活塞装置制造方法及图纸

技术编号:13970691 阅读:81 留言:0更新日期:2016-11-10 08:22
本发明专利技术公开一种活塞装置,其包括轨道和可以在气缸内移动的活塞;其中所述轨道适于围绕旋转轴相对于所述气缸旋转,并且具有凸轮表面和延伸远离所述凸轮表面的边缘表面;其中所述活塞通过在所述凸轮表面上运行的随动件耦合到所述轨道;其中所述凸轮表面成形为使得在所述轨道相对于所述气缸移动时,所述活塞头根据所述凸轮表面的路径在所述气缸内以往复运动移动;其中稳定元件连接到所述活塞,所述稳定元件在所述活塞头下方延伸并且包括啮合所述轨道的所述边缘表面的接触表面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及活塞布置,尤其是将活塞头耦合到轨道的控制活塞头的移动的动力传递机构。
技术介绍
例如,用于内燃机中的常规活塞布置包括可以在通过连杆耦合到曲轴的气缸内移动的活塞头。在替代性活塞布置中,活塞头可耦合到具有凸轮表面的轨道,所述活塞头具备一或多个凸轮随动件,所述一或多个凸轮随动件沿着轨道运行以控制活塞头的移动。本专利技术涉及在此替代性活塞布置中将活塞头耦合到轨道的动力传递机构中的改进。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供一种活塞布置,其包括轨道和可以在气缸内移动的活塞;其中所述轨道适于围绕旋转轴相对于所述气缸旋转,并且具有凸轮表面和延伸远离所述凸轮表面的边缘表面;其中所述活塞通过在所述凸轮表面上运行的随动件耦合到所述轨道;其中所述凸轮表面成形为使得在所述轨道相对于所述气缸移动时,所述活塞头根据所述凸轮表面的路径在所述气缸内以往复运动移动;其中稳定元件连接到所述活塞,所述稳定元件在所述活塞头下方延伸并且包括啮合所述轨道的所述边缘表面的接触表面。所述稳定元件用于在垂直于所述轨道的所述边缘表面的平面的方向上使所述活塞稳定。所述轨道可围绕所述旋转轴旋转,同时所述气缸相对于所述旋转轴保持静止。替代地,所述气缸可沿着固定轨道移动。所述轨道可包括单个轨道部分,或替代地,包括在稳定部分的相对侧上的至少两个轨道部分。所述或每一轨道部分可以提供单个随动件在上面运行的凸轮表面,或替代地提供第一和第二随动件在上面运行的两个相对的凸轮表面。将在下文更详细地论述各种不同的可能的轨道布置。所述轨道可形成连续环路,且所述凸轮表面可以形成围绕所述环路延伸的连续表面。替代地,在所述凸轮表面中可存在中断,例如较小的间断。所述凸轮表面可相对于所述轨道固定,或替代地,所述凸轮表面可包括:固定部分,其相对于所述轨道是固定的;以及移动部分,其形成所述凸轮表面的部分且其可以相对于所述轨道移动,例如是安装到所述轨道上的一或多个滚轮。所述滚轮可适于围绕旋转轴旋转,并且可以自由地、部分受约束地和/或被驱动地旋转。稳定元件可以例如通过紧固件刚性地附接到所述活塞头。替代地,所述稳定元件可以另外刚性地或枢转地附接到所述活塞头,或可以与所述活塞头一体地形成。稳定元件可以经由例如连杆等中间组件而连接到所述活塞头,所述中间组件可以刚性地附接到所述活塞头和所述稳定元件,或替代地枢转地附接到所述活塞头和所述稳定元件。所述稳定部分可以是刀状的,使得其在垂直于轨道的边缘表面的平面的方向上的厚度显著小于其在平行于边缘表面的平面及垂直于活塞移动方向的方向上的长度。举例来说,稳定元件的长度可以是稳定元件的厚度的至少两倍,或是所述厚度的至少三倍,或是所述厚度的至少四倍,或是所述厚度的至少五倍。所述稳定元件的长度可大体上等于所述活塞头的直径,或替代地可大于或小于所述活塞头直径。所述稳定元件的所述接触表面的形状可大体上对应于所述轨道的所述边缘表面的形状。举例来说,所述轨道的所述边缘表面可为笔直的,且所述稳定元件的所述接触表面可具有对应的笔直形状,或替代地,所述轨道的所述边缘表面可为凸的,且所述稳定元件的所述接触表面可具有对应的凹形状。替代地,所述稳定元件的所述接触表面可具有某一其它形状,例如,凸的稳定元件可支承所述轨道的笔直或凸边缘表面。