本发明涉及曲柄圆滑块机构，特别是曲柄圆滑 块机构的 V型机体。 本发明同时提供用于上述 V型机体的气缸中的缸套以及缸套组。 本发 明同时提供一种采用上述 V型机体及其缸套、 缸套组的机械设备。 背景技术

往复式内燃机需要将活塞的往复运动转换为曲 轴的旋转运动。 目 前的通用技术下， 上述转换过程均需要使用曲柄连杆机构。 由于曲柄 连杆机构中连杆的存在， 使机器庞大、 笨重， 无法完全平衡。

为了解决上述问题， 中国专利文献 CN85100358B公开了一种 "曲 柄圆滑块往复活塞式内燃机"， 中国专利文献 CN1067741C公开了一种 "曲柄双圆滑块往复活塞式内燃机" , 中国专利文献 CN1 144880A 公 开了一种 "曲柄多圆滑块往复活塞式内燃机" 。 上述内燃机的共同特 点是对通用技术下内燃机的曲柄连杆机构进行 了彻底改进， 采用具有 偏心圆孔的圆滑块代替连杆。 所述偏心圆滑块呈圆柱形， 并且开有平 行于圆柱体轴线的偏心圆孔， 该偏心圆孔用于穿过曲轴的曲柄销。 该 内燃机的活塞包括两端的冠部和连接两冠部的 导向部， 其中导向部上 开有圆孔， 该圆孔的内径面和上述圆滑块的外径面相配合 ， 所述圆滑 块即安置在活塞导向部上与其外周相配合的圆 孔中。 当所述活塞受到 气缸中燃烧气体的推动而在气缸中往复运动时 ， 所述偏心圆滑块绕其 自身的圆心转动， 并进而带动曲轴反向转动， 从而将活塞的往复运动 转化为曲轴的旋转运动， 再通过与曲轴连接的旋转部件向外传递功率。 上述专利的思想也可以方便的转用到压缩机或 者抽真空机中， 获得曲 柄圆滑块压缩机或者曲柄圆滑块抽真空机。

上述专利提供的曲柄圆滑块机构中， 其活塞的功能较目前广泛使 用的曲柄连杆机构内燃机活塞有明显的差异。 在该机构中， 活塞不仅 起到承受可燃混合气的爆发压力并将其转化为 直线运动的作用， 还为 圆滑块提供圆滑块容置孔， 而曲轴又穿过圆滑块的偏心孔， 因此， 曲 柄圆滑块机构中的活塞通过安装在其圆滑块容 置孔中的圆滑块间接对 曲轴进行支撑。

为适应活塞的功能变化， 曲柄圆滑块机构的活塞结构也做了相应 的改变。 请参看图 1， 该图为中国专利文献 CN85100358B说明书图 4 绘制的用于曲柄圆滑块机构的活塞立体图， 如图所示， 曲柄圆滑块机 构的活塞包括冠部 1和导向部 2 ,所述冠部 1与传统内燃机的活塞头作 用相同， 其顶部称为活塞顶， 为燃烧室的一部分； 冠部周边则设置有 若干活塞环槽， 用于安置气环、 油环， 实现对气缸的密封。 图中， 在 冠部下部， 设置所述导向部 2， 该导向部 2主体部分为薄块状， 该薄块 的两个侧边能够与机体的滑道配合， 称为导向側面； 其平面的中心线 上则开有内径和圆滑块外径配合的圆孔， 该圆孔称为圆滑块容置孔。

与上述活塞结构的变化相适应， 采用曲柄圆滑块机构的设备中， 其气缸的设置和采用曲柄连杆机构的设备有明 显区别。 采用曲柄圆滑 块机构的设备的机体中， 活塞需设置有安置圆滑块的圆滑块容置孔， 并且曲轴的曲柄销要穿过圆滑块的偏心孔， 使机体上为安装曲轴的主 轴颈孔需要与提供活塞轨道的机体气缸相交， 而现有的曲柄连杵机构 中， 气缸与主轴颈孔不会相交。 因此， 在采用曲柄圆滑块机构的情况 下， 如何布置气缸， 使主轴颈孔横穿气缸的结构下， 仍然能够为活塞 提供足够其往复运动的气缸轴向长度， 成为一个有待解决的问题。 尤 其是在采用 V型结构的机体时， 相邻气缸呈 V型布置， 而曲柄圆滑块 机构的气缸较长， 加之各个气缸需要和主轴颈孔交叉， 机体空间布置 更加复杂。 现有技术中， 没有提供解决上述问题的技术方案。

