RU31417U1 - Гидравлическое устройство для натяжения цепи или ремня механизма газораспределения двигателя - Google Patents

Description

26031071118

t:

0 V I

о 4f 3

Гидравлическое устройство для натяжения цени или ремня механизма газораснределения двигателя.

Полезная модель относится к машиностроению, в частности двигателестроению, и может найти применение в устройствах для изменения натяжения приводного элемента (цепи, ремня) механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания (ДВС), в амортизаторах транспортных средств.

Известно устройство для натяжения приводного элемента (цепи или ремня) механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания автомобилей, производимых АвтоВАЗом, см. Вершигора В.А. и др. Автомобили ВАЗ, М., Транспорт, 1973, с.43, содержащее корпус, во внутренней полости которого установлен подпружиненный плунжер с внутренним углублением, и размещенный в плунжере подпружиненный стержень, снабженный утолщением и шайбой, установленной на стержне.

В известном устройстве поглощение возмущающей силы от приводного элемента (цепи или ремня) на первой стадии происходит за счет сжатия пружины плунжера, на второй стадии - за счет сжатия пружины стержня на величину зазора между торцом утолщения стержня и дном плунжера, на третьей стадии дно плунжера ударяет по торцу утолщения стержня, от чего торец утолщения стержня всегда от ударов делается блестящим.

МПК F16H 7/08

приводного элемента необходимо, чтобы сила, противодействующая удару, автоматически достигла величины, равной силе удара приводного элемента в данный

момент.

Для мягкого гашения удара необходимо, чтобы буферный ход был более 1 мм, но не более 2,5 мм, с целью исключения проскакивания приводного элемента по звездочкам, что привело бы к разрегулированию газораспределительного механизма (ГРМ) по фазам и отказу в работе двигателя.

Пружина стержня, возвращаясь из сжатого состояния в исходное первоначальное положение, через шайбу, плунжер, башмак подает возмущающий колебательный импульс на приводной элемент, усиливая его колебания. Время подачи возмущающего импульса на приводной элемент прямо пропорционально зависит от величины буферного хода: с увеличением буферного хода работа устройства ухудшается. Известное устройство вместо того, чтобы гасить колебания приводного элемента, подает возмущающий колебательный импульс на приводной элемент, усиливая колебания.

В момент, когда подаваемый возмущающий импульс на приводной элемент от работающего двигателя (частота подаваемого импульса зависит от оборотов двигателя) по частоте совпадает с частотой собственных колебаний, подаваемых от натяжителя (для каждого двигателя свой конкретный диапазон оборотов), возникает резонансное явление, которое резко увеличивает амплитуду колебания приводного элемента, усиливает удары, усиливает интенсивность износа деталей ГРМ, возможны разрущения отдельных деталей, объем вредной работы двигателя возрастает, усиливаются шумность двигателя и неравномерность вращения кулачкового вала, что увеличивает смещение от номинального расположения фаз ГРМ.

Резонансное явление в приводном элементе ГРМ возникает всегда, когда обороты двигателя в стадии снижения или увеличения проходят через резонансный диапазон оборотов.

Известен также натяжитель приводного элемента механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания, описанный в а.с. СССР № 1038657, МКИ F16H 7/08, публ. 30.08.83, бюл. № 32, содержащий корпус, во внутренней полости которого установлен подпружиненный плунжер с внутренним углублением, и размещенный в плунжере подпружиненный стержень, снабженный утолщением и щайбой, установленной на стержне. Корпус снабжен каналом для подвода жидкости в его

внутреннюю полость, а шайба выполнена ступенчатой по внутреннему диаметру, причем больший диаметр ступенчатой поверхности охватывает утолщение стержня с

образованием кольцевого зазора.

К недостаткам описанного устройства в первую очередь следует отнести сложность его конструкции, что обусловлено значительным количеством составляющих ее элементов. Кроме того, подвод масла в корпус натяжителя не обеспечивается специальными средствами, а осуществляется за счет попадания масла в канал при работе двигателя самотеком, при этом в начальный момент работы двигателя в корпусе натяжителя масло может отсутствовать или его количество может быть незначительным, что на начальном этапе запуска и работы двигателя неизбежно приводит к жесткому контакту штока с плунжером (молотковому эффекту), что в конечном итоге приводит к повыщенному щуму работы привода и прогрессивному износу деталей двигателя. По указанным выще причинам описанная конструкция натяжителя не нашла промышленного применения в производстве двигателей на Волжском автозаводе.

