RU108529U1

RU108529U1 - HYDROMECHANICAL CHAIN TENSIONER

Info

Publication number: RU108529U1
Application number: RU2011110818/11U
Authority: RU
Inventors: Николай Александрович Вахрамов; Александр Викторович Широкогоров
Original assignee: Николай Александрович Вахрамов; Александр Викторович Широкогоров
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2011-09-20

Abstract

1. Гидромеханический натяжитель цепи, содержащий корпус с конической проточкой, дроссельное устройство, подвижную и образующую с корпусом плунжерную пару, крышку с кольцевой канавкой, маслоподающим каналом и шариковым обратным клапаном, подпружиненный и образующий с корпусом вторую плунжерную пару, плунжер с упорными элементами для образования монтажной капсулы и шагового механизма фиксации обратного хода, отличающийся тем, что дроссельное устройство состоит из дроссельного отверстия, выполненного в крышке напротив конической проточки корпуса и аксиального отверстия со стороны плунжера. ! 2. Гидромеханический натяжитель цепи по п.1, отличающийся тем, что проходное сечение дроссельного отверстия может перекрываться внутренней поверхностью корпуса. 1. Hydromechanical chain tensioner comprising a housing with a conical groove, a throttle device, a movable and forming a plunger pair with the housing, a cover with an annular groove, an oil supply channel and a ball check valve, spring-loaded and forming a second plunger pair with the housing, a plunger with thrust elements for forming mounting capsule and step mechanism for fixing the reverse stroke, characterized in that the throttle device consists of a throttle hole made in the lid opposite the conical groove Ki of the housing and axial hole on the plunger side. ! 2. The hydromechanical chain tensioner according to claim 1, characterized in that the orifice of the throttle hole may overlap the inner surface of the housing.

Description

Техническое решение относится к области машиностроения и может найти применение в механизме привода распределительного вала двигателя внутреннего сгорания.The technical solution relates to mechanical engineering and can find application in the camshaft drive of an internal combustion engine.

Гидромеханический натяжитель цепи предназначен для автоматического поддержания цепи в натянутом состоянии и демпфирования вынужденных колебаний возникающих при работе механизма привода распределительного вала. Следует отметить - вынужденные колебания вызваны технологическими погрешностями изготовления цепи (неравномерность звеньев) и приводных звездочек распределительного и коленчатого валов.Hydromechanical chain tensioner is designed to automatically maintain the chain in tension and damping forced vibrations arising during operation of the camshaft drive mechanism. It should be noted - forced vibrations are caused by technological errors in the manufacture of the chain (uneven links) and drive sprockets of the camshaft and crankshaft.

Вынужденные колебания имеют определенную частоту и амплитуду колебаний. Задача устройства отследить амплитуду этих колебаний и плавно демпфировать, т.е. безударно погасить возникающие при этом динамические нагрузки на корпусных деталях.Forced vibrations have a certain frequency and amplitude of vibrations. The task of the device is to track the amplitude of these oscillations and smoothly damp, i.e. shock-free to extinguish the resulting dynamic loads on the body parts.

Для компенсации динамических нагрузок обычно используется гидравлический демпфер, состоящий из камеры, подпитываемой через обратный клапан из нагнетательной магистрали двигателя и дроссельного устройства. Кроме этого на некоторых режимах работы двигателя может возникать резонанс, который должен гаситься устройством без разрушения рабочих элементов механизма газораспределения.To compensate for dynamic loads, a hydraulic damper is usually used, consisting of a chamber fed through a check valve from the discharge line of the engine and the throttle device. In addition, in some engine operating modes, resonance may occur, which should be extinguished by the device without destroying the working elements of the gas distribution mechanism.

Известен гидравлический натяжитель цепи (см., например патент ФРГ №4035823, кл. F16H 7/08, 1990 г.).Known hydraulic chain tensioner (see, for example, the Federal Republic of Germany patent No. 4035823, class F16H 7/08, 1990).