所述稳定元件可包括第一和第二端表面,所述接触表面在所述第一和端表面之间延伸,其中所述第一和第二端表面中的至少一者在所述活塞以往复运动移动时滑动地啮合定位元件。优选的是,所述稳定元件的所述第一和第二端表面滑动地啮合第一和第二定位元件,进而在垂直于所述轨道的所述边缘表面的平面的方向上使所述活塞稳定。所述端表面与所述定位元件之间的界面优选是平面的,但可具有某一其它形状。所述随动件可包括安装到所述活塞上的滚轮,所述滚轮适于在其沿着轨道运行时相对于所述活塞旋转。所述滚轮可安装在活塞头中或上和/或安装在稳定元件中或上。根据本专利技术的第二方面,所述活塞布置可例如包括轴承(下文论述)。替代地,所述随动件可为安装在全气缸轴上的滚轮,所述全气缸轴从活塞头和/或稳定元件突出。替代地,所述随动件可为延伸穿过或延伸到活塞头和/或稳定元件中的滚轮,其仅经由围绕滚轮的圆周延伸的全气缸接触小片啮合所述活塞头和/或稳定元件。可存在安装到活塞上的多个滚轮或其它随动件,例如多个随动件在轨道的多个凸轮表面上运行。所述轨道可包括在相反的方向上彼此背对的第一和第二凸轮表面,所述边缘表面在所述第一和第二凸轮表面之间延伸;其中所述活塞包括分别在所述第一和第二凸轮表面上运行的第一和第二随动件。所述第一和第二随动件优选在平行于所述活塞轴的方向上彼此偏移。所述稳定元件优选在所述第一和第二随动件之间延伸并且连接所述第一和第二随动件。第一随动件可被布置成在与活塞轴对准的第一方向上移动活塞,且第二随动件可被布置成在与所述第一方向相反的第二方向上移动活塞。相对的第一和第二凸轮表面可通过彼此向外背对或替代地通过彼此向内相向而彼此相对。所述轨道可包括位于稳定元件的相对侧上的第一和第二轨道部分,其中所述第一轨道部分包括延伸远离至少一个凸轮表面的边缘表面,且所述第二轨道部分包括延伸远离至少一个凸轮表面且面向所述第一轨道部分的边缘表面的边缘表面,其中所述稳定元件包括第一和第二接触表面,其啮合所述第一和第二轨道部分的相应边缘表面。所述活塞可因此在垂直于所述轨道的所述边缘表面的平面的方向上完全稳定。所述稳定部分可具有沿着其长度的大体上均匀的厚度。所述稳定元件可具有在平行于活塞与轨道之间的相对移动方向的方向上跨越稳定元件的范围成锥形的厚度。锥状部可允许稳定部分在第一和第二轨道部分的边缘表面之间形成的间隙内例如在静压下自定心。与稳定元件的总厚度相比,所述锥状部可较小,例如与在相对端处的0.04mm的空隙相比,可在稳定元件的接触表面与稳定部分的一端处的相应轨道部分的边缘表面之间提供0.08mm的空隙。取决于活塞布置的应用,可采用不同的空隙和间隙角度。稳定元件可替代地具有任何其它形状,例如,支承笔直或凸边缘表面的凸形状。轨道可为径向轨道,其具有相对于旋转轴被布置成内部径向表面和/或外部径向表面的凸轮表面。所述轨道可因此具有在从旋转轴径向向外延伸的方向上的沿着轨道的范围而变化的高度。第一轨道部分的边缘表面可大体上平行于第二轨道部分的边缘表面。当从平行于活塞轴的方向观看时,稳定元件可大体上笔直。轨道可为环形轨道,其具有被布置成在平行于旋转轴的方向相向的凸轮表面。所述轨道可因此具有在平行于旋转轴的方向上的沿着轨道的范围而变化的高度。所述第一和第二轨道部分可同心布置,使得在第一和第二轨道部分的边缘表面之间形成环形间隙。所述第一和第二轨道部分的所述边缘表面可因此分别包括内部轨道部分的外部径向面和外部轨道部分的内部径向面。所述稳定元件可位于所述环形间隙内并且当从平行于旋转轴的方向观看时具有弯曲形状,所述弯曲形状具有大体上对应于所述环形间隙的半径的半径。