НАТЯЖИТЕЛЬ ЦЕПИ ДВИГАТЕЛЯ АВТОМОБИЛЯ

Представленное в данном описании техническое решение относится к средствам натяжения многозвенной пластинчатой цепи в приводе механизма газораспределения поршневого двигателя внутреннего сгорания. Натяжитель предназначен для его использования в области автомобилестроения. Он может быть также использован в других областях техники, где используется цепной привод механизмов различного назначения, требующий постоянного натяжения цепи привода.
Известен натяжитель цепи двигателя автомобиля, содержащий корпус с отверстием и резьбой под крышку, расположенный в отверстии корпуса и составляющий с ним плунжерную пару плунжер, взаимодействующий упорным торцом с цепью, пружину поджимающую плунжер в направлении натяжения цепи, рабочую камеру, расположенную между корпусом, плунжером и крышкой, при этом корпус выполнен с фланцем, имеющим отверстия для крепления на корпусной детали, и канавками на наружной и торцовой поверхностях под кольцевые уплотнения; также натяжитель содержит средство направленного перемещения плунжера, которое выполнено в виде шарнирно закрепленного на корпусе подпружиненного анкера, выполненного в виде цилиндрического стержня с упорным торцом, имеющим возможность образования контакта с башмаком натяжной цепи по линии, параллельной перемещению башмака; также натяжитель содержит пружину, поджимающую плунжер в направлении натяжения цепи, при этом пружина снабжена фиксатором в виде цилиндрического стержня из полимерного материала на одном конце с фланцем, упирающимся в плунжер, а на другом конце с поперечным отверстием под чеку, проходящую через отверстие, выполненное в крышке (RU 2255257 C2, опуб. 20.10.2004).
Известны также натяжители, каждый из которых содержит корпус с подпружиненным в нем штоком, зубья которого взаимодействуют с подпружиненным фиксатором, камеры в фиксаторе для рабочей жидкости (DE 19834369 A1, опуб. 09.12.1999; WO 03046411, 05.06.2003; ЕР 1323950, 02.07.2003; US 5030169, 09.07.1991; US 5346436, 13.09.1994).
Известен натяжитель гибкой связи механической передачи, содержащий корпус с гидравлической камерой, в которой установлен плунжер с зубчатой рейкой на внешней поверхности, пружину, поджимающую плунжер в направлении гибкой связи, закрепленный на корпусе храповой элемент, расположенный с возможностью взаимодействия с зубчатой рейкой, пружину, поджимающую храповой элемент к зубчатой рейке, стопор храпового элемента и крепление стопора на корпусе, причем стопор выполнен в виде штанги, установленной в корпусе с возможностью смещения в направлении действия пружины, поджимающей храповой элемент (RU 2310784 C2, опуб. 10.12.2006).
Все вышеуказанные натяжители относятся к устройствам натяжения цепи с использованием элементов гидропривода перемещения штока гидравлической жидкостью под давлением, что существенно усложняет конструкцию натяжителя и существенно снижает его надежность, которая зависит от надежности гидравлических элементов.
Известно устройство для натяжения гибких элементов механических передач, в частности, пластинчатой цепи, содержащее корпус с каналом, в котором расположены тела качения, подпружиненный в осевом направлении шток с натяжным элементом, механизм фиксации штока, причем устройство снабжено втулкой охватывающей корпус, и толкателем, расположенным внутри него, причем втулка соединена с олкателем посредством соединительного винта, для перемещения которого вдоль оси корпуса выполнен продольный паз, при этом продольный канал выполнен также вдоль оси корпуса, для подпружинивания штока используют пружину сжатия, зафиксированную с двух сторон, а для фиксации - фиксирующий элемент (RU 2313078 C1, опуб. 27.12.2007).
Известен натяжитель цепи, содержащий корпус, в котором установлен подпружиненный шток с зубьями, взаимодействующими с подпружиненной собачкой храпового механизма, которая установлена на оси корпуса, или взаимодействующими с иным тормозом обратного хода штока, (US 6234928 B1, опуб. 22.05.2001; SU 863942, 15.09.1981; RU 2191938 C2, 27.11.2000; JP 2010242980, 28.10.2010; US 20100298077 A1, 25.11.2010).
