專利名稱：一種活塞及其使用該活塞的內(nèi)燃機、壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及發(fā)動機、壓縮機技術(shù)，具體涉及一種可用于內(nèi)燃機、壓縮機的活
塞。本實用新型同時涉及使用上述活塞的內(nèi)燃機、壓縮機。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)發(fā)動機、壓縮機的運動機構(gòu)為曲柄連桿機構(gòu)。在這種運動機構(gòu)下，活塞的往復(fù) 運動需要通過與其連接的連桿傳遞給曲軸，在運動過程中，連桿隨著活塞的運動作來回的 擺動，使活塞受到以高階函數(shù)變化的周期性側(cè)向力。 由于連桿的存在，曲柄連桿機構(gòu)內(nèi)燃機存在體積龐大、笨重、平衡性能差等缺點， 為了解決這些問題，中國專利文獻(xiàn)CN85100358B公開了 一種"曲柄圓滑塊往復(fù)活塞式內(nèi)燃 機"，這種內(nèi)燃機的特點是取消了連桿，采用開有偏心圓孔的圓滑塊與特殊設(shè)計的活塞總成 相配合，實現(xiàn)活塞的直線往復(fù)運動到旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)化。 請參看圖1、圖2，分別根據(jù)中國專利文獻(xiàn)CN85100358B說明書圖4、圖5公開的活 塞立體圖繪制。從圖中可以看出，該種內(nèi)燃機的活塞總成具有冠部1、導(dǎo)向部2兩個部分， 所述冠部1與傳統(tǒng)內(nèi)燃機的活塞頭作用相同，其頂部稱為活塞頂，為燃燒室的一部分；冠部 周邊則設(shè)置有若干活塞環(huán)槽，用于安置氣環(huán)、油環(huán)，實現(xiàn)對汽缸的密封。圖中，在冠部下部， 設(shè)置所述導(dǎo)向部2，該導(dǎo)向部2主體部分為薄塊狀，該薄塊的兩個側(cè)邊能夠與機體的滑道配 合，稱為導(dǎo)向側(cè)面；其平面的中心線上則開有內(nèi)徑和圓滑塊外徑配合的圓孔，該圓孔稱為圓 滑塊容置孔3。根據(jù)不同的情況，導(dǎo)向部2的寬度可以等于冠部1的寬度，如圖l ;也可以大 于冠部1的寬度，如圖2。該導(dǎo)向部2又稱為活塞座。 由于該發(fā)動機不使用連桿，其結(jié)構(gòu)也與傳統(tǒng)發(fā)動機不同。由于沒有連桿，上述活塞 沒有設(shè)置活塞銷座；由于在該曲柄圓滑塊形式發(fā)動機在運動過程中，活塞受到的側(cè)向力很 小，所以，該活塞也沒有在冠部1的活塞環(huán)帶以下部位設(shè)置活塞裙部。 由于上述活塞使用在與傳統(tǒng)發(fā)動機截然不同的場合，其活塞受力和傳統(tǒng)發(fā)動機不 同，其承力結(jié)構(gòu)的設(shè)計也應(yīng)當(dāng)和傳統(tǒng)發(fā)動機不同。 上述現(xiàn)有技術(shù)公開的活塞能夠較好的實現(xiàn)曲柄圓滑塊機構(gòu)的運動功能，但是仍然 具有明顯的缺點。首先，其活塞分為冠部1和導(dǎo)向部2兩部分，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在制作相應(yīng) 的毛胚時，該結(jié)構(gòu)使其難以出模。另外，活塞的冠部l和導(dǎo)向部2具有不同的功能，在內(nèi)燃 機運轉(zhuǎn)的過程中，上述兩個部分處于完全不同的工況，采用現(xiàn)有技術(shù)提供的活塞形式，無法 同時照顧兩部分不同工況而對材質(zhì)提出的不同需求。 與上述情況相似，在曲柄圓滑塊運動機構(gòu)用于壓縮機或者在其它可能需要實現(xiàn)直 線往復(fù)運動到旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化或者旋轉(zhuǎn)運動到直線往復(fù)運動轉(zhuǎn)化的場合，上述現(xiàn)有技術(shù)提供 的活塞結(jié)構(gòu)也存在類似的問題。