所述稳定元件具有:第一接触表面,其啮合所述内部轨道部分的所述外部径向表面并且具有大体上对应于所述内部轨道部分的所述外部径向表面的曲率半径的曲率半径;以及第二接触表面,其啮合所述外部轨道部分的所述内部径向表面并且具有大体上对应于所述外部轨道部分的所述内部径向表面的曲率半径的曲率半径本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活塞布置,其包括轨道和可以在气缸内移动的活塞;其中所述轨道适于围绕旋转轴相对于所述气缸旋转,并且具有凸轮表面和延伸远离所述凸轮表面的边缘表面;其中所述活塞通过在所述凸轮表面上运行的随动件耦合到所述轨道;其中所述凸轮表面成形为使得在所述轨道相对于所述气缸移动时,所述活塞头根据所述凸轮表面的路径在所述气缸内以往复运动移动;其中稳定元件连接到所述活塞,所述稳定元件在所述活塞头下方延伸并且包括啮合所述轨道的所述边缘表面的接触表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.15 GB 1400682.91.一种活塞布置,其包括轨道和可以在气缸内移动的活塞;其中所述轨道适于围绕旋转轴相对于所述气缸旋转,并且具有凸轮表面和延伸远离所述凸轮表面的边缘表面;其中所述活塞通过在所述凸轮表面上运行的随动件耦合到所述轨道;其中所述凸轮表面成形为使得在所述轨道相对于所述气缸移动时,所述活塞头根据所述凸轮表面的路径在所述气缸内以往复运动移动;其中稳定元件连接到所述活塞,所述稳定元件在所述活塞头下方延伸并且包括啮合所述轨道的所述边缘表面的接触表面。2.根据权利要求1所述的活塞布置,其中所述轨道围绕所述旋转轴旋转,同时所述气缸相对于所述旋转轴保持静止。3.根据权利要求1或2所述的活塞布置,其中所述稳定元件通过一或多个紧固件刚性地附接到所述活塞头。4.根据任一前述权利要求所述的活塞布置,其中所述稳定元件的所述接触表面的形状大体上对应于所述轨道的所述边缘表面的形状。5.根据任一前述权利要求所述的活塞布置,其中所述稳定元件包括第一和第二端表面,所述接触表面在所述第一和端表面之间延伸,其中所述第一和第二端表面中的至少一者在所述活塞以往复运动移动时滑动地啮合定位元件。6.根据任一前述权利要求所述的活塞布置,其中所述随动件包括安装到所述活塞上的滚轮,所述滚轮适于在其沿着所述轨道运行时相对于所述活塞旋转。7.根据任一前述权利要求所述的活塞布置,其中所述轨道包括在相反的方向上彼此背对的第一和第二凸轮表面,所述边缘表面在所述第一和第二凸轮表面之间延伸;其中所述活塞包括分别在所述第一和第二凸轮表面上运行的第一和第二随动件。8.根据任一前述权利要求所述的活塞布置,其中所述轨道包括位于稳定元件的相对侧上的第一和第二轨道部分,其中所述第一轨道部分包括延伸远离至少一个凸轮表面的边缘表面,且所述第二轨道部分包括延伸远离至少一个凸轮表面且面向所述第一轨道部分的边缘表面的边缘表面,其中所述稳定元件包括第一和第二接触表面,其啮合所述第一和第二轨道部分的相应边缘表面。9.根据任一前述权利要求所述的活塞布置,其中所述稳定元件具有在平行于所述活塞与所述轨道之间的相对移动方向的方向上跨越所述稳定元件的范围成锥形的厚度。10.根据任一前述权利要求所述的活塞布置,其中所述轨道是径向轨道,其具有相对于所述旋转轴被布置成内部径向表面和/或外部径向表面的所述凸轮表面。11.根据权利要求10所述的当从属于权利要求8时的活塞布置,其中所述第一轨道部分的所述边缘表面大体上平行于所述第二轨道部分的所述边缘表面。12.根据任一前述权利要求11所述的活塞布置,其中当从平行于所述活塞的所述轴的方向观看时,所述稳定元件是大体上笔直的。13.根据权利要求1到9中任一权利要求所述的活塞布置,其中所述轨道是环形轨道,其具有被布置成在平行于所述旋转轴的方向上相向的所述凸轮表面。14.根据权利要求13所述的当从属于权利要求8时的活塞布置,其中所述第一和第二轨道部分同心地布置,使得在所述第一和第二轨道部分的所述边缘表面之间形成环形间隙。15.根据权利要求14所述的活塞布置,其中所述稳定元件位于所述环形间隙内并且当从平行于所述旋转轴的方向观看时具有弯曲形状,所述弯曲形状具有大体上对应于所述环形间隙的半径的半径。16.根据任一权利要求所述的活塞布置,其中所述边缘表面经过润滑,使得所述稳定元件的所述接触表面经由一层润滑剂接触所述轨道的所述边缘表面。