SU1038657A1 - Нат житель Никишковых приводного элемента механизма газораспределени двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

НАТЯЖИТЕЛЬ НИКИШКОВЫХ ПРИВОДНОГО ЭЛЕМЕНТА МЕХАНИЗМА ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус, во внутренней полости которого установлен подпружиненный плунжер с внутренним углублением , и размещенный в плунжере подпружиненный стержень, снабженный утолщением и шайбой, установленной ка стержне, отличающимис  тем, что, с целью снижени  шума и повышени  надежности и долговечности путем демпфировани  колебаний, корпус снабжен каналом дл  подвода жидкости в его внутреннюю полость, а шайба выполнена ступенчатой по внутреннему диаметру, причем больший диаметр ступенчатой поверхности охватывает утолщение стержн  с образованием кольцевого зазора.. 8 О &д 90 Э) :л Ы

Description

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности двигателестроению , и может найти применение в устройствах дл  изменени  нат жени  приводного элемента (цепи, ремн ) мех низма газораспределени  двигател  внут1)еннего сгорани  (ДВС), в амортизаторах транспортных средств.

Известен нат житель приводного элемента механизма газораспределени  двигател  внутреннего сгорани , содержапщй корпус, во внутренней полости которого установлен подпружиненный плунжер с внутренним углублением , -и размещенный в плунжере подпружиненн1 1й стержень, снабженный утолщением и шайбой, установленной на стержне Il .

В известном нат жителе поглощение возмущающей силы от приводного элемента (цепи или ремн ) на первой стадии происходит за счет сжати  пружины плунжера, на второй стадии за счет сжати  пружины стержн  на величину зазора между торцом утолщени  стержн  и дном плунжера, на третьей стадии дно плунжера удар ет по торцу утолщени  стержн , от чего торец утолщени  стержн  всегда от ударов делаетс  блест щим.

Пружина стержн , сжима сь на величину буферного хода, согласно рабочей характеристики пружины, практически не имеет прироста силы, а дл  гашени  удара приводного элемен та необходимо, чтобы сила, противодействующа  удару, автоматически достигла величины, равной силе удара приводного элемента в данньй момент

Дл  м гкого гашени  удара, необходимо , чтобы буфернЬй ход был более 1 мм, но не более 2,5 мм, с целью исключени  проскакивани  приводного элемента по звездочкам, что привело бы к разрегулированию газораспределительного механизма (ГРМ) по фазам и отказу в работе двигател

Пружина стержн , возвраща сь из сжатого состо ни  в исходное первоначальное положение, через шайбу, плунжер, башмак подает возмущакщий колебательный импульс на приводной элемент, усилива  iero колебани . Врем  подачи возмущающего импульса на приводной элемент пр мо пропорционально зависит от величины буферного хода: с увеличением буферного хода работа устройства

ухудшаетс . Известное устройство вместо того, чтобы гасить колебани  приводного -элемента, подает возмущающий колебательный импульс на приводной элемент, усилива  колебани . В момент, когда подаваемый -возмущающий импульс на приводной элемент от работают.его двигател  (частота подаваемого импульса зависит от оборотов двигател ) по частоте совпадает с частотой собственных колебаний , подаваемых от нат жител  (дл  каждого двигател  свой конкретный диапазон оборотов), возникает резонансное  вление, которое резко увеличивает амплитуду колебани  приводного элемента, усиливает удары, усиливает интенсивность износа деталей ГРМ, возможны разрушени  отдельных деталей, объем вредной работы двигател  возрастает, усиливаютс  шумность двигател  и неравномерность вращени  кулачкового вала, что увеличивает смещение от номинального расположени  фаз ГРМ.

Резонансное  вление в приводном элементе ГРМ возникает всегда, когда обороты двигател  в стадии снижени  или увеличени  проход т через резонансный диапазон оборотов.

