要求；而且，還可以應用於兩缸布置的機體中。然而，上述的中國專利文獻提供的缸套由於設置避讓缺口，截去部分較大，使得缸套的整體剛度有所下降，圖ι所示的結構在底部雖然還設置有一環形半圓支撐結構7，但在有些時候仍然不能滿足對缸套強度和剛度的要求，而且該半圓支撐結構7也使得兩缸套組合時難以裝配，並需要將其中一個缸套上的半圓支撐結構7設置為與缸套本體分離的結構，使得兩缸套結構不再相同，這也使缸套的加工製造工藝複雜化，也增加了批量製造的難度。
發明內容本實用新型提供一種缸套，以解決現有應用無連杆機構的內燃機或壓縮機的缸套的上述的問題。本實用新型另外提供應用所述缸套的內燃機和壓縮機。本實用新型提供的一種缸套，應用於無連杆內燃機或壓縮機中，所述缸套包括第一部分和第二部分；所述第一部分為圓筒形結構，其內部空間構成內燃機或壓縮機的工作室；第二部分由所述第一部分其中一端面的部分周沿沿軸向向外延伸而成，該第二部分構成內燃機或壓縮機中的往復運動件的導向跑道；在所述第二部分上還設置有一通孔，該通孔為曲軸通過孔；其中，所述第二部分之遠離第一部分的端部稱為缸套的下端部，在所述下端部還設置有部分環形筋板，所述部分環形筋板的外周與所述下端部內壁相配合，並與內壁固為一體。可選的，所述第一部分之遠離第二部分的端部稱為缸套的上端部，在所述上端部還設置有向外的翻邊，稱為支撐肩。可選的，所述第二部分為半圓筒結構，所述部分環形板筋為半圓環形。可選的，在靠近缸套下端部區域還設置有至少一個螺紋孔，該螺紋孔用於把缸套與缸體鎖緊。可選的，所述第二部分與第一部分相連接的邊角處圓角過渡。可選的，所述缸套的下端部邊緣處設置倒角。本實用新型還提供一種缸套組，包括兩個缸套，所述兩個缸套結構相同，每一缸套均可以是上述任一所述的缸套；裝配為缸套組時，所述兩個缸套軸線相互垂直設置，兩缸套第二部分之邊緣母線構成的平面相貼合，且兩缸套的曲軸通過孔相對準。可選的，組裝後，每一缸套的第二部分的外周抵住另一缸套的第一部分的與上端面相對的端面。本實用新型還提供一種無連杆內燃機，該內燃機採用上述任一所述的缸套。本實用新型還提供一種無連杆壓縮機，該壓縮機採用上述權利要求1至6任一所述的缸套。與現有技術相比，本實用新型具有以下優點本實用新型的缸套的下端部還設置有部分弧形筋板，通過設置該筋板，可加強第二部分中的下端部的強度和剛度，避免缸套第二部分在使用過程中產生變形，保證該第二部分不因開孔(曲軸通過孔和切除部分側壁而對剛度產生過大的影響；也可保證對活塞等往復運動件的可靠導向，有助於提高內燃機和壓縮機的整體的穩定性。
圖1是現有的一種缸套的結構示意圖；圖2為本實用新型的缸套實施例的結構示意圖之一；圖3為本實用新型的缸套實施例的結構示意圖之二 ；圖4為本實用新型的缸套組的實施例的示意圖。
具體實施方式
在下面的描述中闡述了很多具體細節以便於充分理解本實用新型。但是本實用新型能夠以很多不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施的限制。圖2和圖3分別為本實用新型的缸套的實施例的結構示意圖之一和之二。請參考圖2和圖3，所述缸套包括第一部分1和第二部分2。其第一部分1呈圓筒形，內部空間2-2構成內燃機或壓縮機的工作室，供活塞頂部在其中往復運動，該部分作用與傳統的曲柄連杆機構的缸套相當。為便於將缸套固定於機體上，在本實施例的缸套的第一部分的自由端端部還設置有向外的翻邊，稱為支撐肩2-1。在該缸套裝入機體之後，所述支撐肩2-1會抵住機體的氣缸的上部，可以為缸套在軸向定位。該設置支撐肩2-1的端部稱為缸套的上端部。請進一步參考圖2和圖3，缸套還包括有第二部分2，所述第二部分2由所述第一部分1的與上端部相對的端面部分周沿沿軸向向外延伸而成。該第二部分2在結構上為圓筒的一部分，相當於一圓筒截去部分側壁而形成。該第二部分2構成無連杆內燃機或壓縮機的往復運動的導向跑道。且該第二部分2與所述的第一部分1具有共同的軸線。