Наиболее близким, принятым за прототип, является натяжное устройство, описанное в свидетельстве на полезную модель № 9914, МКИ F16H 7/08, публ. 16.05.99, бюл. № 5, содержащее корпус, во внутренней полости которого установлен подпружиненный плунжер со средством фиксации в осевом направлении, внутри полости корпуса, сообщающейся с каналом подвода рабочей жидкости, образована компенсационная камера, сообщающаяся с рабочей камерой посредством клапанного узла. Подвод рабочей жидкости к запорному органу клапанного узла выполнен двумя сообщающимися осевым и радиальным каналами. Компенсационная камера снабжена дренажным каналом, сообщающим ее полость с наружной средой, а в рабочей полости расположен вытеснитель в виде стержня.

Недостатками данного натяжителя являются:

-наличие ограничительного штифта, при установке которого под действием усилий запрессовки возможна деформация корпуса натяжителя в районе плунжерной поверхности, а изготовление отверстия под штифт в корпусе натяжителя и площадки под штифт в плунжере требует дополнительных технологических переходов и повышенной точности изготовления комплектующих;

ДЛЯ выполнения натяжителем заданных параметров необходимо уменьшение диаметрального зазора в плунжерной паре и как следствие повышение точности

изготовления плунжера и корпуса;

- наличие ограничительного штифта исключает возможность вращения плунжера относительно своей оси в корпусе натяжителя при приложении эксцентричной нагрузки, приводящей к неравномерному износу рабочих поверхностей, снижая надежность и долговечность устройства.

Задача полезной модели заключается в повьш1ении технологичности и надежности конструкции натяжителя, снижении ее стоимости, а также повышении надежности и эффективности работы устройства.

Для решения поставленной задачи в гидравлическом устройстве для натяжения цепи или ремня механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус с присоединительным фланцем и каналом подвода рабочей жидкости, во внутренней полости которого установлен подпружиненный плунжер со средством фиксации в осевом направлении, во внутренней полости корпуса образованы компенсационная и рабочая камеры, сообщающиеся между собой посредством клапанного узла, в осевом канале которого установлен подпружиненный сферический запорный орган, подвод рабочей жидкости к которому выполнен двумя сообщающимися осевым и радиальным каналами, компенсационная камера снабжена дренажным каналом, а в рабочей камере расположен вытеснитель в виде стержня, средство фиксации в осевом направлении смонтировано на внутреннем концевом участке плунжера и представляет собой замковое устройство с фиксатором, выполненное в виде ступенчатой канавки из двз сопряженных цилиндрических поверхностей - замковой и монтажной, с расположенным в них фиксатором, выполненным в виде пружинного кольца, в свободном состоянии габариты которого выступают за пределы цилиндрической поверхности плунжера, а корпус дополнительно снабжен выполненной со стороны рабочей камеры внутренней цилиндрической проточкой, диаметр которой больше наружного диаметра пружинного кольца в свободном состоянии.

Монтажная канавка замкового устройства, расположенная дальше от внутреннего концевого участка плунжера, образована цилиндрической поверхностью, диаметр которой меньше внутреннего диаметра пружинного кольца в сжатом состоянии, чтобы в момент установки плунжера в корпус натяжителя пружинное кольцо, располагаясь в

монтажной канавке, имело возможность упругой деформации до размера, не превышающего диаметр плунжерной поверхности корпуса натяжителя, обеспечивая

тем самым собираемость изделия. Замковая канавка расположена ближе монтажной к внутреннему концу плунжера и образована цилиндрической поверхностью, диаметр которой меньше внутреннего диаметра пружинного кольца в свободном состоянии, но больше внутреннего диаметра последнего в сжатом состоянии, что позволяет пружинному кольцу после прохождения плунжерной поверхности корпуса натяжителя расположиться в рабочей канавке в рабочем свободном положении без возможности уменьшения наружного диаметра пружинного кольца до диаметра плунжерной поверхности корпуса, и тем самым обеспечить надежное ограничение осевого перемешения плунжера под действием усилий со стороны рабочей полости.

При данной фиксации плунжера имеется возможностью осевого вращения под воздействием эксцентричной нагрузки.

