Гидромеханическое устройство для натяжения цепи - RU2156901C2

Описание

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.

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.

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.

Прототипом предлагаемого изобретения является гидромеханическое устройство по патенту России N 2067232, кл. F 16 H 7/08 от 03.04.92 г.

Целью изобретения является повышение работоспособности и надежности гидромеханического устройства путем уменьшения свободного хода плунжера.

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.

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.

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.

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.

Реферат

Изобретение относится к машиностроению и может найти применение в механизме привода распределительного вала двигателей внутреннего сгорания. Задача изобретения - повышение работоспособности и надежности гидромеханического устройства. Для решения задачи гидромеханическое устройство для натяжения цепи содержит корпус, крышку, подпружиненный плунжер, канал для подвода масла, обратный клапан, шаговый механизм фиксации в виде двух кольцевых канавок с упорными элементами на плунжере и ряд кольцевых проточек на внутренней поверхности корпуса, шаг канавок не кратен шагу проточек и связан соотношением t=k+k/n, где t - шаг канавок плунжера, k - шаг проточек корпуса, n - количество канавок плунжера. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Формула