Результат интеллектуальной деятельности: ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАТЯЖЕНИЯ ЦЕПИ

Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в механизме привода распределительного вала двигателей внутреннего сгорания
Гидромеханическое устройство натяжения цепи предназначено для автоматического поддержания цепи в натянутом состоянии и демпфирования динамических нагрузок, возникающих при работе механизма привода распределительного вала. При этом совокупные максимальные усилия, необходимые для поддержания цепи в натянутом состоянии и возникающие при демпфировании, не должны приводить к интенсивному износу башмака натяжителя. Следует отметить - динамические нагрузки вызваны технологическими погрешностями изготовления цепи (неравномерность звеньев) и приводных звездочек распределительного вала.

Для компенсации этих нагрузок обычно используется гидравлический демпфер, состоящий из камеры, подпитываемой через обратный клапан из нагнетательной магистрали и перепускного дросселя. Требуемую жесткость гидравлического демпфера обеспечивают гидравлическим сопротивлением перепускного дросселя.

Известно гидромеханическое устройство для натяжения цепи, (см., например, пат. ФРГ N 3636918, кл. F 16 H 7/08, 1986 г., пат. ФРГ N 3636919, кл. F 16 H 7/08, 1986 г.).

Устройство состоит из корпуса в виде полого цилиндра с основанием, внутри которого установлен подпружиненный пустотелый плунжер, образующий с корпусом плунжерную пару. Наружный торец плунжера сопряжен с башмаком цепи, а противоположный имеет маслоподающий канал с обратным клапаном и образует с основанием корпуса демпфирующую камеру. Камера связана с маслоподающей магистралью системы смазки щелевым дросселем. Плунжерная пара имеет шаговый механизм фиксации обратного хода плунжера, состоящий из аксиального ряда кольцевых расточек на внутренней поверхности корпуса и упорного кольца, расположенного в специальной канавке плунжера. Пружина в совокупности с усилием от давления масла обеспечивает перемещение плунжера и натяжение цепи. Динамические нагрузки от цепи через башмак и плунжер передаются на гидравлический демпфер. При этом следует отметить, что жесткость демпфирования связана с величиной гидравлического сопротивления щелевого дросселя. Известно, что щелевой дроссель имеет постоянное проходное сечение и, следовательно, его гидравлическое сопротивление находится в зависимости от температурного градиента масла. Это обстоятельство приводит к появлению градиента жесткости демпфирования. А именно, на "холодном" масле, в режиме жесткого демпфирования, происходит интенсивный износ башмака, а на "горячем" масле увеличивается амплитуда колебаний цепи.

Для получения длительной работоспособности башмака необходимо подбирать пружину с минимально допустимым усилием. По мере износа башмака и растяжения цепи плунжер перемещается и силовое воздействие пружины ослабевает. В то же время корпус под воздействием давления системы смазки стремится к осевому перемещению, которому противодействует пружина плунжера. Когда силовое противодействие пружины становится недостаточным, корпус начинает перемещаться, выбирая свободный ход, и через шаговый механизм фиксации сопрягается с плунжером, в результате чего устройство единым блоком (плунжер, корпус) начинает компенсировать динамические нагрузки ударным способом, без участия щелевого дросселя плунжерной пары.

Известно гидромеханическое устройство для натяжения цепи капсульного типа (см. например, пат. России N 2067232, кл. F 16 H 7/08 от 03.04.92г.), содержащее корпус в виде полого цилиндра, крышку с резьбовым дросселем и каналом для подачи смазки, шариковый обратный клапан, подпружиненный плунжер, образующий с корпусом плунжерную пару. При этом на наружной поверхности плунжера, со стороны крышки, 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 со стороны башмака цепи в специальной канавке установлено монтажное кольцо, которое в процессе транспортировки, т. е. при нерабочем состоянии устройства, запирает плунжер в корпусе с образованием капсулы. В рабочем положении монтажное кольцо остается в канавке плунжера.