Натяжитель состоит из корпуса в виде полого цилиндра с основанием, где размещен перепускной шариковый обратный клапан. Внутри корпуса установлен подпружиненный плунжер с крышкой, где установлен дополнительный обратный клапан. Плунжер с корпусом образуют плунжерную пару, а между основанием корпуса и крышкой образована демпфирующая камера связанная с маслоподающей магистралью дроссельным устройством в виде кольцевой щели. Масло из масляной магистрали по отверстиям, выполненным на наружных поверхностях корпуса и плунжера, через обратный клапан подается в демпфирующую камеру. Пружина в совокупности с усилием от давления масла обеспечивает перемещение плунжера и натяжение цепи. Динамические нагрузки от цепи через плунжер передаются на гидравлический демпфер. Натяжитель кроме конструктивной сложности обладает рядом недостатков к наиболее существенным, из которых следует отнести:The tensioner consists of a housing in the form of a hollow cylinder with a base, where a bypass ball check valve is located. A spring-loaded plunger with a cover is installed inside the housing, where an additional non-return valve is installed. A plunger with a housing form a plunger pair, and between the base of the housing and the cover there is a damping chamber connected to the oil supply line by a throttle device in the form of an annular gap. Oil from the oil line through the holes made on the outer surfaces of the housing and the plunger through the check valve is fed into the damping chamber. The spring in combination with the force from the oil pressure provides the movement of the plunger and the tension of the chain. Dynamic loads from the chain are transmitted through the plunger to the hydraulic damper. The tensioner, in addition to constructive complexity, has a number of disadvantages to the most significant, of which should include:

известно, что работоспособность гидравлического демпфера зависит от герметичности обратного клапана и отсутствия в нем воздуха.It is known that the performance of the hydraulic damper depends on the tightness of the check valve and the absence of air in it.

Циклический режим работы устройства, когда шарик прецессирует в осевом направлении, открывая-закрывая маслоподающий канал, создает некоторые трудности в обеспечении требуемой герметичности обратного клапана особенно при работе на «грязном» и «холодном» масле. Это связано с тем, что усилие, развиваемое пружинным элементом шарика, составляет 6…10 грамм, что накладывает определенные ограничения на вязкость масла, которая взаимосвязана с температурным градиентом и зашлакованностью как продуктами износа, так и окислами самого масла. Из практики известно, герметичность обратного клапана перестает удовлетворять требуемым условиям демпфирования при запуске двигателя в зимнее время, например, при температуре -20 С. Это обстоятельство, как и наличие воздуха, приводит к резкому увеличению амплитуды колебаний участка цепи, и как следствие, к разрушению привода механизма газораспределения.The cyclic mode of operation of the device, when the ball precesses in the axial direction, opening and closing the oil supply channel, creates some difficulties in ensuring the required tightness of the non-return valve, especially when working on "dirty" and "cold" oil. This is due to the fact that the force developed by the spring element of the ball is 6 ... 10 grams, which imposes certain restrictions on the viscosity of the oil, which is interconnected with the temperature gradient and slagged by both wear products and oxides of the oil itself. It is known from practice that the tightness of the non-return valve ceases to satisfy the required damping conditions when starting the engine in winter, for example, at a temperature of -20 C. This circumstance, like the presence of air, leads to a sharp increase in the amplitude of oscillations of the circuit section, and as a result, to destruction timing gear drive.