可見， 本實施例中的缸套相對於傳統的曲柄連杆機構的缸套有著很大的不同，其還包括有具有導向功能的第二部分2，該第二部分的2沿軸向的長度足以容納往復運動件例如活塞在軸向的往復運動，並為其提供可靠的導向。由於在無連杆內燃機或壓縮機中，活塞與傳統的曲柄連杆機構的活塞結構不同， 無連杆內燃機或壓縮機中，作為往復運動件的活塞除了具有活塞頂部外，還包括有活塞座， 活塞座遠離內燃機或壓縮機的工作室延伸至曲軸箱或其以下的空間。活塞座的側邊設置有導向面。在活塞往復運動時，需要對活塞座提供可靠的導向，故而，本實施例中的缸套中的第二部分2作為導向跑道即承擔對活塞導向的功能。而由於活塞座已經延伸至曲軸箱中， 故而，對其提供導向的缸套沿軸向必然也已經延伸至曲軸箱空間中。為避免與曲軸產生幹涉，在缸套的第二部分還設置有曲軸通過孔2-1。由於該第二部分2為部分側面開放的結構，曲軸由第二部分兩側邊母線決定的平面穿過並由曲軸箱通過孔2-1穿出即可。因而，僅在第二部分2上設置一個曲軸通過2-1孔即可。本實施例中，所述第二部分2為半圓筒結構。在所述第二部分2之遠離第一部分1 的端部還設置有半圓環形筋板3。第二部分2的該端部稱為缸套的下端部，所述半圓弧形筋板3的外周與所述下端部內壁相配合，並與內壁固為一體。所述半圓弧形筋板3的內周半圓環的中心位於該缸套的軸線上。該半圓弧形筋板3的內周的半圓形的孔主要作用如下， 第一，作為潤滑油回流孔，第二，若活塞的活塞座為杆狀，該半圓形的孔可作為避讓孔，避免活塞座與該半圓弧形筋板3幹涉。所述的半圓弧形筋板3的主要作用是加強第二部分2中的下端部的強度和剛度， 避免缸套第二部分2在使用過程中產生變形，保證該第二部分2不因開孔(曲軸通過孔2-1) 和切除部分側壁而對剛度產生過大的影響。根據剛度和強度的需要，可以改變所述半圓弧形板筋3的厚度以及形狀，以滿足不同的需要。通過設置該筋板3，使缸套第二部分2的強度和剛度有很大的提高，從而保證了對活塞等往復運動件的可靠導向，有助於提高內燃機和壓縮機的整體的穩定性。需要說明的是，所述第二部分2並不限於是圖2中所示的半圓筒結構，即其徑向外周並不限於是半圓弧，其還可以是優弧和劣弧。相應的，板筋3的外周形狀與該第二部分2 之內壁相配合，為部分圓環形結構。在本實用新型的實施例中，在所述第二部分2上靠近缸套下端部的區域還設置有至少一個螺紋孔2-3。本實施例中，螺紋孔2-3為兩個。其用於在該缸套裝入機體後，通過螺栓將該缸套固定於缸體內，保證該部分與缸體之間很好的貼合，從而可避免該缸套產生變形，導致缸套與缸體貼合不好，進而造成缸套的微幅振動而損壞。為便於將缸套裝入缸體中，在本實施例中，在所述缸套的下端部邊緣處還設置有倒角2-4，如圖1所示。此外，在本實施例中，在所述半圓環形筋板3的內環邊角處也設置倒角3-1，通過設置倒角3-1可避免應力在邊角處集中，也避免邊緣稜角劃傷往復運動件。在本實施例中，在所述第二部分2和第一部分1相連接的邊角處2-2設計為圓角過渡。通過該圓角化處理，可避免該交接處應力集中，有利於缸套整體的強度和剛度提高。 上述的實施例的缸套可應用於單缸或者直列多缸內燃機或壓縮機中，在裝配於機體氣缸中時，支撐肩2-1可抵住缸體頂部邊緣，旋轉缸套使得曲軸通過孔2-1對準機體上的曲軸軸承孔，保證在缸套裝配於機體上之後，曲軸可穿過該缸套上的曲軸通過孔2-1而裝配於機體之上。上述實施例的缸套還可以用於V型布置的雙缸內燃機或壓縮機。這需要兩個缸套。該兩個缸套可組成缸套組。在兩個缸套組成缸套組時，需要考慮兩個缸套的布置、根據兩缸之間的距離以及缸套大小是否需要在兩缸套上開設避讓缺口。為適應內燃機和壓縮機對體積和重量的要求，V型布置的機體中，兩缸套交叉時不可避免的會有重疊區域，為避免兩缸套之間的幹涉，在每一缸套上均需要設置避讓空間。上述的實施例的缸套就是設置了所需要的避讓空間的缸套，可以應用於V型機體中，組成缸套組。圖4為本實用新型的缸套組的實施例的示意圖。請參考圖4，本實施例的缸套組包括第一缸套10和第二缸套10。