Натяжитель никишковых приводного элемента механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к машиностроению, в частности двигателестроению, и может найти применение в устройствах для изменения натяжения приводного элемента (цепи, ремня) ме хянизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания (ДВС), в амортизаторах транспортных средств.Известен натяжитель приводного элемента механизма газораспределения 10 двигатеЛя внутреннего сгорания, содержащий корпус, во внутренней полости которого установлен подпружиненный плунжер с внутренним углублением,и размещенный в плунжере 5 подпружиненный стержень, снабженный утолщением и шайбой, установленной на стержне Я .В известном натяжителе поглощение возмущающей силы от приводного 20 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 утол щения стержня и дном плунжера, на третьей стадии дно плунжера ударяет по торцу утолщения стержня, от чего торец утолщения стержня всегда от ударов делается блестящим, ЗОПружина стержня, сжимаясь на величину буферного хода, согласно рабочей характеристики пружины, практически не имеет прироста силы, а для гашения удара приводного элемента необходимо, чтобы сила, противодействующая удару, автоматически достигла величины, равной силе удара приводного элемента в данный момент, .Для мягкого гашения удара, необ ходимо, чтобы буферный ход бып бо-. лее 1 мм, но не более 2,5 мм, с целью исключения проскакивания приводного элемента по звездочкам что привело бы к раэрегулированию газо-. распределительного механизма (ГРИ) по фазам и отказу и работе двигателя,Пружина стержня, возвращаясь нз сжатого состояния в исходное первоначальное положение, через шайбу, 50 плунжер, башмак подает возмущающий колебательный импульс на приводной элемент, усиливая его колебания.Время подачи возмущающего импуль-.са на приводной элемент прямо пропорционально зависит от величины буферного хода: с увеличением буферного хода работа устройства ухудшается. Известное устройствовместо того, чтобы гасить колебанияприводного 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 отоборотов двигателя) по частоте совпадает с частотой собственных колебаний, подаваемых от натяжителя(для каждого двигателя свой конкретный диапазон оборотов)., возникаетрезонансное явление, которое резкоувеличивает амплитуду колебания приводного элемента, усиливает удары,усиливает интенсивность износа деталей ГРМ, возможны разрушения отдельных деталей, объем вредной работыдвигателя вэзрастает, усиливаютсяшумность двигателя и неравномерностьвращения кулачкового вала, что увеличивает смещение от номинальногорасположения фаз ГРМ,Резонансное явление в приводном элементе ГРИ возникает всегда, когда обороты двигателя в стадии снижения или увеличения проходят через резонансный диапазон оборотов.Цель изобретения - снижение шума, повышение надежности и долговечности путем демпфирования колебаний,Поставленная цель достигается тем, что в натяжителе приводного элемента механизма газораспределения 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 для подвода жидкости в его внутреннюю полость, а шайба выполнена ступенчатой по внутреннему диаметру, причем больший днам тр ступенчатой поверхности охватавает утолщение стержня с образованием кольцевого зазораНа фиг, 1 показан натяжитель, при отходе приводного элемента от башмака, осевое сечение (стрелками показано направление подвода жидкости в корпус натяжителя); на фиг. 2 - то же, при ударе; на фиг,З то жепосле удара; на фиг. 4 -3 1038график изменения противоударной силы Р.Натяжитель содержит корпус 1, вовнутренней полости которого установ-,лен плунжер 2, в дне 3 которого выполнено углубление с торцом 4, стержень 5, снабженный утолщением. 6 сторцом 7, гайку 8, кольцо 9 разрезное (сухарь), Шайба 10 снабжена наклонной поверхностью 11 и выполнена 1 Оступенчатой по внутреннему диамет- .ру, причем больший диаметр ступенчатой поверхности охватывает утолщение 6 стержня 5Пружина 12 плунжера 2 одним концом опирается вторец углубления, а другим входитв глухое отверстие утолщения 6стержня 5. Пружина 13 стержня 5 одним конпом опирается в ступенчатуюшайбу 10, а другим - в корпус на Отяжителя.В корпусе натяжителя выполненканал 14 с отверстием 15 для подводажидкости (масла) в его .внутреннююполость. Корпус натяжителя крепится д 5в корпус двигателя 16.Устройство работает следующим образом.Движущая цепь забрасывает жидкость,(масло) в канал 14. Совершающий возвратно-поступательное движения ".