Таким образом, использование предлагаемой конструкции натяжителя с фиксацией плунжера пружинным кольцом повышает технологичность конструкции, т.к. исключаются дополнительные технологические переходы (операции) по обработке деталей натяжителя, а также снижает вероятность деформации корпуса натяжителя в районе плунжерной поверхности при запрессовке штифта в отверстие корпуса, что повыщает надежность. На плунжере отсутствует площадка под штифт, что увеличивает точность изготовления плунжерной поверхности плунжера на том же оборудовании и технологичность изготовления корпуса и плунжера. Использование вместо щтифта пружинного кольца и расположение его со стороны рабочей полости позволяет снизить, радиальные усилия в плунжерном сопряжении за счет перераспределения сил, уменьшения плеча и увеличенной длины контакта плунжера с корпусом, при тех же габаритах натяжителя. Увеличенная длина плужерного сопряжения при сохранении характеристик натяжителя позволяет увеличить диаметральный зазор, что повышает технологичность конструкции. Кроме всего прочего, при работе устройства возникают эксцентричные нагрузки, которые передаются на плунжер, создают дополнительное напряжение в плунжерном соединении и способствуют местному износу плунжерной пары, что может привести к преждевременному выходу устройства из строя. В предлагаемом устройстве, вместо ограничительного штифта и площадки под него, осевое перемещение плунжера ограничено пружинным кольцом, что не препятствует повороту плунжера вокруг своей

оси в корпусе под воздействием эксцентричных нагрузок, что разгружает плунжерное

соединение, обеспечивая равномерный износ плунжерной пары и тем самым

tt. увеличивает долговечность устройства, повышает надежность и стабильность его

работы.

Конструкция заявляемой полезной модели представлена на фиг. 1.

Заявляемое устройство Ъодержит корпус 1 с присоединительным фланцем и каналом 2 подвода рабочей жидкости, во внутренней полости которого установлен плунжер 3 с пружиной 4 и со средством фиксации в осевом направлении. Во внутренней полости корпуса 1 образованы компенсационная А и рабочая Б камеры, сообщающиеся между собой посредством клапанного узла 5, в осевом канале 6 которого установлен сферический запорный орган 7 с пружиной 8. Подвод рабочей жидкости к запорному органу 7 выполнен двумя сообщающимися осевым 6 и радиальным 9 каналами. Компенсационная камера А снабжена дренажным каналом 10, сообщающим ее полость с наружной средой. В рабочей камере Б плунжера 3 расположен вытеснитель 11 в виде стержня. Средство фиксации в осевом направлении смонтировано на внутреннем концевом участке плунжера 3 и представляет собой замковое устройство с фиксатором 12. Замковое устройство выполнено в виде ступенчатой канавки, состоящей из двух сопряженных цилиндрических поверхностей монтажной 13 и замковой 14. Фиксатор 12 выполнен в виде пружинного кольца, в свободном состоянии выступающего за пределы цилиндрической поверхности плунжера 3 (как показано на фиг.1). Корпус 1 устройства дополнительно снабжен выполненной со стороны рабочей камеры Б внутренней цилиндрической проточкой 15, диаметр которой больще наружного диаметра пружинного кольца 12 в свободном состоянии. Данный вариант фиксации плунжера 3 обеспечивает возможность осевого вращения плунжера 3 в корпусе 1 под воздействием эксцентричной нагрузки.

Устройство работает следующим образом.

При монтаже плунжера 3 в корпус 1 натяжителя пружинное кольцо 12 устанавливается в монтажнзтс канавку 13 и сжимается так, чтобы наружный диаметр кольца 12 в сжатом состоянии не превьплал диаметр плунжерной поверхности корпуса 1 натяжителя. В таком положении плунжер 3 вставляется в корпус 1 и вдвигается в него в осевом направлении до упора. При этом, пружинное кольцо 12, пройдя плунжерную поверхность корпуса 1 и дойдя до цилиндрической проточки 15, освобождается и принимает форму в свободном (рабочем) состоянии.

После сборки устройства и снятия установочной нагрузки с плунжера 3, последний под действием усилия пружины 4 перемещается в положение

максимального вылета, при этом его фиксация в осевом перемещении осуществляется пружинным кольцом 12, которое из-за упора в торцевую поверхность внутренней диаметральной проточки 15 в свободном состоянии перемещается па замковую канавку 14 до упора, препятствуя дальнейшему осевому перемещению плунжера 3 в корпусе 1.