實用新型內(nèi)容針對上述缺陷，本實用新型解決的技術(shù)問題在于，提供一種用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的活塞，該活塞允許根據(jù)各部位的不同工況，對各部分材質(zhì)做出不同的選擇。本實用新型同 時提供使用上述活塞的內(nèi)燃機和壓縮機。 本實用新型提供的活塞，其冠部、活塞座分別制成，并通過連接結(jié)構(gòu)相連接而形成 完整的活塞。 優(yōu)選的，所述冠部包括活塞頂和活塞環(huán)帶；所述活塞座上設(shè)置有圓滑塊容置孔。 優(yōu)選的，所述冠部有一個或者兩個，相應(yīng)的，所述活塞座的一頭或者兩頭具有所述 連接結(jié)構(gòu)。 優(yōu)選的，所述冠部只有一個，該活塞還包括獨立制成的活塞鑲塊，所述活塞座未安 裝冠部的一側(cè)設(shè)置用于與該活塞鑲塊連接的連接結(jié)構(gòu)，所述活塞鑲塊上設(shè)置與其配合的相 應(yīng)的連接結(jié)構(gòu)，通過上述相互配合的連接結(jié)構(gòu)，使用連接件將活塞鑲塊固定在活塞座上未 安裝冠部的一端。 優(yōu)選的，從活塞環(huán)帶對稱設(shè)置兩個沿軸向向下伸出的條狀的導(dǎo)向側(cè)板，導(dǎo)向側(cè)板 的外徑略大于所述活塞環(huán)帶的外徑，其外徑面能夠與汽缸內(nèi)壁配合。 優(yōu)選的，當(dāng)所述曲柄圓滑塊機構(gòu)使用于二沖程單缸發(fā)動機時，所述冠部還具有從 活塞環(huán)帶開始向下伸出的擋板，該擋板的外徑面與所述導(dǎo)向側(cè)板的外徑面在同一個圓周面 上，并在周向上展開設(shè)定的角度；所述圓滑塊容置孔的一個端面上設(shè)置有內(nèi)齒圈或者內(nèi)齒 段。 優(yōu)選的，所述冠部上設(shè)置有連接兩側(cè)的導(dǎo)向側(cè)板內(nèi)壁面和活塞頂內(nèi)底面的豎版， 該豎版大致通過活塞頂?shù)闹睆骄€；在該豎板的兩側(cè)面上，垂直該豎板，設(shè)置兩個連接到活塞 頂?shù)酌嬉约盎钊h(huán)帶內(nèi)壁的橫向加強肋。 優(yōu)選的，所述冠部上設(shè)置的連接結(jié)構(gòu)還包括在所述豎版底面的大致中心位置開設(shè) 的凹坑，垂直該凹坑開有貫穿該凹坑的第一連接孔；所述活塞座上的連接結(jié)構(gòu)還包括在該 活塞座的上平臺表面上設(shè)置的向上凸起的凸臺，該凸臺尺寸形狀與所述豎版底面的凹坑相 匹配，貫穿該凸臺設(shè)置有第二連接孔；連接冠部和活塞座時，將所述凸臺插入所述凹坑，并 使活塞座上平臺表面和豎版底面相貼合，此時，所述凹坑上的第一連接孔和所述凸臺上的 第二連接孔正好對準(zhǔn)，使用鉚釘或螺釘作為連接件，在該位置將冠部和活塞座連接在一起。 本實用新型同時提供一種內(nèi)燃機，該內(nèi)燃機使用上述任一項技術(shù)方案所述的活 塞。 本實用新型同時提供一種空壓機，該空壓機使用上述任一項技術(shù)方案所述的活塞。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型提供的用于曲柄圓滑塊機構(gòu)的活塞被分為冠部、活 塞座等分別制成的部分，通過在冠部和活塞座對應(yīng)設(shè)置的連接結(jié)構(gòu)，可以使用連接件將冠 部與活塞座連接為一體，形成完整的活塞。由于采用上述分體式結(jié)構(gòu)，為活塞的加工提供了 便利。這是由于，采用整體式活塞時，活塞毛胚的出模較為困難，對于技術(shù)水平有限的工廠 可能難以整體出模。使用組合式活塞，則其毛胚無需整體出模，降低了加工難度。上述分體 式的活塞還使根據(jù)不同部位的不同工況采用不同的材料和加工方式提供了可能。例如，冠 部可以根據(jù)組成燃燒室內(nèi)壁的工作要求，采用活塞鋁合金，而活塞座則可以采用鋼或者高 牌號的球墨鑄鐵，以滿足安裝圓滑塊所需要的耐磨性。當(dāng)然，并不排除冠部和活塞座均采用 一種材質(zhì)加工的可能。[0021] 在本實用新型的優(yōu)選實施方案中，進(jìn)一步提供了將冠部和活塞座可靠的連接在一 起的結(jié)構(gòu)。其中一種方式是，在活塞座上表面設(shè)置凸臺以及在冠部底的承力面上設(shè)置凹坑， 通過將凸臺插入凹坑以及使用連接件穿過凸臺和凹坑上貫穿的圓孔，可將活塞座和冠部牢 固的連接在一起。這種連接方法使冠部、活塞座連接可靠、方便，并且能夠可靠傳遞爆發(fā)壓 力。 本實用新型的另一個優(yōu)選實施方式中，公開了一種在冠部的底面具有十字支撐的 圓環(huán)面的冠部承力面支撐面，其活塞座設(shè)置相應(yīng)的活塞座承力面，兩個表面在組裝后貼合， 可有效傳力。 本實用新型的優(yōu)選實施方式還公開了其它實現(xiàn)冠部和活塞座相連接的方案，這些 方案均能夠滿足不同場合對該活塞的要求。將上述用于內(nèi)燃機、壓縮機，即可獲得使用該活 塞的內(nèi)燃機或者壓縮機。