在使用 V型结构的机体时， 相邻气缸中安装的活塞中的圆滑块需 要尽量贴近以达到减小整机尺寸的目的， 而相邻气缸之间的缸间距会 对圆滑块之间的距离有很大影响， 圓滑块距离若增大， 则机体尺寸必 然增加， 影响机体的紧凑性。 如何解决这一问题成为曲柄圆滑块机构 的机体设计的一个难点。

另一个问题是，在使用上述 V型结构的机体作为内燃机的机体时， 一般需要在气缸中装入缸套， 在相邻气缸以及主轴颈孔之间的复杂的 空间位置关系下， 如何设计合适的缸套， 使其符合气缸的结构要求， 并且不因为增加了缸套而产生增加气缸的缸间 距的要求， 同样是一个 有待解决的问题。 另外， 还需要上述缸套能够方便的装入气缸中， 相 邻缸套之间不会产生相互干涉， 造成装配困难。 上述采用 V型结构的机体， 安装在其中的曲柄圆滑块机构一般采 用单作用活塞， 所谓单作用活塞， 即如图 1 所示的只有一側设置有冠 部的活塞； 但是， 在特殊情况下， 这种 V型机构机体也用于安装采用 双作用活塞的曲柄圓滑块机构， 所谓双作用活塞， 即活塞的两端都设 置有冠部的活塞， 是曲柄圆滑块机构独有的活塞形式。

发明内容

针对上述问题， 本发明提供用于曲柄圆滑块机构的 V型机体， 该 V 型机体满足了曲柄圆滑块机构对气缸的特殊要 求， 使该气缸能够为 活塞提供足够的往复运动长度。

本发明的进一步优选方案中， 提供了结构紧凑的气缸设计形式， 采用该 V型机体的曲柄圆滑块机构的结构能够非常紧� �。

本发明还提供一种缸套， 该缸套适合上述 V型机体的结构要求， 其优选方式更能够方便的进行安装。

本发明提供了用于曲柄圓滑块机构的 V型机体。 该曲柄圆滑块机 构包括具有圆滑块容置孔的活塞和容置在圓滑 块容置孔内的圓滑块。 所述机体具有主轴颈孔并包括在主轴颈孔位置 交叉的呈 V型设置的一 组相邻气缸， 该组相邻气缸中的每个气缸分别穿过主轴颈孔 延伸， 其 中每个所述气缸穿过主轴颈孔之后延伸的轴向 长度足够容纳活塞位于 其圆滑块容置孔以下部分的往复运动的活动范 围。

优选的， 在所述气缸的底部开口处设置有内沿。

优选的， 所迷相邻气缸在交叉部位部分叠合， 其错缸间隙使该交 叉部位足以布置两个相邻的圆滑块。

本发明还提供一种缸套， 用于上述各技术方案任一项所述的 V型 机体， 该缸套为一个薄壁筒体， 其轴向长度足以容纳曲柄圆滑块机构 的整个活塞的往复运动； 该缸套上开有轴线与薄壁筒体的中心轴线垂 直相交的通孔， 在该缸套装入气缸后， 该通孔在缸套轴向上的位置， 使其恰好与所述主轴颈孔相对， 该通孔供曲轴曲柄销穿过， 称为曲轴 通过孔； 所述缸套的一段側壁被截去， 形成避让缺口； 该避让缺口所 在位置满足下述要求： 所述曲轴通过孔与缸套相交的两个截圆中的一 个被该避让缺口截去， 另一个截圆正对该避让缺口； 在该避让缺口所 在的缸套轴向段上， 所述缸套被避让缺口和截圆截取后， 其两側留下 的宽度足以为安装在该缸套中的活塞导向部提 供导轨面。 优选的， 所述避让缺口采用平行于缸套轴线并垂直于所 述曲轴通 过孔轴线的平面截取获得。

优选的， 所述避让缺口为缸套轴向中部的凹陷部位， 未达到缸套 的端头。

优选的， 所述避让缺口在缸套轴向上的位置范围使缸套 在轴向上 分成三段； 第一段从缸套的第一端面到避让缺口的第一側 边所在平面， 这段缸套的长度满足活塞冠部轴向运动所需要 的长度； 第二段为避让 缺口所覆盖的轴向范围； 第三段为避让缺口的第二侧边所在平面到缸 套的另一端面的轴向范围； 所述缸套轴向上的第三段一部分被分割成 为独立的弧形圈部分， 具体分割位置从避让缺口第二侧边与避让缺口 底边的交界线开始， 以避让缺口底边的自然延伸线进行分割。