Известен гидромеханический натяжитель цепи капсульного типа (см., например патент РФ №2067232, М.кл. F16H 7/08 от 03.04.1992 г.), содержащий корпус в виде полого цилиндра, резьбовую крышку с шариковым обратным клапаном и каналом для подачи масла. Внутри корпуса установлен подпружиненный плунжер, образующий с корпусом подвижное соединение с образованием дроссельного устройства в виде кольцевой щели. При этом на наружной поверхности плунжера выполнена ступенчатая канавка специального профиля, где установлен упорный элемент, который может последовательно взаимодействовать с кольцевыми проточками корпуса, обеспечивая возможность аксиального перемещения плунжера только в одном направлении (шаговый механизм фиксации обратного хода). Кроме этого, на плунжере с противоположной стороны от крышки в специальной канавке дополнительно установлен упорный элемент, который в процессе транспортировки, т.е. при нерабочем состоянии натяжителя, запирает плунжер в корпусе с образованием капсулы. В рабочем состоянии этот упорный элемент остается в канавке плунжера. Крышка, корпус, плунжер образуют демпфирующую камеру, которая связана дроссельным устройством со сливной магистралью масла. Масло из системы смазки под давлением через маслоподающий канал крышки, и шариковый обратный клапан попадает в демпфирующую камеру. Пружина в совокупности с усилием от давления масла обеспечивает перемещение плунжера и натяжение цепи. Под воздействием динамических нагрузок вызванных вынужденными колебаниями цепи плунжер смещается в сторону крышки. При этом происходит рост давления масла внутри демпфирующей камеры, величина которого, а соответственно и сила торможения плунжера, зависит от сопротивления дроссельного устройства, через которое дросселируется вытесняемое масло.Known hydromechanical chain tensioner capsule type (see, for example, RF patent No. 2067232, Mcl F16H 7/08 from 03/03/1992), containing a housing in the form of a hollow cylinder, a threaded cover with ball check valve and a channel for oil supply . A spring-loaded plunger is installed inside the housing, forming a movable connection with the housing to form a throttle device in the form of an annular gap. At the same time, a stepped groove of a special profile is made on the outer surface of the plunger, where a thrust element is installed that can sequentially interact with the annular grooves of the housing, providing the axial movement of the plunger in only one direction (step-by-step mechanism for fixing the reverse stroke). In addition, on the plunger on the opposite side of the cover in the special groove an additional stop element is installed, which during transportation, i.e. when the tensioner is inoperative, it closes the plunger in the housing with the formation of a capsule. In working condition, this thrust element remains in the groove of the plunger. The cover, housing, plunger form a damping chamber, which is connected by a throttle device to the oil drain line. The oil from the lubrication system under pressure through the oil supply channel of the cover, and the ball check valve enters the damping chamber. The spring in combination with the force from the oil pressure provides the movement of the plunger and the tension of the chain. Under the influence of dynamic loads caused by forced oscillations of the circuit, the plunger is shifted towards the cover. In this case, there is an increase in oil pressure inside the damping chamber, the value of which, and accordingly the braking force of the plunger, depends on the resistance of the throttle device through which the displaced oil is throttled.

Таким образом, гидравлическое сопротивление дроссельного устройства обеспечивает плавное перемещение плунжера с образованием оптимального рабочего зазора, в котором происходят вынужденные колебания цепи. В случае если появляется резонанс, происходит резкое увеличение амплитуды колебаний цепи и, следовательно, динамических нагрузок, которые начинают ударно гаситься механизмом фиксации обратного хода. Это может привести к разрушению упорного элемента и, как следствие, выходу натяжителя из строя. Кроме этого в процессе работы дроссельное устройство, которое представляет собой кольцевую щель малого сечения, начинает работать как масляный фильтр. Это приводит к забиванию дроссельного устройства шлаками масла и продуктами износа, увеличению его гидравлического сопротивления, и, как следствие, выходу натяжителя из строя.Thus, the hydraulic resistance of the throttle device provides a smooth movement of the plunger with the formation of the optimal working clearance, in which forced oscillations of the circuit occur. In the event that a resonance appears, there is a sharp increase in the amplitude of the oscillations of the circuit and, consequently, dynamic loads, which begin to be shock-absorbed by the mechanism for fixing the reverse stroke. This can lead to the destruction of the thrust element and, as a consequence, the failure of the tensioner. In addition, during operation, the throttle device, which is an annular gap of small cross section, begins to work as an oil filter. This leads to clogging of the throttle device with oil slags and wear products, an increase in its hydraulic resistance, and, as a result, to the tensioner failure.

