УСТРОЙСТВО НАТЯЖЕНИЯ РЕМНЯ ПРИВОДА МЕХАНИЗМА ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ
BELT TENSIONING DEVICE OF DRIVE OF GAS DISTRIBUTION MECHANISM OF AUTOMOBILE ENGINE

Изобретение относится к устройствам и приспособлениям для натяжения ремней приводов машин с помощью регулировки положения натяжного ролика или шкива. Оно предназначено для использования, в частности, в устройствах натяжения ремня привода механизма газораспределения двигателя автомобиля.
Известен роликовый натяжитель для натяжения ремня привода, содержащий закрытый с одной стороны крышкой ролик, в гнезде которого запрессован подшипник, эксцентрично установленную в подшипнике втулку, в которой эксцентрично установлена ось вращения ролика, при этом между крышкой ролика и втулкой установлена пружина кручения для постоянного поджатия ролика к ремню (CN 201614950 У, опубл. 27.10.2010).
Известно натяжное приспособление для передачи гибкой тягой, которое имеет для образования регулировочного эксцентрика несоосное продольное отверстие для крепежного средства, причем рабочий эксцентрик окружает регулировочный эксцентрик без возможности проворота, и на рабочем эксцентрике закреплен подшипник качения, а также поддерживающий гибкую тягу ходовой ролик или, соответственно, натяжной ролик, при этом пружинное средство одним концом зафиксировано на опорной плите, связанной без возможности проворота с регулировочным эксцентриком, а другим концом - на регулировочном эксцентрике (RU 2007143178 A, опубл. 27.05.2009). Данное натяжное приспособление опирается торцовой поверхностью регулировочного эксцентрика на неподвижную деталь машины и зафиксировано крепежным средством, опорная плита в соединении с пружинным средством позиционирована на стороне рабочего эксцентрика, обращенной от детали машины, регулировочный эксцентрик или опорная плита имеет выполненный за одно целое соединительный элемент, который входит в зацепление с ответным приемным элементом другой детали, причем соединительный элемент и приемный элемент соединены без возможности их проворота.
Известно также регулируемое натяжное устройство, содержащее основание, поворотную консоль, выполняющую колебательные движения относительно оси, которая прикреплена к основанию, шкив, прикрепленный к поворотной консоли и взаимодействующий с ремнем, пружину сжатия с первым концом, соединенным с поворотной консолью, демпфирующий механизм, препятствующий колебательным движениям поворотной консоли, которая содержит вогнутую дугообразную поверхность, обращенную к оси и второму концу пружины сжатия, поверхностную часть, взаимодействующую с выступом, прикрепленным к основанию, и регулировочный элемент с местом под инструмент (RU 2006103069 А, 10.06.2006).
Известно натяжное устройство, которое содержит основание, имеющее зубчатый участок, поворотный рычаг, входящий в зацепление с возможностью поворота с основанием, опирающийся на поворотный рычаг шкив, пружину, расположенную между основанием и поворотным рычагом для отклонения поворотного рычага в первом направлении, стопорный механизм, расположенный на поворотном рычаге и соединенный с основанием, причем механизм содержит поворачиваемый зацепляемый элемент и вторую пружину, находящуюся в зацеплении между зацепляемым элементом и поворотным рычагом, вторая пружина расположена с возможностью отклонения поворотного рычага в первом направлении, зацепляемый элемент имеет участок без зубьев, предотвращающий существенный поворот поворотного рычага в обратном направлении (RU 2390671 C1, 27.05.2010).
Известно натяжное устройство, содержащее основание с зубчатой частью, поворотный рычаг, сопряженный с возможностью поворота с основанием, шкив, установленный с возможностью вращения на поворотом рычаге, пружину, расположенную между основанием и поворотным рычагом, при этом зубчатый элемент устройства установлен в нем с возможностью поворота, вторая пружина сопряжена с зубчатым элементом и поворотным рычагом, зубчатый элемент имеет участок без зубьев (RU 2373443 C1, 20.11.2006).