圖1是根據(jù)中國專利文獻(xiàn)CN85100358B說明書圖4繪制的現(xiàn)有技術(shù)活塞的立體 圖； 圖2是根據(jù)中國專利文獻(xiàn)CN85100358B說明書圖5繪制的現(xiàn)有技術(shù)活塞的另一個 立體圖； 圖3是本實用新型第一實施例提供的一種用于二沖程單缸汽油發(fā)動機的活塞的 剖視圖； 圖4-1是本實用新型第一實施例提供的活塞的冠部1的零件正面剖視圖； 圖4-2是本實用新型第一實施例提供的活塞的冠部1的零件仰視圖； 圖5-1是本實用新型第一實施例提供的活塞的活塞座2的零件正視圖； 圖5-2是本實用新型第一實施例提供的活塞的活塞座2的零件右剖視圖； 圖6是活塞鑲塊4的結(jié)構(gòu)圖； 圖7是本實用新型第一實施例的一種變形形式的示意圖； 圖8是本實用新型第二實施例提供的雙作用活塞的整體圖； 圖9-1是本實用新型第二實施例提供的雙作用活塞的冠部8的正視圖； 圖9-2是本實用新型第二實施例提供的雙作用活塞的冠部8的仰視圖； 圖10-1是本實用新型第二實施例所提供活塞的活塞座10的正視圖； 圖10-2是本實用新型第二實施例所提供活塞的活塞座10的俯視圖； 圖11-1是本實用新型第三實施例所提供活塞的活塞座的正視圖； 圖11-2是本實用新型第三實施例所提供活塞的活塞座的仰視圖； 圖12是本實用新型第三實施例所提供活塞的整體圖。
具體實施方式請參看圖3，該圖為本實用新型第一實施例提供的一種用于二沖程單缸汽油發(fā)動 機的活塞的剖視圖。該活塞包括冠部1、活塞座2、活塞鑲塊4幾個部分，三零件均獨立制成， 并通過設(shè)置在各零件上的相互配合的連接結(jié)構(gòu)，以螺釘或者鉚釘?shù)冗B接件固定在一起。以 下詳細(xì)說明上述各個零件的結(jié)構(gòu)以及材質(zhì)。[0042] 請參看圖4-l、4-2，其中，圖4-1為本實用新型第一實施例提供的活塞的冠部1的 零件正面剖視圖；圖4-2為本實用新型第一實施例提供的活塞的冠部1的零件仰視圖。 所述冠部1與傳統(tǒng)發(fā)動機的活塞頭部的作用相同，如圖所示，該冠部1主體為下底 面為開口的圓筒形，其頂面為活塞頂l-6，該活塞頂1-6的上表面構(gòu)成燃燒室的下底。在本 實施例中，根據(jù)燃燒室結(jié)構(gòu)的需要，將該活塞頂l-6上表面設(shè)置為中央略為凸起的拱形。在 其它應(yīng)用場合，不妨將該活塞頂1-6上表面設(shè)置為其它形式。 在冠部1緊鄰活塞頂1-6的柱面的外徑面上設(shè)置有若干環(huán)槽，該設(shè)置環(huán)槽的區(qū)域
稱為活塞環(huán)帶i-io，這些環(huán)槽用于安置氣環(huán)、油環(huán)等。上述結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)發(fā)動機的活塞相應(yīng)部
位基本相同。 與傳統(tǒng)發(fā)動機活塞不同，該活塞的活塞環(huán)帶1-10下并未設(shè)置圓柱狀的活塞裙部， 但從所述活塞環(huán)帶i-io向下，伸出兩個對稱設(shè)置的導(dǎo)向側(cè)板i-i。這兩個導(dǎo)向側(cè)板i-i為 內(nèi)外徑面都是圓弧的條帶狀體，其外徑面需要與內(nèi)燃機機體的汽缸內(nèi)壁面摩擦配合，其外 徑較所述活塞環(huán)帶1-10的外徑稍大。在所述兩個導(dǎo)向側(cè)板1-1上，均設(shè)置沉頭孔1-9。 上述兩個導(dǎo)向側(cè)板1-1中的一個導(dǎo)向側(cè)板l-l-l，被一個同樣是向下伸出的擋板 1-5包容，該擋板1-5的外徑面與所述導(dǎo)向側(cè)板1-1的外徑面在同一個圓周面上，并在周向 上展開設(shè)定的弧度。從圖4-1可以看出，所述導(dǎo)向側(cè)板1-1-1的外徑面與擋板1-5相應(yīng)位 置的外徑面完全重合，但擋板1-5比導(dǎo)向側(cè)板1-1-1薄。在所述擋板1-5內(nèi)徑面的周向設(shè) 置有三個周向加強肋1-7以增加擋板1-5的剛度和強度。所述周向加強肋1-7的數(shù)目也可 以是一個、兩個或者若干個。該擋板1-5的作用是為二沖程發(fā)動機遮蔽氣口 ，因此其向下方 延伸的長度以及周向上展開的弧度，都需要根據(jù)遮蔽氣口的目的設(shè)置。當(dāng)發(fā)動機并非二沖 程發(fā)動機時，則無需設(shè)置該擋板1-5。 