плунжер 2 в корпусе 1 натяжителяпод воздействием возмущающего колебательного импульса цени, получаемого от работающего двигателязасасывает жидкость из канала 14через отверстие 15 в корпус 1 натяжителя, который является накопительным резервуаром Время заполнения корпуса натяжителя жидкостьюдлится не более 2-3 мин. Прн отключении двигателя жидкость остается вкорлусе 1 а при последующем запускесразу вступает в работу.Противоударная буферная полость А(гидробуферная полость) образованавзаимным расположением деталейплунжера 2 ступенчатой шайбы 10и утолщением 6 стержня 5, Полость Ашо время работы двигателя то раскрывается и непрерывно совершает возвратно-поступательные перемещениявдоль оси стержня 5 неподвижно удерживаемого в процессе работы разрезным кольцом (сухарем) 9 и гайкой 8(фиг. 1-3),Удары, толчки, колебания цепи мягко гасит противоударная буферная657 4 полость А с непрерывно меняющимся обьемом находящейся в ней жидкости, в которой автоматически возникает противоударная сила, равная силе удара цепи в данный момент, при этом в направлении действия ударной силы обеспечивается перемещение са 1мой полости вдоль оси стержня с максимально допустимым ходом Х,. 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 натяжителя противоударная полость раскрывается и в нее вливается жидкость при этОм жидкость из Впуск ного канала 14 засасывается в корпус натяжителя Практически нет сопротивления для входа жидкости в полость А при ее раскрытии, так как кольцевая щель Х все более увеличивается, а сама полость А расположена ниже уровня жидкости, находящейся в корпусе натяжителя. При обратном движении цепи последняя давит на башмак, а он на плунжер 2, который входит в корпус натяжителя, сжимая пружину 12 плунжера. Пружина 12 воспринимает на себя пуиблиэительно до 1 Ж от ударной силы цепи (Р ,)Цепи и величина возникаемой противоударной силы соответствует рабочей характеристике пружины 12 плунжера (зона 1 на фиг. 4, зона П характеризует рабочую характеристику пружинц стержня). Дно 3 плунжера 2 приближается к поверхности 11 стунеичатой шайбы 10. Жидкость из полости А через кольцевую щель Х выходит в корпус 1, но так как щель Х все уменьшается и стремится к дулю, а поток вытесняемой жидкости из полости А остается практически неиз- менньич то образуется кольцевой жидкостный клин. Происходит. мягкое (без ударов) соприкосновение дна 3 плунжера 2 с поверхностью 11.ступенчатой шайбы ,10, полость А замыкается (фиг. 2, кривая Сна Фиг. 4)..Наклонная поверхность 11 ступенчатой шайбы обеспечивает надежное закрытие гидробуферной полости А, атакже хороший впуск жидкости при ее раскрытии, обеспечивает быструю прирабатываемость контактируемых поверхностей.7 3038давление жидкости в полости А достигает нужной величины.Частота колебания цепи, кольцевая щель Ь 8 и меняющаяся ее длина,зависящая от перемещения ступенчатойшайбы вдоль оси стержня, вязкостьжидкости влияют на количество перетекаемой жидкости из полости А вполость В в единицу времени, а этооказывает влияние как на наклон 0. подъема, так и на наклон снижениявозникаемой противоударной силы Р,т.е. влияют на мягкость гашения ударов, колебаний цепи полостью А(Фиг. 4 зоны 111; 17, кривая Ю-Р-К . 15или кривая 0-Е). Если Ь 5 равнанулю, то вследствие несжимаемостижидкости возникаемая противоударнаясила Р достигает величины, соответствующей критической величине удель-. 20ного давления.Когда нарушается равновесие силР,Ра, ступенчатая шайба автоматическй приоткрывает кольц 6 вуо щельХ и часть жидкости из полости А пере текает в корпус 1 натяжителя.Таким образом, при Ь 5 = .О полостьА воспринимает жестко удар цепи доР 1 - Рра д, что является недопустймым для данной конструкции,30При Ь 8 = Онет перетекания жидкости из полости А в полость Ви вход.жидкости в полость В возможен только через кольцевую щель Ь 3. Нет принудительного заполнения жидкостьюполости В, нет гарантии, что на большей частоте колебания цепи полость Взаполнится жидкостью и она будет работать.При увеличении. кольцевой щели Ьб больше допустимого торец 4 бьет по торцу 7 утолщения 6 стержня 5, что является недопустимым. Это происходит ввиду, того, что с увеличением Ьб увеличивается количество перетекаемой жидкости из полости А в полость В эа единицу .времени. Скорость роста удельного давления в полости А замедляется (на фиг, 4 наклон противо- ударной силы Р становится все более 50 пологим), и для автоматического сохранения полостью А равновесия сил пчунжеру 2 с приконтактируемой ступенчатой шайбой потребуется углубиться в корпус ) на расстояние,.