Известно также натяжное приспособление для передачи с гибкой тягой, содержащее корпус, в котором расположен подшипник, рабочий эксцентрик, пружинное средство, которое расположено на обращенной от детали машины стороне натяжного приспособления, при этом рабочий эксцентрик соединен с пружинным средством, другой конец которого соединен с опорной плитой, которая без возможности проворота связана соединительным элементом с регулировочным эксцентриком (RU 2395020 C2, 20.07.2010).
Все известные натяжные устройства имеют расположенную в их корпусе пружину кручения, при этом пружина расположена в сравнительно компактном по объему месте и по существу она работает в стесненных условиях, что обусловлено требованиями повышенной компактности к натяжным устройствам.
Однако, в результате длительной эксплуатации натяжных устройств с пружинами кручения, стесненные места, в которых располагаются пружины кручения, загрязняются, ход пружин уменьшается, их жесткость повышается, при этом характеристики пружин изменяются, и изменяются расчетные усилия натяжения ремней передач, что оказывает отрицательное влияние на работу машин. В результате известные роликовые натяжители с пружинами кручения обеспечивают натяжение ремня и демпфирование знакопеременных нагрузок в передачах в течение определенного периода времени в установленном диапазоне указанных нагрузок.
Известны также натяжные роликовые устройства, каждое из которых содержит ролик, установленный в нем эксцентрик, кронштейн для крепления ролика к основанию, соединенный с эксцентриком второй кронштейн, при этом между кронштейнами расположена рабочая пружина сжатия (DE 102008045577 A1, 03.04.2010; US 2009215562, 27.08.2009; US 20090054183, 26.02.2009; WO 2007144241 A1, 21.12.2007; JP 200534812, 15.12.2005).
Указанные известные технические решения, в которых используются пружины сжатия, не отвечают условиям их использования в устройствах натяжения ремня привода механизма газораспределения двигателя автомобиля, так как они предназначены для их использования в передачах других машин.
Техническим результатом изобретения является обеспечение мягкости демпфирования знакопеременных нагрузок на механизме газораспределения двигателя в широком диапазоне.
Технический результат получен устройством натяжения ремня привода механизма газораспределения двигателя автомобиля, характеризующимся тем, что оно содержит ролик, запрессованный в гнезде ролика подшипник, в центральной части ролика эксцентрично по отношению к его оси выполнено отверстие, в котором с возможностью поворота и вращения расположена втулка, во втулке эксцентрично выполнено отверстие со смещением его оси в сторону от оси ролика, на одном конце втулки выполнено средство поворота втулки в отверстии ролика, при этом устройство содержит кронштейн для его крепления к корпусу двигателя, один конец кронштейна имеет проушину под элемент крепления кронштейна к корпусу двигателя, а другой его конец, простирающийся в сторону от оси ролика, имеет опорную площадку, на которой зафиксирован один конец рабочей пружины, устройство также имеет упорный рычаг, один конец которого соединен с втулкой, а на другом его конце, удаленном от оси ролика, выполнена опорная площадка, на которой зафиксирован второй конец рабочей пружины, между роликом и втулкой расположена надетая на втулку направляющая втулка, с которой соединен кронштейн, упорный рычаг соединен с натяжным роликом, при этом направляющая втулка надета на втулку таким образом, что ось направляющей втулки по отношению к оси ролика имеет эксцентриситет, а между головкой втулки и подшипником расположены шайбы.
В контуре рабочей пружины расположена дополнительная пружина, которая в нерабочем положении устройства находится в растянутом положении и один ее конец связан с кронштейном, а другой ее конец связан с упорным рычагом.
Кронштейн и рычаг выполнены, предпочтительно, штампованными из листовой стали, и соответствующие им площадки выполнены в виде встречно направленных друг к другу отбортовок, находящихся в плоскости ролика на линии его симметрии, при этом каждая отбортовка имеет средство фиксации на ней конца рабочей пружины, с которым связан конец дополнительной пружины.