优选的， 所述避让缺口在缸套轴向上的位置范围使缸套 在轴向上 分成三段； 第一段从缸套的第一端面到避让缺口的第一侧 边所在平面， 这段缸套的长度满足活塞冠部轴向运动所需要 的长度； 第二段为避让 缺口所覆盖的轴向范围； 第三段为避让缺口的第二側边所在平面到缸 套的另一端面的轴向范围； 所述缸套轴向上的第三段一部分被分割成 为独立的弧形圈部分， 具体分割位置从避让缺口第二侧边与避让缺口 底边的交界线开始， 以向缸套中轴线接近的倾斜方向延伸到缸套底 部 端面。

本发明同时提供一种缸套组， 该缸套组包括两个缸套， 其中第一 个缸套为上述第三段没有被分割的缸套； 第二个缸套为第三段被分隔 的缸套； 组装时， 首先装入所述第一个缸套并且其避让缺口朝向 第二 个缸套的安装位置； 然后将所述第二个缸套的被分离的弧形圏部分 安 装到位， 再将第二缸套的主体部分装入； 安装后， 两个缸套的避让缺 口底边相互贴近。

本发明同时提供一种机械设备， 该机械设备采用上述技术方案提 供的用于曲柄圆滑块机构的 V型机体； 该机械设备具体是内燃机或者 压缩机。 个紅套的缸套组。

本发明提供的用于曲柄圆滑块机构的 V型机体， 在机体的主轴颈 孔的下部设置了气缸的延伸部分， 以容纳活塞在圆滑块容置孔以下部 分， 并为该部分提供往复运动的轨道。 该结构满足了曲柄圆滑块机构 的活塞对运动轨道的要求， 其轴向总长度以及各段长度足以满足活塞 往复运动的轨道长度要求。

在本发明的优选实施方式中， 相邻的两个气缸之间在交叉部位部 分重叠， 重叠部分的空腔足以容纳两个圆滑块彼此贴近 设置。 这种相 邻气缸重叠设置的形式， 使相邻气缸之间可以采用较小的错缸间隙， 能够有效减少曲柄圆滑块机构以及机体的体积 ， 降低制造发动机消耗 的原材料。

本发明提供的缸套， 设置有曲轴通过孔以及避让缺口， 这些结构 使该缸套能够适应 V型机体的相邻气缸和主轴颈孔之间的复杂的� �置 关系， 非常贴合的装入气缸中。 在该缸套的优选实施方式中， 还提供 一种分为两个部分的缸套， 这种缸套能够使其落入气缸时， 避让已经 安装在相邻气缸中的缸套， 使安装在相邻气缸中的一个缸套组能够方 便安装。 附图说明

图 1是现有技术公开的曲柄圆滑块机构的活塞立� �图；

图 2是本发明第一实施例提供的 V型机体的立体图之一； 图 3是本发明第一实施例提供的 V型机体的立体图之二； 图 4是本发明第一实施例提供的 V型机体的立体图之三；

. 图 5是本发明第二实施例提供的一种缸套的立体� �；

图 6是本发明第三实施例提供的另一种缸套的立� �图。 具体实施方式

本申请笫一实施例提供一种用于曲柄圆滑块机 构的 V型机体。 该 V型机体用于安装采用单作用活塞的曲柄圆滑� �机构。

请参看图 2，该图为本申请第一实施例提供的 V型机体 I的立体图。 其视角为该机体 I的安装飞轮壳的后端面一側的侧下部。请同� �参看图 3 , 该图视角为该 V型机体安装齿轮室盖的前端面一侧的侧视图� � 请同 时参看图 4， 该图视角为该 V型机体安装齿轮室盖的前端面一側的仰 视图。

如图所示， 该机体 I为双气缸的 V型机体， 包括两个相互呈 V型 布置的气缸， 分别为第一气缸 1 1、 第二气缸 12; 上述两个气缸相邻并 且相互交叉。 交叉位置正好在主轴颈孔 13的位置， 从图 4可以看出， 该主轴颈孔 13垂直所述第一气缸 1 1和第二气缸 12的轴线穿过两者的 交叉部位， 主轴颈孔 13穿越上述第一汽缸 1 1和第二气缸 12的位置就 是安装曲柄圓滑块机构的圆滑块的空间。 上述笫一气缸 1 1和第二气缸 12在主轴颈孔 13交叉后继续延伸到所述主轴颈孔 13下部， 即相对主 轴颈孔 13更靠近油底壳的机体部分， 该延伸部分的轴向长度与待装入 上述气缸的活塞在圆滑块安置孔以下部分的轴 向长度以及活塞往复运 动的长度相适应， 并足够容纳活塞的圆滑块容置孔以下部分随活 塞整 体往返运动。 所述圆滑块容置孔以下部分， 也就是安装入机体后， 活 塞的更靠近机体的油底壳一側的部分。