превышающее ХКак только сила удара цепи начинает от максимальной величины. снижаться к минимальному (нулевому) своб 57 8ему значению, в полости А возникает избыточное давление, но так как через кольцевую щель Ь 5 жидкость продолжает перетекать из полости А в.полость В, то удельное давление жидкости в полости А автоматически на- . чинает снижаться. Если скорость снижения удельного давления в полости Анедостаточна из-.за сопротивления перетекания жидкости через кольцевую щель Ьбпо сравнению со скоростью снижения ударной силы Р, , то наруша-, ,ется равновесие сил и плунжер 2 с приконтактированной ступенчатой шай-. .бой перемещается в сторону цепи на малую величину, объем полости А возрастает в результате схода с неподвижно стоящего утолщения 6 стержня 5, удельное давление в полости А снижается, автоматически восстанавли- вается равновесие сил (снижение противоударной силы Р на 4 иг, 4 находится в зоне 31).Если скорость снижения удельного давления жидкости в полости А и скорость снижения силы удара цепи (Р, ,ц ) не нарушают равновесия сил, то противоударная сила Р уменьшается (на Фиг. 4 по линии Т вниз) .Еали скорость снижения удельного давления жидкости в полости А больше скорости снижения силы удара цепи (Рцео ), то равновесие сил нарушается, полость А продолжает перемещаться вглубь корпуса натяжителя, автоматически выравнивая равновесие сил (зона 71 на фиг. 4 характеризует снижение противоударной силы).После того, как нодость А полно стью погашает удар (толчок) цепи, при этом автоматически обраэутся вторая гидробуферная полость В (фиг. 3), нлунжер 2 вместе с приконтактированной ступенчатой шайбой . перемещается вглубь корпуса натяжителя, пружина 13 стержня сжимается на величину ХЬ, а торец 4 углубления дна плунжера не доходит до торца 7 утолщения стержня 5, что исключает удар торца 4 цо торцу 7, т.е. удар цени погашается мягко.В полость В жидкость поступаетиз полости А через кольцевую щель и частично через кольцевую щель Ь 62-25 21038657 9где Э - малый внутренний диаметршайбы;Рр- диаметр стержня.Цепь начинает обратный ход, отходит от башмака, Пружина 12 через5 плунжер 2 поджимает башмак к цепи, полость А раскрывается, в нее вливается жидкость из корпуса натяжителя, е из канала 14 через отверстие 15 плунжером 2 засасывается в корпус 1 О натяжителя. Если бы не быпо гидробуферной полости В, то пружина 13 стержня через ступенчатую шайбу, плунжер 2 и башмак передала бы толчок на цепи, которая получила бы возмущающий колебательный импульс от натяжителя цепи, Время воздейст.вия импульса происходило бы на величине хода ступенчатой шайбы Х, потока она не подошла бы к упорному 2 О торцу уголщения стержня. В предлагаемом устройстве этого не происходит. Пружина 13 стержня давит на ступенчатую шайбу, жидкость 5 из полости В стремится выйти через кольцевые щели Д 6 и д 8 . Гидравлическое сопротивление истечения жидкости из полости В предотвращает, толчок пружины 13 стержня не плунжер, т.е.шайба с приторможенной скоростью возвращается в исходное положение, а дно 3 плунжера 2 под воздействием пружины плунзера отходит от поверхности 11 ступенчатой шайбы, не получив от нее толчке (изменение противо 35 ударной силы происходит по линии К-С или Ь-С на фиг. 4). 10Пока плунжер 2 эа цепью совершает полный отход и начинает обратныйход на закрытие полости А, шайба 10уже будет находиться в исходном положении. Цикл работы повторяется.Гидробуферная полость В препятствует подаче возмущающего импульсасо стороны устройства на приводнойэлемент, исключает возникновениерезонансного явления в приводномэлементе на определенных оборотахдвигателя внутреннего сгорания ипри его перегазовках, когда оборотыв стадии снижения или увеличенияпроходят через резонансный диапазоноборотов для данного двигателя.Размер кольцевой щели Д 3 не,должен быть слишком маленьким и слишкомбольшим. Д н Ьб влияют на сопротивление выхода жидкости из полости Вга это влияет на скорость возвращенияступенчатой шайбй 10 в исходное пер.воначальное положение,Ступенчатая шайба в процессе работы совершает возвратно-поступательное движение участвует в соз 1дании гидробуферных полостей А и В,выполняет роль перепускного клапанав момент мягкого гашения удара,толчка, колебания приводного элемента (цепи), а пружина 13 стержня -роль клапанной пружины.Таким образом, предлагаемый натяжитель снижает шумность двигателя,исключает стук, увеличивает ресурсприводного элемента, повышает долговечность и надежность работы двигателя внутреннего сгорания,.Бабинец Заказ 8926 н иал ПНП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 912 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 13035, Москва, Ж, Рауш