為加強該冠部1的剛度和強度，以及為冠部1向活塞座2傳遞爆發(fā)壓力提供承力 面，還設(shè)置有連接兩側(cè)的導(dǎo)向側(cè)板1-1內(nèi)壁面和活塞頂1-6內(nèi)底面的豎板l-2，該豎板1-2 大致通過活塞頂1-6的直徑線，其兩側(cè)面使用兩個連接到活塞頂l-6底面以及活塞環(huán)帶 1-10內(nèi)壁的橫向加強肋1-3進(jìn)行進(jìn)一步的加強。該豎板1-2底面為橫截面為條狀的平面， 在該平面大致中心位置，開有凹坑l-4，垂直該凹坑1-4開有貫穿該凹坑1-4的第一連接孔 1-8。上述豎板l-2和其它側(cè)面相接觸的部位可以設(shè)計圓角過渡，以降低應(yīng)力集中。該豎板 l-2不同部位對于增加冠部1的強度和剛度所起的作用的大小不同，其中與其它部位距離 較遠(yuǎn)的豎板1-2中間部位起到的作用較小，由于作為往復(fù)件的活塞的重量越輕越好，因此， 不妨在豎板1-2上設(shè)置一個、兩個或者多個去重孔，以便在增加冠部1的剛度和強度的同時 不過度增加活塞的重量。 請參看圖5-l、圖5-2，其中，圖5-1示出本實用新型第一實施例提供的活塞的活塞 座2的零件正視圖；圖5-2為本實用新型第一實施例提供的活塞的活塞座2的零件右剖視 圖。圖中該活塞座2的豎直軸線與活塞運動方向平行。 所述活塞座2為具有一定厚度的框架結(jié)構(gòu)，其基本作用是為圓滑塊提供圓滑塊容 置孔3，承受來自所述冠部1的作用力，與冠部1共同運動。 該活塞座2包括圓滑塊容置孔3、連接架；所述連接架設(shè)置在圓滑塊容置孔3的圓
周外，提供該活塞座2與其他零件的連接結(jié)構(gòu)，以及接受來自冠部推動力的承力面。 本實施例中，所述連接架包括圓滑塊容置孔3上部左右對稱結(jié)構(gòu)的肩部2-1以及圓滑塊容置孔3下部左右對稱結(jié)構(gòu)的下角2-2。 所述圓滑塊容置孔3用于容置圓滑塊的圓框，其內(nèi)徑面根據(jù)安裝圓滑塊的需求設(shè) 置，該內(nèi)徑的尺寸不僅要求能夠容置圓滑塊，而且要安置相應(yīng)的滾動或者滑動軸承；該圓滑 塊容置孔3的外徑尺寸決定該活塞座2的寬度，其外徑至少小于內(nèi)燃機汽缸的內(nèi)徑，以免工 作時產(chǎn)生干涉。在該圓滑塊容置孔3其中一個端面上，設(shè)置有分度圓與該圓滑塊容置孔3 同心的內(nèi)齒段2-3，該內(nèi)齒段2-3分為左右兩部分，對稱設(shè)置在該活塞座2豎直軸線的兩側(cè)， 并且被圓滑塊容置孔3的水平直徑分為上下對稱的兩個部分。該內(nèi)齒段2-3的作用是與曲 軸的曲柄銷上的外齒段配合，解決活點問題。為了實現(xiàn)其功能，上述內(nèi)齒段2-3至少具有三 個齒。在未布置內(nèi)齒段2-3的相對的另一個端面上，設(shè)置有容置孔端面擋板2-4。 所述肩部2-1為兩個肩部側(cè)面2-1-1和連接肩部側(cè)面2-1-1上頂?shù)纳掀脚_2-1-2 構(gòu)成的框架，該框架和所述圓滑塊容置孔3框架之間具有一定的間隙。所述上平臺2-1-2 可以設(shè)計為距離圓滑塊容置孔3頂部具有一定距離，這時，在圓滑塊容置孔3頂部到上平臺 2-1-2之間需要設(shè)置支撐柱，以符合強度和剛度要求。在本實施例中，該上平臺2-1-2設(shè)計 為與圓滑塊容置孔3的上頂面相切，無需設(shè)置支撐柱。所述上平臺2-1-2的上表面為該活 塞座2的上表面，該上平臺2-1-2的上表面要求能夠與所述冠部1的豎版1-2的底面相配 合，在上平臺2-1-2的中間位置設(shè)置有向上凸起的凸臺2-l-3，該凸臺2-1-3的寬度、厚度和 截面形狀與冠部1的豎板l-2底面的凹坑1-4相匹配；貫穿該凸臺2-1-3，設(shè)置有第二連接 孔2-1-4，該第二連接孔2-1-4與所述第一連接孔1-8相匹配。左右兩個肩部2-l的肩部側(cè) 面2-1-1的寬度略小于所述圓滑塊容置孔3的寬度，所述肩部側(cè)面2-1-1的外部輪廓形狀 和導(dǎo)向側(cè)板1-1的內(nèi)徑面相配合，在每個肩部側(cè)面2-l-l，設(shè)置有與冠部1的沉頭孔1-9對 應(yīng)的肩側(cè)螺紋孔2-1-5。在肩部1-13與所述圓滑塊容置孔3之間的空隙位置，可以根據(jù)需 要設(shè)置若干加強肋(圖未示)。 所述下角2-2包括兩個下部側(cè)面2-2-1和連接兩個下部側(cè)面的底板2_2_2。下角 2-2與所述圓滑塊容置孔3之間沒有間隙，其底板2-2-2的下表面與所述圓滑塊容置孔3的 下底之間的距離較小。在所述底板2-2-2的中心位置，設(shè)置有底面螺紋孔2-2-3，在下部側(cè) 面2-2-1則對稱設(shè)置有側(cè)面螺紋孔2-2-4。 