Цель изобретени  - снижение шума повышение надежности и долговечности путем демпфировани  колебаний

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в нат жителе приводного элемента механизма газораспределени ДВС, содержащем корпус, во внутренней полости которого установлен подпружиненный плунжер с внутренним- углублением, и размещенный в плунжере подпружиненный стержень, снабженный утолщением и шайбой, установленной на стержне, корпус снабжен каналом дл  подвода жидкости в его внутреншоо полость, а шайба выполнена ступенчатой по внутреннему диаметру, причем больший диакртр ступенчатой поверхности охватывает утолщение стержн  с образованием кольцевого зазора

На фиг, 1 показан нат житель, при отходе приводного элемента от башмака, осевое сечение (стрелками показано направление подвода жидкости в корпус нат жител ); на фиг. 2 - то же, при ударе; на фиг.Зто же, .после удара; на фиг. 4 график изменени  противоударной силы Р. Нат житель содержит корпус 1, во внутренней полости которого установ лен плунжер 2, в дне 3 которого рыполиено углубление с торцом 4, стер жень 5, снабженный утолщением 6с торцом 7, гайку8, кольцо 9 разрезное (сухарь). Шайба 10 снабжена наклонной поверхностью 11 и выполнена ступенчатой по внутреннему диаметру , причём больший диаметр ступенчатой поверхности охватьгоает утолще ние 6 стержн  5, Пружина 12 плунжера 2 одним концом опираетс  в торец углублени , а другим входит в глухое отверстие утолщени  6 стержн  5. 13 стержн  5 одним концом опираетс  в ступенчатую шайбу 10, а другим - в корпус нат жител . В корпусе нат жител  вьшолнен канал 14 с отверстием. 15 дл  подвод жидкости (масла) в его внутреннюю полость. Корпус нат жител  крепитс  в корпус двигател  16. Устройство работает следунщим об разом. Движуща  цепь забрасывает жидкос ( масло) в канал 14. Совершаюгщй воз вратно-поступательное движени  плунжер 2 в корпусе t нат жител  под воздействием возмущающего колебательного импульса цепи, получаемого от работакщего двигател  засасывает жидкость из канала 14 через отверстие 15 в корпус 1 нат жител , который  вл етс  накопительным резервуаром. Врем  заполнени  корпу са нат жител  жидкостью длитс  не более 2-3 мин. При отктвчении двигател  жццкость остаетс  в корлусеу а при последующем запуске сразу вступает в работу. Противоударна  буферна  полость (гидробуферна  полость) образована взаимным расположением деталей плунжера 2. ступенчатой шайбы 10 и утолщением 6 стержн  5. Полость А во врем  работы двигател  то раскры ваетс  и непрерывно совершает возвратно-поступательные перемещени  вдоль оси стержн  5 неподвижно уде живаемого в процессе работы разрезным кольцом (сухарем) 9 и гайкой 8 (фиг. 1-3). /дары, толчки, колебани  