[其他]活塞裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101986000005124
• 申請日: 1986-08-19
• 公開（公告）號: CN1005586B
• 公開（公告）日: 1989-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 拉爾夫·格登·莫爾加多
• 申請（專利權(quán)）人: 拉爾夫·格登·莫爾加多
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利代理部
• 代理人: 劉征;陳申賢

一套活塞裝置。它包括氣缸２２，配有可旋轉(zhuǎn)的偏心曲軸１６，連桿４２的一端與曲軸１６相接，并可繞其做相對轉(zhuǎn)動；該活塞裝置還包括一個(gè)球臺形的活塞４０，活塞４０與連桿４２的另一端剛性連接。球臺形活塞的側(cè)壁面６０接于截錐形的裙部６２。在活塞的內(nèi)部可設(shè)置冷卻肋。

本發(fā)明與用于內(nèi)燃機(jī)等裝置中的活塞及連桿有關(guān)。

在往復(fù)式活塞內(nèi)燃機(jī)中，標(biāo)準(zhǔn)活塞的一個(gè)重要缺陷是它較重。往復(fù)運(yùn)動使活塞的方向頻繁地突變，這會在連桿、軸承及氣缸壁上施加很大的負(fù)荷。隨著活塞重量的減輕，連桿的慣性力及在整個(gè)循環(huán)中使活塞加速或減速所需的能量均隨之減小。

此外，連桿要承受范圍極大的循環(huán)應(yīng)力，其中包括由氣體膨脹引起的壓力及活塞方向的改變而引起的慣性力。循環(huán)應(yīng)力在一秒鐘內(nèi)要變動多次。這類應(yīng)力有些是與活塞和連桿的重量以及速度的變化率成正比的。隨著活塞及連桿的重量的減輕，改變速度所需的力也隨之減小。而且，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的連桿與位于活塞環(huán)之下的活塞下部相連，因而連桿較短，從而當(dāng)活塞在氣缸中做往復(fù)運(yùn)動時(shí)，連桿傾斜角很大，使氣缸壁受到側(cè)壓力。

標(biāo)準(zhǔn)活塞的另一個(gè)重要缺陷是需配備活塞環(huán)，以便將活塞與氣缸壁之間的間隙封閉。這些活塞環(huán)在設(shè)計(jì)及功能方面存在著一些內(nèi)在的問題。例如，當(dāng)活塞改變方向時(shí)，活塞環(huán)會在環(huán)槽中運(yùn)動，這使活塞環(huán)在一段短暫的時(shí)間內(nèi)降低了密封性能，并損失掉一部分使活塞沿氣缸下行的驅(qū)動力。

而且，為了能將活塞環(huán)裝在活塞上，并為使活塞環(huán)保持與氣缸壓緊的密封張力，在活塞環(huán)上需設(shè)置斷口。位于活塞之上的膨脹氣體所產(chǎn)生的壓力會使氣體流過此斷口，這將降低發(fā)動機(jī)效率，并增加污染物排放。

再有，配置活塞環(huán)的活塞的加工，活塞環(huán)的制造及裝卸，均使傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)的生產(chǎn)成本增加。

標(biāo)準(zhǔn)活塞通過一個(gè)活塞銷與連桿相連，活塞銷明顯地增加了活塞組件的重量，而且還必須為它在活塞上設(shè)置活塞銷座。活塞銷座也使重量有所增加，進(jìn)而使連桿上的應(yīng)力增加。

標(biāo)準(zhǔn)活塞通過活塞環(huán)和潤滑油將大量的熱傳至氣缸壁，只有少量的熱通過活塞裙部傳至氣缸壁。由于活塞銷座附近的材料較多，而遠(yuǎn)離活塞銷座處的材料較少，所以會產(chǎn)生不均勻的熱膨脹。為適應(yīng)這種膨脹，通常要采用高代價(jià)的加工方法，將標(biāo)準(zhǔn)活塞的裙部做成非正圓形的。

活塞環(huán)在氣缸壁上滑動時(shí)所產(chǎn)生的阻力，將導(dǎo)至摩擦熱的產(chǎn)生及功率的損耗。一些其它樣式的活塞設(shè)計(jì)已經(jīng)發(fā)表，但它們在下述各部分的改動上受到很大的限制，這些部分包括氣缸壁、曲柄銷、球窩節(jié)、密封件、復(fù)雜的加工及裝配要求等等。（參見下述的一些例子：美國專利1，467，066;2，023，446;2，284，645;2，710，137;2，985，358;3，078，033;3，082，935;3，523，001;3，695，150;3，716，310;及法國專利1，133，388。）

JP-1984-153951和JP-1984-231261中各公開了一種活塞，其活塞結(jié)構(gòu)能或多或少地克服上面提到的一些問題。

本發(fā)明要提供一種活塞。它重量較輕;有自密封性;較易裝卸;生產(chǎn)成本較低;與傳統(tǒng)的活塞相比，在具有相同的沖程及缸徑的條件下，它能傳送更大的功率。以上諸特點(diǎn)可以在一個(gè)活塞上同時(shí)實(shí)現(xiàn)，但并不要求在一個(gè)活塞上同時(shí)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明中的活塞可被做成短長度的，并可將它裝在一臺較輕、較小、較便宜的發(fā)動機(jī)上。