RU2156901C2

RU2156901C2 - Hydromechanical chain tension adjuster

Info

Publication number: RU2156901C2
Application number: RU98121526/28A
Authority: RU
Inventors: Н.А. Вахрамов; А.В. Широкогоров
Original assignee: Вахрамов Николай Александрович; Широкогоров Александр Викторович
Priority date: 1998-11-30
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2000-09-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; internal combustion engines; camshaft drives. SUBSTANCE: proposed chain tension adjuster has housing, cover, spring-loaded plunger, oil-feed channel, check valve, step lock in form of two ring grooves with stop members on plunger and number of ring channels on inner surface of housing. Pitch of grooves is not multiple of channel pitch being described by relationship t=k+k/n where t is plunger groove pitch , k is housing channel pitch, n is number of plunger grooves. EFFECT: increased serviceability and reliability of hydromechanical chain tension adjuster. 1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в механизме привода распределительного вала двигателей внутреннего сгорания
Известно механическое устройство (см., например, а.с. СССР N 346528, кл. F 16 H 7/08 от 25.12.70 г.) для натяжения цепи, содержащее корпус, крышку, подпружиненный плунжер, взаимодействующий с цепью. На наружной поверхности плунжера выполнена кольцевая канавка специального профиля, которая заполнена телами качения (шариками). Пружина перемещает плунжер и создает усилие натяжения цепи. Фиксация плунжера от обратного хода обеспечивается заклиниванием шариков в клиновом зазоре между корпусом и конической поверхностью канавки плунжера.The invention relates to mechanical engineering and may find application in the camshaft drive of internal combustion engines
A mechanical device is known (see, for example, AS USSR N 346528, class F 16 H 7/08 of December 25, 70) for tensioning a chain, comprising a housing, a cover, a spring-loaded plunger interacting with the chain. An annular groove of a special profile is made on the outer surface of the plunger, which is filled with rolling bodies (balls). A spring moves the plunger and creates a chain tension force. Fixing the plunger from the reverse stroke is ensured by jamming the balls in the wedge gap between the body and the conical surface of the plunger groove.

К недостаткам устройства следует отнести следующее:
- технологические погрешности изготовления канавки, корпуса, шариков приведут к тому, что в процессе динамического заклинивания будут работать один, два шарика. Это приведет к образованию лунок на расклинивающих поверхностях с образованием "замкового соединения" и как следствие заклиниванию плунжера при рабочем ходе;
- устройство может работать только при определенном пространственном положении, а именно вертикальном или близким к этому, вследствие того что шарики в клиновой зазор закатываются под собственным весом.The disadvantages of the device include the following:
- technological errors in the manufacture of grooves, housing, balls will lead to the fact that in the process of dynamic jamming will work one, two balls. This will lead to the formation of holes on the wedging surfaces with the formation of a "castle connection" and as a result jamming of the plunger during the working stroke;
- the device can only work with a certain spatial position, namely, vertical or close to this, due to the fact that the balls roll into the wedge gap under their own weight.