Задача предлагаемого технического решения повышение работоспособности гидромеханического натяжителя.The objective of the proposed technical solution is to increase the operability of the hydromechanical tensioner.

Указанная цель достигается тем, что в известном гидромеханическом натяжителе цепи содержащим корпус с конической проточкой, дроссельное устройство, подвижную и образующую с корпусом плунжерную пару крышку с кольцевой канавкой, маслоподающим каналом и шариковым обратным клапаном, подпружиненный и образующий с корпусом вторую плунжерную пару, плунжер с упорными элементами для образования монтажной капсулы и шагового механизма фиксации обратного хода, дроссельное устройство состоит из дроссельного отверстия, выполненного в крышке напротив конической проточки корпуса и аксиального отверстия со стороны плунжера, при этом проходное сечение дроссельного отверстия может перекрываться внутренней поверхностью корпуса.This goal is achieved by the fact that in the known hydromechanical chain tensioner comprising a housing with a conical groove, a throttle device, a cover with an annular groove, an oil supply channel and a ball check valve, movable and forming a plunger pair with the housing, spring loaded and forming a second plunger pair with the housing, a plunger with thrust elements for the formation of the mounting capsule and the stepping mechanism for fixing the reverse stroke, the throttle device consists of a throttle hole made in the cover otiv tapered housing bore and the axial hole by the plunger, the orifice of the throttle opening may overlap an inner surface of the housing.

На рисунке изображен общий вид гидромеханического натяжителя цепи в разрезе. Гидромеханический натяжитель цепи содержит: корпус 1, крышку 2 и плунжер 3 с пружиной 4. Крышка 2 имеет кольцевую канавку 5, маслоподающий канал 6, шариковый обратный клапан 7, отверстие 8 и дроссельное отверстие 9. На плунжере 3 в специальных канавках 10,11 установлены упругие кольцевые элементы соответственно 12,13. Кольцевой элемент 12 и расточка 14 корпуса 1 могут образовать монтажную капсулу, а кольцевой элемент 13 и расточка 15 - шаговый механизм фиксации обратного хода.The figure shows a General view of the hydromechanical chain tensioner in section. The hydromechanical chain tensioner contains: a housing 1, a cover 2 and a plunger 3 with a spring 4. The cover 2 has an annular groove 5, an oil supply channel 6, a ball check valve 7, a hole 8 and a throttle bore 9. On the plunger 3 in special grooves 10.11 are installed elastic ring elements, respectively, 12.13. The annular element 12 and the bore 14 of the housing 1 can form a mounting capsule, and the annular element 13 and the bore 15 - a step mechanism for fixing the reverse stroke.

Корпус 1 имеет коническую проточку 16 и кольцевую расточку 17. В расточке 17 установлен кольцевой элемент 18. Кольцевой элемент 18 и расточка 17 ограничивают осевое перемещение крышки 2.The housing 1 has a tapered groove 16 and an annular bore 17. An annular element 18 is installed in the bore 17. The annular element 18 and the bore 17 limit the axial movement of the cover 2.

Корпус 1, крышка 2 и плунжер 3 образуют демпфирующую камеру 19.The housing 1, the cover 2 and the plunger 3 form a damping chamber 19.