請參看圖6，該圖示出活塞鑲塊4的結(jié)構(gòu)，該活塞鑲塊4為長條的U型，其底板設(shè)置 有底面沉孔4-l，其兩側(cè)面設(shè)置有側(cè)面沉孔4-2。 請再次參看圖3，該圖示出上述冠部1、活塞座2、活塞鑲塊4組合在一起形成的活 塞總成。組合時，在冠部1與活塞座2兩者位于正確的配合角度時，活塞座2的上平臺2-1-2 上的凸臺2-1-3恰好能夠進(jìn)入冠部1的所述豎板l-2底部的凹坑1-4中，在兩者配合后，并 使所述冠部1的豎板1-2的底面與所述活塞座2的上平臺2-1-2的上表面相貼合，此時，凹 坑1-4的第一連接孔1-8和凸臺2-1-3上的第二連接孔2-1-4正好對準(zhǔn)，可以通過鉚釘7或 螺栓在該位置將冠部1和活塞座2連接在一起。在該正確的安裝位置，導(dǎo)向側(cè)板1-1與活 塞座2的肩部側(cè)面2-1-1正好相配，并且，所述導(dǎo)向側(cè)板1-1上的的沉頭孔1-9與活塞座2 的肩部側(cè)面2-1-1上的肩側(cè)螺紋孔2-1-5對準(zhǔn)，可以使用螺釘6將兩者連接在一起，該螺釘 6能夠牢靠的固定冠部1和活塞座2之間的周向位置關(guān)系。所述活塞鑲塊4的底板上表面 與所述下角2-2的底板2-2-2的下表面相對，此時，活塞鑲塊4上的所述底面沉孔4-1與所 述底板2-2-2底面螺紋孔2-2-3相對；活塞鑲塊4的兩側(cè)面內(nèi)徑面分別與所述下角2_2的兩個下部側(cè)面2-2-1外徑面相對，并且，活塞鑲塊4兩側(cè)面的側(cè)面沉孔4-2與所述下部側(cè)面 2-2-1的側(cè)面螺紋孔相對，通過螺釘可以將活塞鑲塊4牢靠的固定在所述活塞座2的底部。 上述活塞由于分成幾個部分制作，各個部分可以選擇最合適的胚料開始加工制 作，這樣就可以減少加工中的切削量，降低材料消耗并減少工時；由于加工復(fù)雜性下降，這 種活塞的加工工藝便于制定，并可提高加工精度。另外，這種活塞還便于對各個部分使用最 合適的材料，避免采用整體式活塞造成的材料選用不能適應(yīng)各個部分的不同工況的問題， 例如，所述冠部1可以采用適合作為燃燒室壁的活塞鋁合金制作，所述活塞座2可以采用鋼 或者高牌號的球墨鑄鐵制作，以使其具有較好的耐磨性，避免圓滑塊在其內(nèi)徑面旋轉(zhuǎn)而磨 損。并且，經(jīng)過適當(dāng)?shù)臒崽幚碇螅钊?的圓滑塊容置孔3內(nèi)壁可以具有足夠的硬度， 可以直接作為軸承的外圈，這樣可以直接在圓滑塊容置孔3的內(nèi)壁上布置滾針或者滾柱， 解決小功率內(nèi)燃機或者空壓機中，圓滑塊容置孔3直徑小，不易選擇軸承的問題。當(dāng)然，上 述各個部分也可以全部采用相同的材料制成。 所述活塞鑲塊4可以根據(jù)需要選擇鋁合金或者其他材料制作，其作用加強活塞底 部的強度以及實現(xiàn)活塞整體的重量平衡。 對于用于二沖程發(fā)動機的情況，所述活塞鑲塊4可以起到改變掃氣比的作用。通 過使用不同厚度和面積的鑲塊，以及使用或者不使用鑲塊，可以明顯改變曲軸箱內(nèi)空隙的 大小，這樣，根據(jù)要求選用合適大小的鑲塊，就可以改變二沖程發(fā)動機的掃氣比。 上述活塞用于單缸二沖程發(fā)動機，當(dāng)其用于單缸四沖程發(fā)動機時，該活塞不需要 設(shè)置所述擋板1-5。當(dāng)該活塞用于雙缸機或者多缸機時，不需要設(shè)置所述內(nèi)齒段2-3。 另外，在本實施例中，采用凸臺2-1-3與凹坑1-4配合實現(xiàn)冠部1和活塞座2的連 接，實際上，可以采用其它多種形式。例如，在冠部1和活塞座2的接觸平面之間采用螺釘 或者鉚釘連接。以下結(jié)合圖7對這種方式進(jìn)行簡要說明。 圖7示出一種單作用組合式活塞。該活塞同樣具有冠部1和活塞座2。與上述是 實施例不同，該冠部1和活塞座2的連接采用了另外一種方式。即在冠部1的豎板1-2上 左右開設(shè)對稱設(shè)置的窗口 l-2-l，該窗口 1-2-1開設(shè)的部位在傳力過程中并不承受很大的 應(yīng)力，在此開設(shè)窗口對活塞強度的影響比較小，同時可以起到減輕活塞重量的作用，對提高 發(fā)動機的效率有益。在所述豎板1-2的豎板底面對應(yīng)上述窗口 1-2-1開設(shè)從豎板底面通 向窗口 1-2-1的第一通孔(圖未示)；上述第一通孔對應(yīng)于各個窗口 1-2-1設(shè)置。相應(yīng)的， 在所述活塞座2上的上平臺2-1-2上對應(yīng)上述豎板1-2底面的第一通孔設(shè)置有第二通孔 2-1-2-1。