所述第一气缸 1 1和第二气缸 12的延伸到主轴颈孔 13以下的部分 的端面， 即该气缸末端， 具有底端开口， 该开口朝向安装油底壳的机 体底面。 在该底端开口处设置有内沿 14。

上述第一气缸 1 1 和第二气缸 12在交叉部位相互叠合， 即两者的 圆柱体在交叉部位相互重合， 上述两个相邻气缸的错缸间隙小于任意 一个气缸的直径， 但是该错缸间隙的大小足以使该两个气缸相互 交错 的部位能够容纳两个相邻圆滑块的宽度， 即在气缸相互交错的空间安 置的两个圆滑块的任何一个部分不会超出气缸 的圆柱面在空间上延伸 的边界。 安装完毕后， 两个相邻圆滑块在该气缸相互交错的空间中相 互贴紧， 固为一体。 所谓错缸间隙， 即两个气缸的中心轴线之间的距 离。

上述 V型机体结构较好的解决了曲柄圆滑块机构中� � 由于气缸长 度较长而造成的 V型机体布置难题， 使 V型机体应用于曲柄圆滑块机 构成为可能。 并且可获得结构紧凑的优点。

在将上述 V型机构用于内燃机后， 气缸中一般还需要装入缸套。 这种结构对于缸套的装入显然造成了很多困难 。 由于两个相邻气缸具 有叠合部位， 则第一个气缸中装入缸套后， 第二个气缸的缸套将被第 一个气缸中装入的缸套挡住， 无法下入底部。 为此， 需要设计特殊的 缸套。

请参看图 5， 该图示出本申请第二实施例提供的一种缸套的 立体 图。 如图 5所示， 该缸套 II为一个薄壁筒体， 其轴向长度与待装入该 缸套的气缸相配合， 该缸套 Π的轴向长度比采用曲柄连杆机构内燃机 的缸套明显长许多， 该长度足以容纳曲柄圆滑块机构的整个活塞在 轴 向上的往复运动。 在该缸套 II的一端的外径面上， 设置有凸圈， 当缸 套 II装入气缸后， 该凸圈将被气缸顶端端面挡住， 这样就可以为缸套 II提供轴向定位， 因此， 该凸圈称为支撑肩 23。 该设置了支撑肩 23的 端面为缸套的顶部端面， 与其相对的另一端面称为缸套的底部端面。 在薄壁筒体侧壁与缸套 II 的底部端面相交接的棱部位置， 设置有导向 倒角 24, 该导向倒角 24使该缸套 II便于插入气缸。

在该缸套 II上开有轴线与薄壁筒体的中心轴线垂直相交� ��通孔， 该通孔在缸套 II轴向上的位置， 使其在该缸套装入气缸后， 恰好与所 述主轴颈孔 13相对， 只要在周向上对该缸套 II适当调节即可使该通孔 与主轴颈孔 13同轴。 上述缸套 II上的通孔供曲轴曲柄销穿过， 称为曲 轴通过孔 21。 所述缸套 II的一段侧壁被截去， 形成避让缺口 22; 所述 避让缺口 22采用平行于缸套 II的轴线并垂直于所述曲轴通过孔 21轴 线的平面截取获得， 其截取位置和截取深度满足下述要求： 所述曲轴 通过孔 21 与缸套相交的两个截圆中的一个被该避让缺口 22截去， 另 一个截圆正对该避让缺口 22; 在该避让缺口 22所在的缸套 II轴向段 上， 所述缸套 II侧壁被避让缺口 22和截圆截去后， 其两侧留下的宽度 足以为安装在该缸套中 II的活塞导向部提供导轨面。

所述避让缺口 22位于缸套 II的轴向中间部位，未达到缸套的端头。 因此， 该避让缺口 22为包括第一侧边 22-1、 第二侧边 22-3 两个侧边 和一个底边.22-2的 U形部位。 所述避让缺口 22在缸套 II轴向上的位 置范围使缸套 II在轴向上分成三段； 第一段是从缸套的设置有支撑肩 23的第一端面到避让缺口的第一侧边 22-1所在平面，这段缸套 II的长 度满足活塞冠部轴向运动所需要的长度； 第二段为避让缺口 22所覆盖 的轴向范围；第三段为避让缺口 22的第二侧边 22-3所在平面到缸套的 另一端面的轴向范围。 其中第三段在轴向上比较短。