Гидромеханический натяжитель цепи работает следующим образом. Перед монтажом натяжителя в двигатель плунжер 3 зафиксирован в корпусе 1 посредством кольцевого элемента 12 и расточки 14. После установки устройства в специальное гнездо двигателя его закрывают герметичной фланцевой крышкой. После запуска двигателя плунжер 3 дефиксируется. После дефиксации пружина 4 перемещает плунжер 3 до сопряжения его с механизмом натяжения цепи. Под воздействием пружины 4 цепь натягивается, при этом кольцевой элемент 13 занимает положение или в одной из расточек 15 корпуса 1, или между расточками. В процессе работы двигателя масло из системы смазки через маслоподающий канал 6 и шариковый обратный клапан 7 крышки 2 попадает в демпфирующую камеру 19 и заполняет ее. Под воздействием динамических нагрузок вызванных вынужденными колебаниями цепи плунжер 3 с корпусом 1 смещаются в сторону крышки 2. При этом происходит рост давления масла внутри демпфирующей камеры 19, величина которого зависит от гидравлического сопротивления дроссельного устройства, а именно от сопротивления перепускного дроссельного отверстия 9 крышки 2. Рост давления в демпфирующей камере 19 обеспечивает плавное перемещение плунжера 3. Вытесняемое при этом масло дросселируется через дроссельное отверстие 9 в коническую проточку 16. После образование рабочего зазора, в котором происходят вынужденные колебания цепи, плунжер 3 с корпусом 1 останавливаются. При резонансе, когда происходит резкое увеличение амплитуды колебаний цепи и рост динамических нагрузок, плунжер 3 с корпусом 1 начинают перемещаться к крышке 2.Hydromechanical chain tensioner operates as follows. Before installing the tensioner in the engine, the plunger 3 is fixed in the housing 1 by means of an annular element 12 and a bore 14. After installing the device in a special engine socket, it is closed with a sealed flange cover. After starting the engine, the plunger 3 is locked. After fixing, the spring 4 moves the plunger 3 until it is mated to the chain tension mechanism. Under the influence of the spring 4, the chain is stretched, while the annular element 13 occupies a position either in one of the bores 15 of the housing 1, or between the bores. During engine operation, oil from the lubrication system through the oil supply channel 6 and ball check valve 7 of the cover 2 enters the damping chamber 19 and fills it. Under the influence of dynamic loads caused by forced oscillations of the circuit, the plunger 3 with the housing 1 are shifted towards the cover 2. In this case, the oil pressure inside the damping chamber 19 increases, the value of which depends on the hydraulic resistance of the throttle device, namely, the resistance of the bypass throttle hole 9 of the cover 2. The increase in pressure in the damping chamber 19 provides a smooth movement of the plunger 3. The oil displaced in this case is throttled through the throttle hole 9 into a conical groove 16. P It follows the formation of the working gap, in which the forced oscillation circuit, the plunger 3 to the housing 1 are stopped. At resonance, when there is a sharp increase in the amplitude of the oscillations of the circuit and an increase in dynamic loads, the plunger 3 with the housing 1 begin to move to the cover 2.

При этом часть проходного сечения дроссельного отверстия 9, расположенного напротив конической проточки 16, перекрывается внутренней поверхностью корпуса 1, запирая дроссельное отверстие 9 на безрасходный режим.At the same time, a part of the orifice of the throttle hole 9, located opposite the conical groove 16, is blocked by the inner surface of the housing 1, locking the throttle hole 9 to the waste-free mode.

Таким образом, предложенное техническое решение привело к улучшению работоспособности гидромеханического натяжителя в целом.Thus, the proposed technical solution led to an improvement in the operability of the hydromechanical tensioner as a whole.

Claims

1. Hydromechanical chain tensioner comprising a housing with a conical groove, a throttle device, a movable and forming a plunger pair with the housing, a cover with an annular groove, an oil supply channel and a ball check valve, spring-loaded and forming a second plunger pair with the housing, a plunger with thrust elements for forming mounting capsule and step mechanism for fixing the reverse stroke, characterized in that the throttle device consists of a throttle hole made in the lid opposite the conical groove Ki of the housing and axial hole on the plunger side.

2. The hydromechanical chain tensioner according to claim 1, characterized in that the orifice of the throttle hole may overlap the inner surface of the housing.