Каждое средство фиксации выполнено в виде скобы, на которую надет конец рабочей пружины и к которой присоединен конец дополнительной пружины, при этом каждая скоба имеет форму дуги.
На фиг.1 показано устройство натяжения ремня привода механизма газораспределения двигателя автомобиля;
на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1;
на фиг.3 показано устройство, когда отверстие втулки для крепления устройства к корпусу двигателя показано в верхнем положении;
на фиг.4 - сечение А-А на фиг.3;
на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.3;
на фиг.6 - пространственное изображение устройства;
на фиг.7 - фрагмент кронштейна в пространственном изображении.
Устройство натяжения ремня привода механизма газораспределения двигателя автомобиля (фиг.1) содержит натяжной ролик 1, запрессованный в гнезде ролика подшипник 2, при этом в центральной части ролика 1 эксцентрично по отношению к его оси 3 выполнено отверстие, в котором с возможностью поворота и вращения расположена втулка 4. Во втулке 4 (фиг.2) также эксцентрично выполнено отверстие 5 со смещением его оси 6 в сторону от оси 3. На одном конце втулки 4 выполнено средство поворота втулки в отверстии ролика, например граненая головка 7 под ключ, или иное средство поворота втулки в отверстии ролика, на другом конце втулки 4 выполнена кольцевая канавка 8.
Устройство содержит кронштейн 9 для его крепления к корпусу 10 двигателя. Один конец кронштейна 9 имеет проушину 11 под элемент 12 крепления кронштейна к корпусу двигателя, а другой его конец, простирающийся в сторону от оси 3 ролика, имеет фиксирующий элемент 13, на котором зафиксирован один конец рабочей пружины 14. Эта пружина в рабочем положении устройства работает на сжатие (или на растяжение).
Устройство также имеет упорный рычаг 15, один конец которого соединен с втулкой 4, а на другом его конце, удаленном от оси 3, выполнен второй фиксирующий элемент 16, на котором зафиксирован второй конец рабочей пружины 14. Между натяжным роликом 1 и втулкой 4 расположена надетая на втулку 4 направляющая втулка 17, с которой соединен кронштейн 9. Упорный рычаг 15 соединен с натяжным роликом 1. Направляющая втулка 17 надета на втулку 4, при этом ось 18 направляющей втулки 17 по отношению к оси 3 ролика имеет эксцентриситет ε. Между головкой 7 втулки 4 и подшипником 2 расположены шайбы 19 и 20.
В контуре пружины 14 (фиг.1) расположена дополнительная пружина 21. Эта пружина в нерабочем положении устройства находится в растянутом положении. Один конец дополнительной пружины 21 связан с кронштейном 9 скобой 22, а другой конец дополнительной пружины 21 связан с упорным рычагом 15 верхней скобой 23.
Натяжной ролик 1 в рабочем положении устройства расположен с возможностью взаимодействия с ремнем 24 привода механизма газораспределения двигателя. Ремень 24 охватывает ролик 1 с одной его стороны, при этом набегающая ветвь ремня и сбегающая ветвь ремня расположены под углом друг к другу или под углом охвата ролика 1.
Устройство крепится на оси 25, которая жестко связана с двигателем. Ось 25 в рабочем положении устройства расположена в отверстии 5 втулки 4. На конце оси 25 выполнена резьба под гайку крепления устройства на оси (резьба и гайка не показаны). Ось 25 может быть выполнена в виде болта, завинчиваемого в корпус двигателя.
Форма кронштейна 9 и форма упорного рычага 15 в том виде, в котором они представлены на чертежах, показаны как примеры исполнения, при этом кронштейн 9 и рычаг 15 выполнены или литыми, или штампованными из листовой стали, и соответствующие им фиксирующие элементы 13 и 16 выполнены в виде встречно направленных друг к другу отбортовок, находящихся на линии симметрии ролика 1 (на его виде сбоку) в плоскости движения ремня 24. Скоба 23 выполнена на фиксирующем элементе 16 упорного рычага 15 (фиг.1), а скоба 22 выполнена на фиксирующем элементе 13 кронштейна 9 (фиг.7). Со скобами связаны концы пружины 21 (фиг.1).