上述实施例提供的缸套 II用于上述 V形机体时， 可以使相邻缸套 II的避让缺口 22相互以底边 22-2贴近甚至贴合，相当于为两个缸套 II 的相交叉部位提供了相互嵌入的缺口， 与气缸较小的错缸间隙配合。 当两个此种缸套 II配合使用时， 即获得了一个缸套组。

上述第二实施例提供的缸套在静态安装位置可 以实现其功能， 但 是没有考虑如何装入气缸中。 实际上， 由于所述缸套的第三段为一个 完整的圆形， 当第一个缸套 II装入气缸后， 安装在相邻气缸中的缸套 II需要插入气缸时， 其第三段会和已经安装好的缸套 II的避让缺口 22 部分发生干涉， 使该缸套 II无法装入。 上述安装问题可以在机体 I的 设计上予以解决，即在相应部位设置可拆卸的 盖体作为机体 I的组成部 分， 将后装的缸套 II装入后再将该盖体装上， 这样就可以使用上述第 二实施例提供的缸套组。 显然， 这种解决方案大幅提高了机体的设计 和制造难度， 并非合理的解决方案。

本申请第三实施例提供一种缸套， 该缸套与上述第二实施例提供 的缸套 II配合， 能够很好的解决上述安装中的干涉问题。

请参看图 6， 该图提供的缸套 III和笫二实施例基本相同， 但是， 在该缸套 III的第三段， 即避让缺口 22第二側边 22-3到未设置支撑肩 23 的端面这一段上， 被切出一个分离的弧形圏 25， 该弧形圈 25 的分 割位置从避让缺口 22的第二侧边 22-3与避让缺口 22的底边 22-2的交 界线开始， 以向缸套 III中轴线接近的倾斜方向延伸到缸套底部端面 。 由于所述弧形圏 25与缸套 III整体可以分离， 因此， 在 V形机中， 首 先将一个上述第二实施例提供的缸套 II装入一个气缸后， 将其避让缺 口 22朝向其相邻的气缸。 该相邻气缸中装入本实施例提供的缸套 III。 具体安装过程是， 将弧形圈 25首先装入待装入缸套的气缸底部底端开 口处， 以内沿 14作为该弧形圈 25的定位面。 然后， 将缸套 III的主体 部分插入该气缸， 由于缸套 III第三段的高于避让缺口 22的部分已经 被切除， 使缸套 III第三段不会与缸套 II的避让缺口 22干涉， 该缸套 III的避让缺口 22可以顺利贴近已经安装的缸套 II的避让缺口 22并通 过， 两个缸套的避让缺口 22在最终安装位置相互贴近甚至贴合， 使两 个缸套的间距缩小， 符合减小机体尺寸的要求。 缸套 III插入气缸后， 在气缸底部，其第三段与已经装入的弧形圈 25互补，形成完整的釭套。 弧形圈 25和气缸 III主体部分的分界线的倾斜角度， 具有导向作用， 使两者的安装配合更为顺畅。 实际上， 该分界线也可以采用直线， 即 直接采用底边 22-2的自然延伸作为分界线， 这样安装时显然会比较麻 烦， 弧形圈 25安装的位置稍微偏一点， 就会使缸套 III主体难以下入 气缸底部。

上述第二实施例和第三实施例提供的缸套相互 成对组合， 即获得 缸套组的实施例。

将上述第一实施例提供的机体用于采用曲柄圆 滑块机构的内燃机 或者压缩机， 即获得有关内燃机或者压缩机的实施例。

本申请的上述实施例均为具有一对 V型布置气缸的 V型机体， 实 际上， 所述的 V型机体可以为具有两对或者多对 V型布置的气缸的 V 型机体， 例如， 可以沿曲轴轴线延伸方向依次布置多对 V型气缸。 当 然， 也可以采用其它现有技术或者未来可能发展的 技术布置两对或两 对以上的的 V型气缸， 这些气缸也在上述实施例的概括范围内。

尽管上述实施例中， 安装在所述的 V 型气缸中的活塞均假定为单 作用活塞， 但是， 上述气缸结构也同样适用于采用双作用活塞的 气缸， 此时， 其结构和上述实施例相一致， 但气缸延伸到主轴颈孔下部的轴 向长度则需要按照设置燃烧室的需要设置， 例如参考主轴颈孔上部的 气缸部分设置； 此时， 在主轴颈孔下部的气缸部分也需要作为燃烧室 的一部分进行设计。

以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于本技术领 域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明基本原理的前提下， 还可以 做出若干改进和润饰， 这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。