В момент запуска после сборки устройства (когда в корпусе устройства нет рабочей жидкости) масло из каналов системы смазки двигателя под давлением поступает через канал 2 в компенсационную камеру А. Осуществляя давление на запорный орган 7 клапанного узла 5. Из-за разницы давлений запорный орган 7 отходит, сжимая пружину 8, и масло по каналам 6 и 9 перетекает в рабочую камеру Б. Воздух, содержащийся в масле удаляется из камеры А через дренажный канал 10, а из камеры Б через зазор между корпусом 1 и плунжером 3. Для ускорения заполнения камеры Б и приведения устройства в рабочее состояние служит помещенный внутрь плунжера 3 вытеснитель 11, имеющий форму стержня.

Рабочий процесс - обеспечение натяжения цепи (ремня) и демпфирование ударных нагрузок. Цепь (ремень) привода механизмов ДВС воздействует через башмак натяжителя на плунжер 3, перемещая его в корпусе 1 устройства. При перемещении плунжера 3 внутрь корпуса 1 в рабочей камере Б происходит увеличение давления рабочей жидкости. Из-за разницы давлений в камерах А и Б запорный орган 7 клапанного узла 5 перекрывает осевое отверстие 6 подвода рабочей жидкости, и дальнейшее перемещение плунжера под нагрузкой и происходит за счет перетечки рабочей жидкости через диаметральный зазор между корпусом 1 и плунжером 3. При этом происходит демпфирование yjiapHbix нагрузок, передаваемых на плунжер от приводного элемента. При отходе цепи (ремня) от натяжителя пружина 4 вслед за ней подвигает плунжер 3. При выходе плунжера 3 из корпуса 1 давление рабочей жидкости в камере Б падает, а в камере А увеличивается. Из-за возникшей разницы давлений запорный орган 7 открывается, т.к. усилие пружины 8, поджимающей запорный орган 7, несравненно мало по отношению к усилию от приложения разницы давлений рабочей жидкости, и рабочая жидкость под давлением заполняет рабочую камеру Б.

ЖИДКОСТИ, необходимое на период запуска до поступления масла под рабочим давлением от маслонасоса.

С целью оптимального использования объема компенсационной камеры А, канал 9 для сообщения с камерой Б расположен в нижней части.

Если при работе устройства возникают эксцентричные нагрузки, то под их воздействием плунжер 3 поворачивается вокруг своей оси в корпусе 1, тем самым разгружая плунжерное соединение от дополнительных напряжений, в следствие чего увеличивается долговечность устройства, повьпиается надежность и стабильность его работы.

Таким образом, предлагаемый объект позволяет повысить надежность и стабильность работы натяжителя, улучшить технологичность и снизить стоимость его изготовления за счет изменения конструкции фиксации плунжера при тех же габаритах с сохранением рабочих параметров натяжителя.

Claims (2)

1. Гидравлическое устройство для натяжения цепи или ремня механизма газораспределения двигателя, содержащее корпус с присоединительным фланцем и каналом подвода рабочей жидкости, во внутренней полости которого установлен подпружиненный плунжер со средством фиксации в осевом направлении, во внутренней полости корпуса образованы компенсационная и рабочая камеры, сообщающиеся между собой посредством клапанного узла, в осевом канале которого установлен подпружиненный сферический запорный орган, подвод рабочей жидкости к которому выполнен двумя сообщающимися осевым и радиальным каналами, компенсационная камера снабжена дренажным каналом, а в рабочей камере расположен вытеснитель в виде стержня, отличающееся тем, что средство фиксации в осевом направлении смонтировано на внутреннем концевом участке плунжера и представляет собой замковое устройство с фиксатором, выполненное в виде ступенчатой канавки из двух сопряженных цилиндрических поверхностей - замковой и монтажной, с расположенным в них фиксатором, выполненным в виде пружинного кольца, в свободном состоянии габариты которого выступают за пределы цилиндрической поверхности плунжера, а корпус дополнительно снабжен выполненной со стороны рабочей камеры внутренней цилиндрической проточкой, диаметр которой больше наружного диаметра пружинного кольца в свободном состоянии.

2. Гидравлическое устройство по п.1, отличающееся тем, что плунжер установлен с возможностью осевого вращения под воздействием эксцентричной нагрузки.