當(dāng)連接冠部1和活塞座2時，首先使活塞座上平臺2-1-2上表面和豎版1-2底面 相貼合，此時所述第一通孔和所述第二通孔2-1-2-1相對，通過螺釘或者鉚釘作為連接件， 在該位置即可將冠部1和活塞座2連接在一起。這種連接方式和上述采用凸臺2-1-3與凹 坑1-4配合的方式能夠?qū)崿F(xiàn)相似的效果。 上述組合式活塞還可以用于雙作用活塞，所謂雙作用活塞，是根據(jù)曲柄圓滑塊發(fā) 動機的特點，在活塞座2的上下兩端均安裝冠部l，兩個冠部1分別在兩個汽缸中運動，使一 個活塞總成完成傳統(tǒng)曲柄連桿機構(gòu)兩個活塞的作用。以下第二實施例為一種雙作用活塞的 一個實施例。 請參看圖8，該圖示出本實用新型第二實施例提供的雙作用活塞的整體圖。該活塞 使用在空壓機中。[0065] 從圖8可以看出，該雙作用活塞包括活塞座10以及連接在該活塞座10兩頭的冠 部8。 請參看圖9，該圖示出該雙作用活塞的冠部8的結(jié)構(gòu)，其中，圖9-l是冠部8的正視 圖，圖9-2是冠部8的仰視圖。 所述冠部8上部與普通活塞基本相同，包括活塞頂8-1以及活塞環(huán)帶8-2，該活塞 未設(shè)置活塞裙部，而是伸出兩個導(dǎo)向側(cè)板8-3，該導(dǎo)向側(cè)板8-3與第一實施例的導(dǎo)向側(cè)板的 設(shè)置方式相同，在每個導(dǎo)向側(cè)板8-3上也設(shè)置了沉孔8-3-1。與第一實施例不同，由于該活 塞使用在壓縮機中，不存在遮蔽氣口的需求，因此沒有設(shè)置擋板。 從圖9-2可以看出，在該冠部8的活塞頂8-13下部，設(shè)置有十字形的加強肋8_4， 其中第一加強肋8-4-1連接兩個導(dǎo)向側(cè)板8-3和活塞頂8-1底面，第二加強肋8-4-2設(shè)置 為垂直于所述第一加強肋8-4-1，并連接活塞環(huán)帶8-2兩側(cè)的內(nèi)壁和活塞頂8-1的底面，在 所述第一加強肋8-4-1和第二加強肋8-4-2相交的位置設(shè)置有連接到活塞頂8-1底面的承 力圓柱8-5。該冠部8圓周的下部開口具有內(nèi)止口 ，該內(nèi)止口的止口平面8-6與所述上述第 一加強肋8-4-1和第二加強肋8-4-2以及承力圓柱8-5的底面共同形成一個承力面。該承 力面為一個平整的底面，稱為冠部承力面8-7。 請參看圖IO，該圖示出本實用新型第二實施例所提供活塞的活塞座10。其中，圖 10-1為該活塞座10的正視圖，圖10-2是該活塞座10的俯視圖。 該活塞座10包括圓滑塊容置孔10-1以及該圓原滑塊容置孔10-1上下部的對稱 設(shè)置的連接架10-2。 所述圓滑塊容置孔10-1與第一實施例中的圓滑塊容置孔功用相同，用于安置圓 滑塊以及相應(yīng)的軸承或者軸瓦。在此對其結(jié)構(gòu)不再贅述。 所述連接架10-2在上述圓滑塊容置孔10-1的上下對稱設(shè)置，這是與該活塞上下 對稱設(shè)置有兩個冠部相適應(yīng)的。所述連接架10-2包括活塞座承力架10-2-1以及支撐該活 塞座承力架10-2-1的兩個側(cè)邊10-2-2、一個中心支撐柱10-2-3。 所述兩個側(cè)邊10-2-2從所述圓滑塊容置孔10-1的靠近圓滑塊容置孔10-1兩側(cè) 的對稱位置以垂直于軸線方向伸出，側(cè)邊10-2-2為內(nèi)外徑均為圓弧狀的條狀物，其上開 有螺紋孔或者通孔，為了便于使用連接件連接，該開有螺紋孔或者通孔的位置上設(shè)有相應(yīng) 的凸臺10-2-6，以增加該螺紋孔或者通孔的深度。所述中心支撐柱10-2-3則在左右側(cè)邊 10-2-2的中間位置垂直于圓滑塊容置孔10-1的軸線伸出，該中心支撐柱10-2-3為圓柱 狀。所述活塞座承力架10-2-1包括圓環(huán)10-2-4和在該圓環(huán)中心的十字支撐架10-2-5，該 十字支撐架10-2-5的一個支撐邊連接所述兩個側(cè)邊10-2-2，所述圓環(huán)10-2-4、十字支撐架 10-2-5和中心支撐柱10-2-3的上表面形成完整的活塞座承力面10-2-7，該平面和所述冠 部承力面8-7相配。該活塞座承力面10-2-7所在平面垂直于所述圓滑塊容置孔10-1端面 所在平面，該活塞座承力架10-2-1的厚度則與所述冠部8下部的內(nèi)止口高度基本相同。上 述側(cè)邊10-2-2和中心支撐柱10-2-3共同支撐所述活塞座承力架10-2-1。 根據(jù)需要，尤其是對活塞整體進(jìn)行有限元分析的結(jié)果，可以采用具有其它平面形 狀的活塞座承力面10-2-7，以便能夠?qū)崿F(xiàn)有效的動力傳遞以及盡量減少活塞質(zhì)量。例如，所 述十字支撐架10-2-5完全可以采用米字形或者其它形式，以實現(xiàn)更好的動力傳遞效果他 形狀。[0075] 組裝時，將所述冠部8的冠部承力面8-7和所述活塞座10的活塞座承力面10-2-7 相互貼合，其中，所述冠部承力面8-7的止口平面8-6與所述圓環(huán)10-2-4的上表面相對， 所述第一加強肋8-1-1和第二加強肋8-1-2以及承力圓柱8-5的底面與所述十字支撐架