兩缸套均為上述實施例中所述的缸套。組成缸套組時，兩個缸套的軸線相互垂直設置，且兩缸套第二部分之邊緣母線構成的平面相貼合，如圖4中， 第一缸套10的邊緣母線IOa和IOb構成的平面與所述第二缸套20的邊緣母線20a和20b 構成的平面貼合在一起。並使兩缸套的曲軸通過孔相對準。而且，在組裝後，每一缸套的第二部分的外周會抵住另一缸套的第一部分的與上端面相對的端面，從而對缸套多了沿各自軸向維度的約束，避免缸套竄動。本實施例的兩缸套組成的缸套組，相互之間設置有避讓缺口，組合方便，而且便於裝配於機體中，也便於由機體上卸下。每一缸套上均設置有提高其強度和剛度的筋板，使得構成的V型機器穩定性好，且拆裝方便。[0044]上述實施例的缸套和缸套組均可以應用於無連杆內燃機或壓縮機中，構成無連杆內燃機和壓縮機機器的一部分，對提高機器的穩定性有著很大的作用。本實用新型雖然以較佳實施例公開如上，但其並不是用來限定本實用新型，任何本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和範圍內，都可以做出可能的變動和修改，因此本實用新型的保護範圍應當以本實用新型權利要求所界定的範圍為準。
權利要求1.一種缸套，應用於無連杆內燃機或壓縮機中，其特徵在於，所述缸套包括第一部分和第二部分；所述第一部分為圓筒形結構，其內部空間構成內燃機或壓縮機的工作室；第二部分由所述第一部分其中一端面的部分周沿沿軸向向外延伸而成，該第二部分構成內燃機或壓縮機中的往復運動件的導向跑道；在所述第二部分上還設置有一通孔，該通孔為曲軸通過孔；其中，所述第二部分之遠離第一部分的端部稱為缸套的下端部，在所述下端部還設置有部分環形筋板，所述部分環形筋板的外周與所述下端部內壁相配合，並與內壁固為一體。
2.根據權利要求1所述的缸套，其特徵在於，所述第一部分之遠離第二部分的端部稱為缸套的上端部，在所述上端部還設置有向外的翻邊，稱為支撐肩。
3.根據權利要求1所述的缸套，其特徵在於，所述第二部分為半圓筒結構，所述部分環形板筋為半圓環形。
4.根據權利要求1所述的缸套，其特徵在於，在靠近缸套下端部區域還設置有至少一個螺紋孔，該螺紋孔用於把缸套與缸體鎖緊。
5.根據權利要求1所述的缸套，其特徵在於，所述第二部分與第一部分相連接的邊角處圓角過渡。
6.根據權利要求1所述的缸套，其特徵在於，所述缸套的下端部邊緣處設置倒角。
7.一種缸套組，包括兩個缸套，其特徵在於，所述兩個缸套結構相同，每一缸套均可以是上述權利要求1至6任一所述的缸套；裝配為缸套組時，所述兩個缸套軸線相互垂直設置，兩缸套第二部分之邊緣母線構成的平面相貼合，且兩缸套的曲軸通過孔相對準。
8.根據權利要求1所述的缸套組，其特徵在於，組裝後，每一缸套的第二部分的外周抵住另一缸套的第一部分的與上端面相對的端面。
9.一種無連杆內燃機，其特徵在於，採用上述權利要求1至6任一所述的缸套。
10.一種無連杆壓縮機，其特徵在於，採用上述權利要求1至6任一所述的缸套。
專利摘要一種缸套，應用於無連杆內燃機或壓縮機中，所述缸套包括第一部分和第二部分；所述第一部分為圓筒形結構，其內部空間構成內燃機或壓縮機的工作室；第二部分由所述第一部分其中一端面的部分周沿沿軸向向外延伸而成，該第二部分構成內燃機或壓縮機中的往復運動件的導向跑道；在所述第二部分上還設置有一通孔，該通孔為曲軸通過孔；其中，所述第二部分之遠離第一部分的端部稱為缸套的下端部，在所述下端部還設置有部分環形筋板，所述部分環形筋板的外周與所述下端部內壁相配合，並與內壁固為一體。本實用新型的缸套具有更高的強度和剛度。本實用新型同時涉及一種使用所述缸套的內燃機和壓縮機。
文檔編號F02F1/00GK202065076SQ201120119558
公開日2011年12月7日 申請日期2011年4月21日 優先權日2011年4月21日
發明者錢漢生, 黎明, 黎正中 申請人:北京中清能發動機技術有限公司