17.根据权利要求16所述的活塞布置,其中所述稳定元件的所述接触表面包括油拾取器,其适于从所述轨道的所述边缘表面接收油。18.根据权利要求16或17所述的活塞布置,其中所述边缘表面通过润滑剂递送装置进行润滑;其中所述润滑剂递送装置包括主体部分,所述主体部分包括通过其将润滑剂供应到所述边缘表面的润滑剂递送端口;其中所述润滑剂递送装置进一步包括至少一个随动件,所述至少一个随动件将所述润滑剂递送装置耦合到所述轨道,使得在所述轨道相对于所述气缸移动时,所述润滑剂递送装置根据所述轨道的路径以往复运动移动,进而维持对所述边缘表面的润滑剂供应。19.一种包括至少一个根据任一权利要求所述的活塞布置的内燃机。20.一种活塞布置,其包括:活塞,其可在气缸内移动;以及具有凸轮表面的轨道,其适于相对于所述气缸移动;其中所述活塞通过在所述凸轮表面上运行的轴承而耦合到所述轨道;其中所述轴承具有滚轮以及弯曲支承表面,所述滚轮可旋转地安装在所述弯曲支承表面上,使得所述滚轮在所述凸轮表面与所述支承表面之间保持被俘;其中所述支承表面经由围绕所述滚轮的圆周仅延伸一部分距离的接触小片啮合所述滚轮。21.根据权利要求20所述的活塞布置,其中所述弯曲支承表面啮合所述滚轮的内部径向表面。22.根据权利要求21所述的活塞布置,其中在延伸到所述滚轮的中空中心中的靴状物上提供所述弯曲支承表面。23.根据权利要求22所述的活塞布置,其中所述靴状物包括润滑剂出口和/或润滑剂拾取器,以用于将润滑剂供应到所述滚轮的所述内部径向表面和/或从所述滚轮的所述内部径向表面移除润滑剂。24.根据权利要求22或23所述的活塞布置,其中所述滚轮具有位于所述靴状物的侧面的径向向内延伸的凸缘。25.根据权利要求21到24中任一权利要求所述的活塞布置,其中在所述弯曲支承表面与所述滚轮的所述内部径向表面之间的所述接触小片延伸穿过小于180度的角度。26.根据权利要求21到25中任一权利要求所述的活塞布置,其中在所述弯曲支承表面与所述滚轮的所述内部径向表面之间的所述接触小片偏移到通过所述滚轮的中央旋转轴的平面的一侧且与所述活塞在所述气缸内的移动方向对准。27.根据权利要求20到26中任一权利要求所述的活塞布置,其中所述弯曲支承表面啮合所述滚轮的外部径向表面。28.根据权利要求27所述的活塞布置,其中所述活塞具有拥有工作面的头部;其中在所述活塞头的相反侧上提供所述弯曲支承表面。29.根据权利要求27或28所述的活塞布置,其中啮合所述滚轮的所述外部径向表面的所述弯曲支承表面包括润滑剂出口和/或润滑剂拾取器。30.根据权利要求27到29中任一权利要求所述的活塞布置,其中所述滚轮具有轴向端面;其中保持组件可装卸地附接到所述活塞上,所述保持组件位于所述滚轮的所述轴向端面处以防止所述滚轮在与其旋转轴对准的方向上相对于所述活塞移动超过所述保持组件。31.根据权利要求27到30中任一权利要求所述的活塞布置,其中在所述弯曲支承表面与所述滚轮的所述外部径向表面之间的所述接触小片延伸穿过120度与330度之间的角度。32.根据权利要求27到31中任一权利要求所述的活塞布置,其中在所述弯曲支承表面与所述滚轮的所述外部径向表面之间的所述接触小片偏移到通过所述滚轮的中央旋转轴的平面的一侧且与所述活塞在所述气缸内的所述移动方向对准。33.根据权利要求20到32中任一权利要求所述的活塞布置,其中所述凸轮表面成形为使得在所述轨道相对于所述气缸移动时,所述活塞头根据所述凸轮表面的所述路径在所述气缸内以往复运动移动。34.根据权利要求20到33中任一权利要求所述的活塞布置,其中向所述凸轮表面的至少一部分提供涂覆或表面处理。35.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:瑞安·鲍恩
申请(专利权)人:纽勒诺有限公司
类型:发明
国别省市:英国;GB

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