10- 2-5和中心支撐柱10-2-3的上表面相對。由于該活塞座承力架10-2-1的厚度與所述 冠部8下部的內(nèi)止口高度基本相同，使該活塞座支撐架10-2-1的下底面和所述冠部下部的 環(huán)面基本平齊。此時，所述導(dǎo)向側(cè)板8-3從連接架10-2的兩個側(cè)邊10-2-2外側(cè)與其貼合， 并且其沉孔8-3-1與側(cè)邊10-2-2上的螺紋孔或者通孔相對，這樣，可以使用螺釘或者鉚釘 將兩部分連接在一起。圖7示出兩者使用螺釘9連接在一起。該活塞座10兩端都可以安 裝上冠部8，這樣就組成了一個具有兩個冠部8的完整的活塞，可以應(yīng)用于單缸雙作用空壓 機，或者和其它活塞一起用于多缸機。 由于承力面比較大，該活塞能夠較好的向冠部8傳遞往復(fù)運動的動力。由于壓縮
機所需要傳遞的力量比較小，該活塞沒有采用第一實施例中的凹坑和凸塊連接活塞的兩個
部分，僅僅使用導(dǎo)向側(cè)板與側(cè)邊上的螺紋孔進(jìn)行連接機即可達(dá)到要求。 上述組合式活塞由于分為幾個部分，便于加工和根據(jù)不同的工況選擇不同的材料。 本實用新型第三實施例提供一種可以與上述第二實施例的雙作用活塞配合使用
形成三缸活塞的組合式活塞，該組合時活塞的特點是，在活塞座的一頭安裝有冠部，活塞座
的另一頭具有和該活塞座一體制成的配重塊，該配重塊和鑲塊的重量和活塞座另一頭安裝
的活塞冠部相同，這樣，可以使該活塞的兩頭處于平衡狀態(tài)，這種活塞和上述第二實施例提
供的活塞配合，用于形成三缸壓縮機，以滿足三缸壓縮機慣性力完全平衡的要求。 請參看圖ll，該圖示出本實用新型第三實施例提供的活塞的活塞座11的結(jié)構(gòu)。其
中，圖11-1是該活塞座的正視圖，圖11-2是該活塞座11的仰視圖。 從圖11可以看出，該活塞座一端設(shè)置了活塞座承力架ll-l，另一端沒有設(shè)置活塞 座承力架ll-l，而是在和另一端的活塞座承力架對應(yīng)的位置設(shè)置了配重條11-2，該配重條
11- 2為一個條狀的重塊，由活塞座連接架11-3的兩個側(cè)邊11-3-1和中心支撐柱11-3-2支 撐，與圓滑塊容置孔11-4連接。該配重條11-2的中心設(shè)置有用于固定活塞鑲塊12的螺紋 孔。所述活塞座連接架11-3的兩個側(cè)邊同樣為內(nèi)外徑均為圓弧狀的條狀物，其上開有螺紋 孔或者通孔，為了便于使用連接件連接，該開有螺紋孔或者通孔的位置上設(shè)有相應(yīng)的凸臺 11-3-3，以增加該螺紋孔或者通孔的深度。 請參看圖12，該圖示出本實用新型第三實施例的活塞整體圖。從該圖可以看出，該 活塞的活塞座上設(shè)置有配重條11-2的一端安置有活塞鑲塊12，該活塞鑲塊12為U型，其 中部和兩側(cè)邊均具有沉孔，安裝時，該活塞鑲塊12中部與所述配重條11-2底面相對，其兩 側(cè)邊卡在所述活塞座連接架11-3的兩個側(cè)邊的外徑面上。此時，其中部的沉孔與所述配重 條11-2中心的螺紋孔相對，其兩側(cè)邊的沉孔或者通孔與所述活塞座連接架11-3兩個側(cè)邊 上的螺紋孔相對，使用螺釘或者鉚釘，就可以將活塞鑲塊12固定在活塞座上。上述活塞鑲 塊12和配重條11-2的重量之和，相當(dāng)于活塞座另一頭安裝的冠部的重量，這樣，就使活塞 兩頭完全平衡。該活塞可以與上述第二實施例提供的活塞配合，形成慣性力完全平衡的三 缸空壓機。由于采用分體式結(jié)構(gòu)，該實施例同樣便于根據(jù)活塞不同部位的不同工況，分別使 用不同的材料，并且其毛胚的獲得更加容易。[0082] 顯而易見，在上述實施例的啟發(fā)下，可以設(shè)計出不同形式的包括冠部和活塞座的 組合式活塞，例如，可選擇不同形式的冠部和活塞座的結(jié)合方式，以適應(yīng)不同的內(nèi)燃機或者 壓縮機對于活塞的要求。可選擇不同的冠部承力面和活塞座承力面，以滿足不同的傳力要 求。 將上述活塞用于內(nèi)燃機或者壓縮機，可獲得使用上述活塞的內(nèi)燃機或者壓縮機的 實施例。 