В примере исполнения устройства скобы 22 и 23 выполнены идентичными по форме, в частности они выполнены предпочтительно полукруглыми для того, чтобы эта форма отвечала условию легкости фиксации на скобе конца рабочей пружины 14, а также условию легкости съема рабочей пружины 14 со скобы. Скобы 22 и 23 имеют дополнительную функцию - посредством них крепятся к кронштейну 9 и рычагу 15 концы второй пружины 21. Скобы 22 и 23 могут иметь иную форму. В любом случае скобы 22 и 23 выполняют вместе с названными фиксирующими элементами функции дополнительных фиксирующих элементов рабочей пружины 14 в ее рабочем положении во время работы двигателя. Следует отметить, что скобы 22 и 23 обращены друг к другу.
Каждая скоба (фиг.1, 7) образована отогнутой в сторону от соответствующей ей площадки частью этой площадки, при этом отогнутая часть площадки выполнена в виде обечайки, имеющей форму дуги, полученной двумя просечками в площадке при ее штамповке. Обечайка образует собой скобу, имеющую окно 24, в котором расположен и зафиксирован конец дополнительной пружины растяжения 21 (фиг.1).
Работает устройство следующим образом. Надевают проушину 11 (фиг.1) на элемент 12 крепления кронштейна 9 к корпусу 10 двигателя, совмещают отверстие 5 с осью 25 крепления ролика 1 на корпусе двигателя, надевают устройство на ось 25. Далее навинчивают гайку на ось 25 и предварительно фиксируют кронштейн 9 в его рабочем положении элементом 12. После проведенных монтажных операций устанавливают устройство в его рабочее положение, для чего ключом поворачивают головку 7 втулки 4 вокруг ее оси в любую сторону.
За счет эксцентричного выполнения отверстия 5 во втулке 4 при повороте втулки на оси 25 натяжной ролик 1 начнет перемещаться в направлении ремня 24 до упора в ремень. После этого, при дальнейшем повороте головки 7 втулки в указанном направлении и повышении усилия упора ролика в ремень, от реакции ремня 24 ролик 1 начинает перемещаться в сторону от ремня 24 за счет второго эксцентриситета ε - эксцентричной установки направляющей втулки 17 в устройстве. При этом кронштейн 9 и упорный рычаг 15 начинают сближаться, а расстояние между фиксирующими элементами 13 и 16 будет сокращаться. Находящаяся в свободном, не сжатом положении, рабочая пружина 14 сжимается (или растягивается), ее длина сокращается (или увеличивается), при этом напряжение растянутой дополнительной пружины 21 изменяется, и она занимает свободное не рабочее положение. При сжатии рабочей пружины 14, дополнительная пружина 21 также сокращается и занимает нерабочее положение. Отверстие 5 занимает верхнее положение, показанное на фиг.3, ролик 1 занимает рабочее положение, при котором он контактирует с ремнем 24 привода механизма газораспределения двигателя. Поворот головки 7 осуществляют до совпадения меток на радиусной части кронштейна 15 (фиг.3) и кронштейна 9, на котором имеется фиксирующий элемент 13 (метки не показаны).
Фиксируют гайкой втулку 4 на расположенной в отверстии 5 оси крепления ролика 1 на корпусе двигателя. При этом направляющая втулка 17 остается в подпружиненном рабочей пружиной 14 состоянии, которое обеспечивает расчетное натяжение ремня 24, мягко демпфирует динамические нагрузки на ремне в широком диапазоне знакопеременных нагрузок и повышает его рабочий ресурс. При этом в связи с тем, что пружина работает в открытом пространстве, то возможные ее загрязнения не оказывают существенного влияния на ее работу и свойства.