цепи м гко Гасит противоударна  буферна  полость А с непрерьшно мен ющимс  объемом наход щейс  в ней жидкости, в которой автоматически возникает противоударна  сила, равна  силе удара цепи в данный , при этом в направлении действи  ударной силы обеспечиваетс  перемещение самой полости вдоль оси стержн  с максимально допустшвлм ходом X J. При отходе цепи от башмака(фиг.1) пружина 12 вслед за цепью подвигает к ней плунжер 2 и башмак. При выходе плунжера 2 из корпуса нат жител  противоударна  полость раскрываетс  и в нее Вливаетс  жидкость , при зтом жидкость из впускного канала 14 засасываетс  в корпус нат жител .. Практически нет сопротивлени  дл  входа жидкости в полость А при ее раскрытии, так как кольцева  щель X все более увеличиваетс , а сама полость А расположена ниже уровн  ЖИДКОСТИ наход щейс  в корпусе нат жител . При обратном движении цепи последн   давит на башмак, а он на плунжер 2, который входит в корпус нат жител , сжима  пружину 12 плунжера. Пружина 12 воспринимает на себ  приблизительно до 1% от ударной силы цепи (Рцевц. ) и величина возникаемой противоударной силы-соответствует рабочей характе стике пружины 12 плунжера (зона 1 на фиг. 4, зона П характе- {шзует рабочую характеристику пружины стержн ). Дно 3 плунжера 2 приближаетс  к поверхности I1 ступенчатой шайбы 10. Жидкость из полости А через кольцевую щель X выходит в корпус 1, но так как щель X все уменьшаетс  и стремитс  к нулю, а поток вытесн емой жидкости из полости А остаетс  практически неиз менкьм ., то образуетс  кольцевой жидкостнь клин. Происходит м гкое (без ударов) соприкосновение дна 3 плунжера 2 с поверхностью 11 ступенчатой шайбы 10, полость А замыкаетс  (фиг. 2, крива  C-D на фиг. 4). .Наклонна  поверхность 1 Г ступенчатой шайбы обеспечивает нац -ж ое закрытиегидробуферной полости А, а также хороший впуск жидкости при ее раск1штии, обеспечивает быструю п жрабатываемость контактируемых поверхностей.5 При дальнейшем перемещении плунжера 2 с приконтактированной ступе чатой шайбой вглубь корпуса нат жител  на максимально допустимый ход Х| в полости А повьппаетс  давление при этом пружина 13 стержн  сжимае Максимальный объем цакс вытесн  мой жидкости из полости А характери зует насосное действие гидробуферн полости V ±.i.. X {ммП макс Шл ил - , Л ММ. f где D 6 - диаметр утолщени  стержн  Гидробуферна  Полость А автоматически поддерживает следунщее рав новесие сил (фиг. 2); . njitj n % rt цепи Р - условие равновеси  сил. «- сила, удара цепи, котора  непрерывно измен етс ; 0...макс..О. Скорость увеличени  и, снижени  Рцепитак же непрерьгано измен етс  зависимости от частоты колебани  цепи. - сила давлени  жидкости на ступенчатую шайбу со сторо ны полости А.