以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技 術(shù)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(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和 潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種活塞，其特征在于，其冠部、活塞座分別制成，并通過連接結(jié)構(gòu)相連接而形成完整的活塞。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的活塞，其特征在于，所述冠部包括活塞頂和活塞環(huán)帶；所述活 塞座上設(shè)置有圓滑塊容置孔。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞，其特征在于，所述冠部有一個或者兩個，相應(yīng)的，所述 活塞座的一頭或者兩頭具有所述連接結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的活塞，其特征在于，所述冠部只有一個，該活塞還包括獨立制 成的活塞鑲塊，所述活塞座未安裝冠部的一側(cè)設(shè)置用于與該活塞鑲塊連接的連接結(jié)構(gòu)，所 述活塞鑲塊上設(shè)置與其配合的相應(yīng)的連接結(jié)構(gòu)，通過上述相互配合的連接結(jié)構(gòu)，使用連接 件將活塞鑲塊固定在活塞座上未安裝冠部的一端。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2-4任意一項所述的活塞，其特征在于，從活塞環(huán)帶對稱設(shè)置兩個沿 軸向向下伸出的條狀的導(dǎo)向側(cè)板，導(dǎo)向側(cè)板的外徑略大于所述活塞環(huán)帶的外徑，其外徑面 能夠與汽缸內(nèi)壁配合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的活塞，其特征在于，當(dāng)所述曲柄圓滑塊機構(gòu)使用于二沖程單 缸發(fā)動機時，所述冠部還具有從活塞環(huán)帶開始向下伸出的擋板，該擋板的外徑面與所述導(dǎo) 向側(cè)板的外徑面在同一個圓周面上，并在周向上展開設(shè)定的角度；所述圓滑塊容置孔的一 個端面上設(shè)置有內(nèi)齒圈或者內(nèi)齒段。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的活塞，其特征在于，所述冠部上設(shè)置有連接兩側(cè)的導(dǎo)向側(cè)板 內(nèi)壁面和活塞頂內(nèi)底面的豎版，該豎版大致通過活塞頂?shù)闹睆骄€；在該豎板的兩側(cè)面上，垂 直該豎板，設(shè)置兩個連接到活塞頂?shù)酌嬉约盎钊h(huán)帶內(nèi)壁的橫向加強肋。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的活塞，其特征在于，所述冠部上設(shè)置的連接結(jié)構(gòu)還包括在所 述豎版底面的大致中心位置開設(shè)的凹坑，垂直該凹坑開有貫穿該凹坑的第一連接孔；所述 活塞座上的連接結(jié)構(gòu)還包括在該活塞座的上平臺表面上設(shè)置的向上凸起的凸臺，該凸臺尺 寸形狀與所述豎版底面的凹坑相匹配，貫穿該凸臺設(shè)置有第二連接孔；連接冠部和活塞座 時，將所述凸臺插入所述凹坑，并使活塞座上平臺表面和豎版底面相貼合，此時，所述凹坑 上的第一連接孔和所述凸臺上的第二連接孔正好對準(zhǔn)，使用鉚釘或螺釘作為連接件，在該 位置將冠部和活塞座連接在一起。
9. 一種內(nèi)燃機，其特征在于，使用上述權(quán)項l-權(quán)項8任一項所述的活塞。
10. —種空壓機，其特征在于，使用上述權(quán)項1-權(quán)項8任一項所述的活塞。
專利摘要本實用新型公開一種活塞，該活塞用于曲柄圓滑塊機構(gòu)，其冠部、活塞座分別制成，并通過連接結(jié)構(gòu)相連接而形成完整的活塞。由于采用上述分體式結(jié)構(gòu)，為活塞的加工提供了便利。并使根據(jù)不同部位的不同工況采用不同的材料和加工方式具有可能。
文檔編號F02F3/00GK201461933SQ200920109228
公開日2010年5月12日 申請日期2009年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月10日
發(fā)明者黎明, 黎正中 申請人:北京中清能發(fā)動機技術(shù)有限公司