Известно гидромеханическое устройство (см., например, патент России N 2067232, кл. F 16 H 7/08 от 03.04.92 г.) для натяжения цепи, содержащее корпус в виде полого цилиндра, крышку с каналом для подачи смазки, шариковый обратный клапан, подпружиненный плунжер, образующий с внутренней поверхностью корпуса плунжерную пару. На наружной поверхности плунжера со стороны крышки выполнена ступенчатая вытянутая в осевом направлении канавка специального профиля, где установлен упорный элемент, который может последовательно взаимодействовать с кольцевыми проточками корпуса (шаговый механизм фиксации). Пружина в совокупности с усилием от давления масла обеспечивает перемещение плунжера и натяжение цепи. При этом максимально возможный обратный ход плунжера непосредственно связан с шагом проточек и протяженностью кольцевой канавки плунжера, а более конкретно, равен их сумме. В процессе работы двигателя внутреннего сгорания после заполнения устройства маслом динамические нагрузки от привода распределительного вала передаются через плунжер маслу. Находясь в замкнутом объеме, масло вследствие своей несжимаемости демпфирует эти нагрузки без включения шагового механизма фиксации, обеспечивая длительную работоспособность устройства. В то же время специфика эксплуатации двигателей внутреннего сгорания - это многочисленные пуски, остановки, которые связаны с подачей масла к устройству. При этом во время стоянки из-за негерметичности, например, резьбовой крышки, во внутреннюю полость устройства может попадать воздух. Это обстоятельство нарушает работу системы "мягкого" демпфирования и заставляет шаговый механизм фиксации работать в режиме жесткого контакта. Таким образом, после длительной стоянки в начальный момент времени после запуска двигателя динамические нагрузки от привода распределительного вала ударно гасятся шаговым механизмом фиксации. Причем величина силового взаимодействия зависит от кинетической энергии, которая в свою очередь находится в пропорциональной зависимости от длины свободного хода плунжера. Такой режим работы со временем приведет к разрушению механизма фиксации. A hydromechanical device is known (see, for example, Russian patent N 2067232, class F 16 H 7/08 of 04/03/92) for tensioning a chain containing a body in the form of a hollow cylinder, a cover with a channel for supplying lubricant, a ball check valve , a spring-loaded plunger forming a plunger pair with the inner surface of the housing. On the outer surface of the plunger from the side of the lid, a stepped axially elongated groove of a special profile is made, where a thrust element is installed, which can sequentially interact with the annular grooves of the housing (step locking mechanism). The spring in combination with the force from the oil pressure provides the movement of the plunger and the tension of the chain. Moreover, the maximum possible reverse stroke of the plunger is directly related to the pitch of the grooves and the length of the annular groove of the plunger, and more specifically, is equal to their sum. During operation of the internal combustion engine after filling the device with oil, dynamic loads from the camshaft drive are transmitted through the plunger to the oil. Being in a confined space, oil, due to its incompressibility, damps these loads without activating the stepping mechanism of fixation, ensuring long-term operability of the device. At the same time, the specifics of operating internal combustion engines are numerous starts, stops that are associated with the supply of oil to the device. At the same time, during parking due to leaks, for example, of a threaded cover, air may enter the internal cavity of the device. This circumstance disrupts the operation of the "soft" damping system and makes the stepping mechanism of fixation work in hard contact mode. Thus, after prolonged parking at the initial time after the engine is started, the dynamic loads from the camshaft drive are shock absorbed by the locking locking mechanism. Moreover, the magnitude of the force interaction depends on the kinetic energy, which in turn is proportional to the length of the free stroke of the plunger. This mode of operation over time will lead to the destruction of the locking mechanism.

Прототипом предлагаемого изобретения является гидромеханическое устройство по патенту России N 2067232, кл. F 16 H 7/08 от 03.04.92 г. The prototype of the invention is a hydromechanical device according to the patent of Russia N 2067232, class. F 16 H 7/08 of 04/03/92

Целью изобретения является повышение работоспособности и надежности гидромеханического устройства путем уменьшения свободного хода плунжера. The aim of the invention is to improve the health and reliability of the hydromechanical device by reducing the free movement of the plunger.

Указанная цель достигается тем, что в известном гидромеханическом устройстве для натяжения цепи, содержащем корпус в виде полого цилиндра, на внутренней поверхности которого выполнены кольцевые проточки, резьбовую крышку, подпружиненный плунжер, образующий с корпусом плунжерную пару и имеющий канавку с упорным элементом, установленным с возможностью сопряжения с кольцевыми проточками корпуса, при этом крышка имеет канал для подвода масла и шариковый обратный клапан, на плунжере дополнительно выполнена по меньшей мере одна кольцевая канавка с упорным элементом, установленным с возможностью сопряжения с кольцевыми проточками корпуса, шаг кольцевых канавок плунжера не кратен шагу проточек корпуса, а кольцевые проточки корпуса выполнены с равномерным шагом и шаг канавок плунжера связан с шагом проточек корпуса следующим соотношением: t=k+k/n, где t - шаг канавок плунжера; k - шаг проточек корпуса; n - количество канавок плунжера, при этом кольцевые проточки на внутренней поверхности корпуса выполнены треугольной формы, а кольцевые канавки плунжера имеют трапецеидальный профиль. This goal is achieved by the fact that in the known hydromechanical device for chain tension, comprising a housing in the form of a hollow cylinder, on the inner surface of which there are ring grooves, a threaded cover, a spring-loaded plunger forming a plunger pair with the housing and having a groove with a stop element mounted with the possibility mating with the annular grooves of the housing, while the cover has a channel for supplying oil and a ball check valve, at least one annular a groove with a thrust element mounted to interface with the annular grooves of the housing, the pitch of the annular grooves of the plunger is not a multiple of the pitch of the grooves of the housing, and the annular grooves of the housing are made with a uniform pitch and the pitch of grooves of the plunger is connected with the pitch of grooves of the housing in the following ratio: t = k + k / n, where t is the pitch of the grooves of the plunger; k is the step of the grooves of the housing; n is the number of plunger grooves, while the annular grooves on the inner surface of the housing are triangular in shape, and the annular grooves of the plunger have a trapezoidal profile.