P-F

А-Р

- удельное давление жидкости,

Р

где возникаемое в полости А, котора  непрерывно измен етс , р О...макс.. 0; ;F 7 площадь кольца ступенчатой шэйбы, на которую давит жидкость со стороны полости А.

цI П - Р4

мм

DJ - диаметр углублени ;

где - больший внутренний диаметр шайбы.

Сила

измен етс 

непрерывно

ч 0... ...О.

Р«р«)4

Р,

- условие, когда по1«р )Ш9

лость А автоматически раскрываетс , часть жидкости из полости через образукицуюс  кольцевую щель X перетечет в корпус нХт жител  и автоматически восстановитс  равновесие сил. При резком увеличении силы Рце м из полости А за единицу времени чесилы пружин стерР ,

ip 14 р 12 н  5 и плунжера задаютс  конструктивно в зависимости от параметров ДВМ; Р - противоударна  сила,

...макс.. 0.

В закрытой полости А, в момент воспри ти  ударных нагрузок, автоматически возникает удельное давление р , величина которого по аналогии с Pцg,, измен етс  от нул  до максимума и от максимума до нул . Удельное давление в каждый момент в зависю4Ости от Рцечц имеет строго определенную величину, котора  автоматически сохран ет условие равновеси  сил. истечение жидкости из полости А через кольцевую щель iS в полость В позвол ет полости А перемещатьс  вдоль оси стержн  и в Зависимости от , она в этот момент занимает строго определенное положение, а возникакщее удельное 7 рез кольцевую щель (кольцевой зор) JtS не успевает перетечь нужное количество жидкости в полость В., Вследствие несжимаемости жидкости давление л в полости А достигает критической величины, когда Р PnpujKii полость А р скрываетс . В этом случае ступенча та  шайба выполн ет роль перепускного клапана, а пружина 13 стержн  - роль клапанной пружины. При перемещении закрытой полости А вглубь корпуса t нат жител  Рцродк з возрастает, возрастает автоматически удельное давление р жидкости в полости Р, р Р -F РПОЧ «3 возрастает эффективность гидробуфер ной полости Аг РЗ - сила давлени  жидкости на лунжер 2 со стороны полости А, ротиводействукица  Удару цепи, непрерывно измен етс  . . .макс,. 0. Р р. F,, где , площадь плунжера 2, на которую давит жидкость. 7 D| 4 давление жидкости в полости Л достигает нужной величины. Частота колебани  цепи, кольцева  щель Л5 и мен юща с  ее длина, завис ща  от перемещени  ступенчато шайбы вдоль оси стержн , в зкость жидкости вли ют на количество перетекаемой жидкости из полости А в полость В в единицу времени, а это оказывает вли ние как на наклон подъема, так и на наклон снижени  вознйкаемой противоударной силы Р, т.е. вли ют на м гкость гашени  Уда ров, колебаний цепи полостью А (фиг. 4 зоны III; IV, крива  D-F-K или крива  D-E-L). Если u5 равна нулю, то вследствие несжимаемости жидкости возникаема  противоударна  сила Р достигает величины, соответствующей критической величине удель ного давлени . Когда нарушаетс  равновесие сил Р Рпрч1 ч ступенчата  шайба авт.ом тически приоткрывает кольцевую щель X и часть зовдкости из полости А пер текает в корпус 1 нат жител . Таким образом, при 5 О полост А воспринимает жестко удар цепи до Р P|,  вл етс  недопустим 1м дл  данной конструкции. . При AS О нет перетекани  жидкости из полости А в полость В и вх жидкости в полость в возможен только через кольцевую щель ьв. Нет при нудительного заполнени  жидкостью полости В, нет гарантии, что на бол шей частоте колебани  цепи полость заполнитс  латдкостью и она будет ipa ботать. При увеличении кольцевой щели и 5 больше допустимого торец 4 бьет по торцу 7 утолщени  6 стержн  5, что  вл етс  недопустимьм. Это происходит ввиду, того, что с увеличением 4 увеличиваетс  количество перетекае мой жидкости из полости А в полость за единицу времени. Скорость роста удельного давлени  в полости А замедл етс  (на фиг. 4 наклон противо ударной силы Р становитс , все более пологим), и дл  автоматического сох ранени  полостью А равновеси  сил тунжеру 2 с приконтактируемой ступ чатой шайбой потребуетс  углубитьс  корпус I на рассто ние,превышающее X Как только сила удара цепи начинает от максимальной величины, снижатьс  к минимальному (нулевому) св 578 ему значению, в полости А возникает избыточное давление, но так как чеэез кольцевую щель AS жидкость продолжает перетекать из полости А в полость В, то удельное давление жндкости в полости А автоматически начинает снижатьс . Если скорость снижени  удельного давлени  в полости А недостаточна изпза сопротивлени  перетекани  жидкости через кольцевух) щель а 6 по сравнению со с соростью снижени  ударной силы Рцеци то нЕруша-. етс  равновесие сил и плунжер 2 с приконтактированной ступенчатой шайт бой перемещаетс  в сторону цепи на малую величину, объеЯ полости А возрастает в результате схода с неподвижно сто щего утолщени  6 стержн  5, удельное давление в полости А снижаетс , автсдаатически восстанарливаетс  равновесие сил снижение противоударной силы Р на фиг, 4 находитс  в зоне У),-Если скорость снижени  удельного давлени  жидкости в полости А и скорость снижени  С.