Уплотнение штока клапана

2003128184
III
2 t) 0 31
Уплотнение штока клапана
Полезная модель относитоя к области машиностроения, преимущественно к двигателестроению, в частности к средствам уплотнения штока клапана в механизме газораспределения ДВС.
Требования, предъявляемые к уплотнениям штока клапана заключаются в обеспечении герметичности между штоком клапана и его направляющей, и одновременно, в обеспечении достаточной смазки штока клапана, в том числе под воздействием отработавших газов.
Так, например итальянская фирма РФТ в заявке США № 4993379, F01L 3/00, публ. 19.02.91, для лучшего обеспечения штока смазкой предлагают использовать конструкцию уплотнения содержащую верхнюю и нижнюю кольцевые кромки, которые совместно образуют с периферийной поверхностью штока герметичную кольцевую камеру, в которой удерживается необходимое и достаточное количество смазки.
Немецкая фирма Даймлер-Бенц в заявке Германии № 3725131, F01L 3/08, публ. 11.08.88, для надежного обеспечения герметичности между штоком клапана и его направляющей предлагает использовать уплотнение, содержащее утолщение, выполненное в виде части уплотнения и закрывающее кольцевой паз, предназначенный для установки нажимной пружины. Установленная пружина прижимает выступ внутренней рабочей зоны к штоку клапана.
Немецкая фирма Тёце в заявке Германии № 3836578 , F01L 3/08, публ. 03.05.90,
для надежного обеспечения герметичности между штоком клапана и его направляющей предлагает использовать уплотнение, содержащее завулканизированную выступающую радиально наружу шайбу жесткости которая создает упругое усилие на шток клапана и его направляющую.
и его направляющей и компенсации осевых воздействий на шток клапана со стороны деталей механизма газораспределения ДВС предлагает использовать уплотнительный узел содержащий жесткую оболочку и кольцевой упругий уплотняющий элемент, содержащий радиальную плавающую кольцевую полость.
Немецкая фирма Гёце в заявке США № 5237971, F01L 3/08, публ. 24.08.93 для уплотнения штока клапана ДВС и компенсации воздействия значительного давления отработавших газов предлагает использовать уплотнение содержащее армирующее кольцо и упругий элемент содержащий противоположно действующие уплотнительные рабочие кромки, причем одна действует как газозащитная, а другая как маслозащитная. Газозащитная кромка отделена технологически с использованием колебаний от верхней кромки через зону стабильного давления.
Коллектив авторов НАМИ в описании к изобретению СССР № 539154, F01L3/08 от 15.12.76, для снижения утечек масла предлагает использовать уплотнение, содержащее эластичную манжету, закрепленную при помощи монтажного пояса и нажимной пружины на направляющей клапана, содержащую уплотнительный пояс, которой в нижней своей части снабжен компенсирующим гофром.
Для улучшения условий монтажа и надежного обеспечения герметичности между шпгоком клапана и его направляющей в описании к изобретению СССР № 1649201,F16J15/32 от 15.05.91, предлагается использовать уплотнение содержащее опорное кольцо выполненное с перфорированными пазами и манжету охваченную металлической пружиной.
В заявке РФ № 2145026, F16L35/00 публ.27.01.2000, в качестве надежного, долговечного и экономичного уплотнения предлагается использовать втулку статико - кинематического коаксиального-радиально-запорного соединения, которая содержит корпус и кольцевой армирующий элемент, внутренняя поверхность которого состоит из конических поверхностей, переходящих от верхнего торца в радиусную поверхность, сопряженную с конусной внутренней поверхностью рабочей упругой зоны, соединяющейся с цилиндрической рифленой поверхностью, состоящей из волнообразных изготовленных для
напряженной посадки поверхностей, при этом упомянутый армирующий элемент установлен с торцевой фиксацией посредством кольцевой площадки.
Анализируя и обобщая результаты вышеприведенного патентного обзора следует сделать вывод, что вышеперечисленные известные устройства обеспечения герметичности между штоком клапана и его направляющей связаны с использованием жестких кольцевых армирующих  элементов и уплотнительных элементов различного конструктивного исполнения.
В качестве прототипа рассмотрена конструкция комбинированной втулки описанной в российской заявке № 2119106, F16D 3/84, публ. 20.09.1998, содержащая корпус и обойму, при этом внутренняя поверхность корпуса выполнена волнообразной с коническим заходными поверхностями и цилиндрическим участком, на противоположном основанию торце выполнен цилиндрический поясок, а на наружной поверхности корпуса -кольцевой выступ, переходящий в выполненную по тороиду кольцевую впадину с возможностью установки на ней пружины сжатия браслетного типа, причем под впадиной относительно оси корпуса выполнен участок в виде двух оппозитно расположенных конических поверхностей с галтелью.
К очевидным недостаткам рассмотренного выше уплотнения следует отнести следующее.
Применяемые в прототипе конструктивные элементы, в частности, цилиндрический контур сечения внутреннего профиля и волнообразная поверхность, которая с ним сопрягается, имеют конструктивное исполнение, при котором выступы волнообразных поверхностей имеют одинаковый диаметр с диаметром цилиндрического элемента. Такое исполнение внутренней контактной части создают в сопряжении «уплотнение-направляющий элемент условия повышенного напряженного состояния, приводящего в процессе эксплуатации к соскальзыванию уплотнения с направляющей клапана, затрудняют монтаж, и как следствие, приводят к повышению расхода масла в двигателе, при этом значительно увеличивается количество вредных примесей в выхлопе двигателя, ухудшаются его динамические показатели и наносится вред окружающей среде.
геометрии внутренней поверхности контактной части эластичного корпуса уплотнения штока клапана.
Сущность полезной модели заключается в том, что в известном уплотнении штока клапана, содержащем эластичный корпус с контактным участком, выполненным с впадинами и выступами, образующим единую внутреннюю поверхность с рабочим участком корпуса посредством цилиндрического участка и армирующее кольцо с буртиком, диаметр цилиндрического участка не превышает диаметр впадин контактного участка.
Сущность полезной модели поясняется на чертежах.
На фиг1. показано сечение корпуса и обоймы уплотнения.
на фиг,2 показан фрагмент сечения контактного и цилиндрического участков корпуса
Получение заданного технического результата при осуществлении полезной модели достигается тем, что уплотнение содержащее эластичный корпус 1 с контактным участком 2, выполненным с впадинами 3 и выступами 4 и армирующее кольцо 5 с буртиком 6, контактный участок 2 корпуса 1 образует единую внутреннюю поверхность с рабочим участком 7 корпуса посредством цилиндрического участка 8, причем диаметр d1 цилиндрического участка 8 не превышает диаметр d2 впадин 3 контактного участка 2 (фиг.2).
Работа полезной модели осуществляется следующим образом.
При монтаже уплотнения штока клапана на направляющую (не показана), посредством контактного участка 2, создается напряженная посадка, при которой выступы 4 сминаются, образуя контактную поверхность, диаметр которой увеличивается до диаметра d1 цилиндрического участка 8. Избыток эластичного материала контактного участка 2 концентрируется на цилиндрическом участке 8, что искпючает эффект соскальзывания уплотнения с направляющей клапана.
Предложенное техническое решение промышленно применимо, поскольку оно может быть использовано промышленным способом в машиностроении, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо.
Использование данной полезной модели позволит упростить монтаж и демонтаж уплотнения, повысить его ресурс, как следствие, позволит улучшить экологическую безопасность двигателя в целом.