Указанное техническое решение использовало для демпфирования резьбовой дроссель, который как и щелевой, имеет постоянное проходное сечение т.е. его гидравлическое сопротивление и соответственно жесткость демпфирования зависят от температуры масла. Это обстоятельство, как и в предыдущем случае, не позволяет устройству обеспечивать стабильные демпфирующие характеристики, не зависящие от температурного градиента, что приводит к снижению работоспособности устройства.

Дополнительно следует отметить, как и в предыдущем случае, при ослаблении силового воздействия пружины, корпус под воздействием избыточного давления системы смазки перемещается и через шаговый механизм упирается в плунжер. Это нарушает процесс демпфирования и приводит к ударному сопряжению крышки с блоком или головкой блока цилиндров, что также способствует снижению работоспособности устройства.

Прототипом предлагаемого изобретения является гидромеханическое устройство по пат. России N 20367232, кл. F 16 H 7/08 от 03.04.92 г.

Целью изобретения является повышение работоспособности гидромеханического устройства.

Указанная цель достигается тем, что в известном гидромеханическом устройстве для натяжения цепи, содержащем корпус в виде полого цилиндра, крышку корпуса с маслоподающим каналом и обратным клапаном, подпружиненный и образующий с корпусом плунжерную пару, плунжер с кольцевыми элементами для образования монтажной капсулы и шагового механизма фиксации обратного хода, крышка выполнена подвижной и образует с корпусом вторую плунжерную пару, при этом в корпусе, со стороны крышки, выполнено дроссельное отверстие, которое может перекрываться наружной поверхностью последней.

На чертеже изображен общий вид гидромеханического устройства для натяжения цепи.

Устройство содержит корпус 1, крышку 2. Внутри корпуса 1 установлен плунжер 3 с пружиной 4. Крышка 2 имеет маслоподающий канал 5 и шариковый обратный клапан 6. На плунжере 3 в специальных канавках 7,8 установлены упругие кольцевые элементы соответственно 9,10. Кольцевой элемент 9 и проточка 11 корпуса 1 могут образовывать монтажную капсулу, а кольцевой элемент 10 и канавки 12 - шаговый механизм фиксации обратного хода. Корпус 1 имеет дроссельное отверстие 13 и пружинное полукольцо 14, ограничивающее осевое перемещение крышки 2. Крышка 2 при аксиальном перемещении может перекрывать дроссельное отверстие 13. Упорный торец плунжера взаимодействует с башмаком 14 цепи 15.

Гидромеханическое устройство работает следующим образом. Перед монтажом устройства в изделие плунжер 3 зафиксирован в корпусе 1 посредством кольцевого элемента 9 и проточки 11.

После установки устройства в изделие плунжер 3 дефиксируется и пружина 4 через плунжер 3 и башмак 14 натягивает цепь 15. При этом кольцевой элемент 10 занимает положение или в канавке 8 корпуса 1 или в промежуточном положении между канавками. После запуска, например, механизма газораспределения, динамические нагрузки от привода распределительного вала начинают перемещать плунжер 3, кольцевой элемент 10, корпус 1 к крышке 2. При этом масло из внутренней полости дросселируется через отверстие 13 в систему смазки, обеспечивая плавное демпфирование динамических нагрузок. Если гидравлического сопротивления дросселя 13 не хватает, для обеспечения режима плавного демпфирования, то происходит увеличение его гидравлического сопротивления за счет уменьшения его проходного сечения наружной поверхностью крышки 2. Таким образом происходит автоматическая настройка демпфирующей системы на безударный режим работы. Потери масла компенсируются из системы смазки двигателя через маслоподающий канал 5 и шариковый обратный клапан 6. В случае ослабления силового воздействия пружины 4 от давления масла системы смазки корпус 1 через шаговый механизм фиксации упирается в плунжер 3 и устройство начинает работать в режиме мягкого демпфирования, описанного выше.

Таким образом, предложенное конструктивное решение обеспечило мягкое демпфирование динамических нагрузок на любых режимах работы двигателя, что повысило надежность и работоспособность гидромеханического устройства для натяжения цепи.