На чертеже изображен продольный разрез гидромеханического устройства для натяжения цепи. Устройство содержит корпус 1 с резьбовой крышкой 2. Внутри корпуса 1 установлен плунжер 3 с пружиной 4. Крышка 2 имеет маслоподающий канал 5 и шариковый обратный клапан 6. На внутренней поверхности 7 корпуса 1 с шагом k выполнены кольцевые проточки 8, которые могут последовательно взаимодействовать с кольцевыми канавками 9 посредством упорных элементов 10, шаг канавок t. Упорный торец 11 плунжера 3 взаимодействует с башмаком 12 цепи 13. Шаг t канавок 9 выполнен не кратным шагу k проточек 8, т.е. t/k = 1,5. The drawing shows a longitudinal section of a hydromechanical device for chain tension. The device comprises a housing 1 with a threaded cover 2. A plunger 3 with a spring 4 is installed inside the housing 1. The cover 2 has an oil supply channel 5 and a ball check valve 6. On the inner surface 7 of the housing 1, annular grooves 8 are made with step k, which can interact with annular grooves 9 by means of thrust elements 10, the pitch of the grooves t. The thrust end 11 of the plunger 3 interacts with the shoe 12 of the chain 13. The step t of the grooves 9 is made not a multiple of the step k of the grooves 8, i.e. t / k = 1.5.

Гидромеханическое устройство работает следующим образом. После установки устройства в изделие пружина 4 перемещает плунжер 3, башмак 12 и натягивает цепь 13. При этом упорные элементы 10 займут определенное положение в проточках 8 корпуса 1. После запуска двигателя динамическая нагрузка от привода распределительного вала гасится в сопряжении кольцевая проточка 8, упорный элемент 10, кольцевая канавка 9 в течение времени, пока маслом по каналу 5 шариковый обратный клапан 6 не заполнит внутреннюю полость плунжерной пары. При этом шаг проточек 8 и количество канавок 9 плунжера 3 обеспечили величину максимального обратного хода плунжера 3, равную 0,5 k, что позволило получить требуемую работоспособность в режиме жесткого контакта. После заполнения устройства маслом обратный клапан 6 запирается и устройство начинает работать в режиме мягкого демпфирования. Hydromechanical device operates as follows. After installing the device in the product, the spring 4 moves the plunger 3, the shoe 12 and pulls the chain 13. In this case, the thrust elements 10 will occupy a certain position in the grooves 8 of the housing 1. After starting the engine, the dynamic load from the camshaft drive is extinguished in conjunction with an annular groove 8, the thrust element 10, the annular groove 9 during the time until the ball check valve 6 fills the internal cavity of the plunger pair with oil through the channel 5. The step of the grooves 8 and the number of grooves 9 of the plunger 3 provided the maximum reverse stroke of the plunger 3, equal to 0.5 k, which allowed to obtain the required performance in hard contact mode. After filling the device with oil, the check valve 6 closes and the device starts to work in soft damping mode.

Таким образом, предложенное конструктивное решение уменьшило свободный обратный ход плунжера и обеспечило снижение динамической нагрузки, что в итоге повысило надежность и работоспособность гидромеханического устройства в целом. Thus, the proposed constructive solution reduced the free return stroke of the plunger and ensured a reduction in dynamic load, which ultimately increased the reliability and operability of the hydromechanical device as a whole.

Claims

1. A hydromechanical device for tensioning a chain, comprising a housing in the form of a hollow cylinder, on the inner surface of which annular grooves are made, a threaded cover, a spring-loaded plunger forming a plunger pair with the housing and having a groove with a thrust element mounted to interface with the annular grooves of the housing, wherein the cover has a channel for supplying oil and a ball check valve, characterized in that at least one annular groove with a stop element is additionally made on the plunger Ohm, installed with the possibility of interfacing with the annular grooves of the housing, the step of the annular grooves of the plunger is not a multiple of the grooves of the housing, and the annular grooves of the housing are made with a uniform pitch.

2. The hydrodynamic device according to claim 1, characterized in that the pitch of the grooves of the plunger is connected with the pitch of the grooves of the housing in the following ratio:
t = k + k / n,
where t is the pitch of the grooves of the plunger;
k is the step of the grooves of the housing;
n is the number of plunger grooves.

3. The hydrodynamic device according to claim 1, characterized in that the annular grooves on the inner surface of the housing are triangular in shape, and the annular grooves of the plunger have a trapezoidal profile.