ИЛЫ удара цепи цепи не нарушают равновеси  сил, то противоударна  сила Р згменываетс  (на фиг. 4 но лииии Т вниз). Еал  скорость снижени  удельного давлени  жидкости в поласти А больше скорости снижени  сипы удара цепи (Pugfjj, ), то равновесие сил нарушаетс , полость А продолжает перемещатьс  вглубь корпуса нат жител , автоматически выравнива  равновесие сил (эона VI на фиг. 4 характеризует снижение противоударной си1ш). После того, как полость А полно. стью погашает удар (толчок) цепи, при этом автоматически образутс  втора  гидробуферна  полость В (фиг. 3), плунжер2 вместе с приконтактированной ступенчатой шайбой . перемещаетс  вглубь корпуса иат жител , пружина 13 стержн  сжимаетс  на величину Xg, а торец 4 углублени  . дна плунжера не дохо/щт до торца 7 утолщени  стержн  5, что исключает удар торца 4 по торцу 7, т.е. удар цепи погашаетс  м гко. § полость в жидкость поступает из полости А через кольцевую щель и частично через кольцевую щель &С . Р &s 9 где О - малый внутренний диаметр шайбы; Df- диаметр стержн . Цепь начинает обратный ход, отхо дит от багпмака. Пружина 12 через плунжер 2 поджимает башмак к цепи, полость А раскрываетс , в нее вливаетс  жидкость из корпуса нат жите л , а из канала 14 через отверстие 15 плунжером 2 засасываетс  в корпу нат жител . Если бы не было гидробу ферной полости В, то пружина 13 стержн  через ступенчатую шайбу, плунжер 2 и башмак передала бы толчок на цепи, котора  получила бы возмущающий Колебательный импульс от нат жител  цепи. )3рем  воздейст ВИЯ импульса происходило бы на величине хода ступенчатой шайбы Х, потока она не додошла бы к упорному торцу утолщени  стержн . В предлагаемом устройстве этого не происходит. Пружина 13 стержн  давит на ступенчатую шайбу, жидкост из полости В стремитс  выйти через кольцевые щели и 8 йлЗ. Гидравличес кое сопротивление истечени  жидкост из полости В предотвращает, толчок п жины 13 стержн  на плунжер, т.е. шайба с приторможенной скоростью возвращаетс  в исходное положение, дно 3 плунжера 2 под воздействием жины плунжера отходит от поверхнос ти 11 ступенчатой шайбы, не получи от нее толчка (изменение противоударной силы происходит по линии К-С или L-G на фиг. 4). 7О Пока плунжер 2 за цепью совершает полный отход и начинает обратный ход на закрытие полости А, шайба 10 уже будет находитьс  в исходном положении . Цикл работы повтор етс . Гидробуферна  полость В преп тствует подаче возмущающего импульса со стороны устройства на приводной элемент, исключает возникновение резонансного  влени  в приводном элементе на определенных оборотах двигател  внутреннего сгорани  и при его перегазовках, когда обороты в стадии снижени  или увеличени  поохоп т через резонансный диапазон оборотов пл  данного двигател . Размер кольцевой щели &2 не. лолжен быть слишком маленьким и слишком большим. &6 и uS вли ют на сопротивление выхода жидкрсти из полости В, а это вли ет на скорость возвращени  ступенчатой шайбы 10 в исходное первоначальное положение. Ступенчата  шайба в процессе работы совершает возвратно-поступательное движение, участвует в создании гидробуферных полостей А и В, выполн ет роль перепускного клапана в момент м гкого гашени  удара, толчка, колебани  приводного элемента (цепи), а пружина 13 стержн  роль клапанной пружины. Таким образом, предлагаемый нат житель снижает шумность двигател , исключает стук, увеличивает ресурс приводного элемента, повьш1ает долговечность и надежность работы двигател  внутреннего сгорани .

Claims (1)

1. НАТЯЖИТЕЛЬ НИКИШКОВЫХ ПРИВОДНОГО ЭЛЕМЕНТА МЕХАНИЗМА ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий корпус, во внутренней полости которого установлен подпружиненный плунжер с внутренним углубле- нием, и размещенный в плунжере подпружиненный стержень, снабженный утолщением и шайбой, установленной fia стержне, отличающийся тем, что, с целью снижения шума и повышения надежности и долговечности путем демпфирования колебаний, 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..

   >