Известен также натяжитель цепи, содержащий корпус, установленный в нем подпружиненный шток, имеющий зубья, взаимодействующие с подпружиненной собачкой, установленной на оси корпуса, причем в отверстии корпуса, которое выполнено поперек его продольной оси, подвижно установлена чека для фиксации штока в его нерабочем положении, а в штоке поперек него выполнена канавка, в которой расположена чека (CN 101886691 A, опубл. 17.11.2010).
Близкими техническими решениями к техническому решению, представленному в данном описании, являются натяжители, имеющие чеку для фиксации штока в его нерабочем положении (CN 101886691 A и RU 2255257 C2), а также натяжитель, не имеющий чеки (US 6234928 B1), но имеющий наибольшее число сходных по функциям элементов. Однако указанные близкие натяжители имеют сравнительно сложные конструкции. В частности, корпус натяжителя US 6234928 B1 имеет сложную форму и не имеет средства фиксации штока в нерабочем положении, что приводит к сложности его установки на двигателе; натяжитель с чекой (CN 101886691 A), расположенной в корпусе поперек его продольной оси также имеет сложную конструкцию корпуса и неудачное расположение чеки, что приводит к сложности установки натяжителя в рабочее положение и его приведения в рабочее состояние, а натяжитель с чекой (RU 2255257 C2), имеющий гидравлическую плунжерную пару, рабочую камеру, расположенную между корпусом, плунжером и крышкой, представляет собой сравнительно сложный узел, имеющий множество элементов, в том числе гидравлических, что приводит зависимость надежности натяжителя от надежности гидросистемы.
Техническим результатом представленного в данном описании натяжителя является упрощение конструкции натяжителя, а также обеспечение удобства его перезарядки и приведения в рабочее состояние. Другим техническим результатом является повышение его компактности.
Технический результат получен натяжителем цепи двигателя автомобиля, характеризующимся тем, что он содержит цилиндрический корпус с фланцем для крепления натяжителя к двигателю, в центральном отверстии корпуса подвижно вдоль него установлен шток, в средней части штока по его длине выполнена выемка с множеством зубьев, взаимодействующих с установленной в прорези корпуса поворотной подпружиненной собачкой, один конец штока имеет утолщение для его взаимодействия с башмаком натяжения цепи, другой конец штока взаимодействует с установленным в центральном отверстии корпуса ползуном, на котором расположена рабочая пружина натяжителя с возможностью перемещения в ней ползуна, ползун и рабочая пружина расположены в гнезде, образованном центральным отверстием корпуса между торцом штока и уступом, который выполнен на конце центрального отверстия и в этот уступ упирается одним своим концом рабочая пружина, другой конец которой упирается в кольцевой упор, выполненный на расположенном в корпусе конце ползуна, причем на конце ползуна, выходящем за пределы корпуса в нерабочем положении натяжителя, выполнено отверстие, в котором подвижно установлена съемная чека.
Прорезь выполнена в корпусе на одной его стороне от оси корпуса, собачка образует собой качающийся двуплечий рычаг, один конец которого подпружинен пружиной таким образом, что второй конец собачки постоянно поджат к зубьям штока, при этом зубья расположены между осью поворота собачки и продольной осью корпуса.
На фиг.1 показан натяжитель с установленной в нем чекой при сжатом положении пружины; на фиг.2 - натяжитель без чеки, пружина расжата; на фиг.3 - вид А на фиг.2.
Натяжитель содержит цилиндрический корпус 1, в центральном отверстии которого подвижно вдоль корпуса установлен шток 2, в средней части которого по длине штока выполнена выемка 3. В выемке образована лыска 4, на которой выполнено множество зубьев 5 штока, входящих при работе натяжителя во взаимодействие с собачкой 6, расположенной на оси 7 поворота собачки. Ось 7 закреплена на корпусе ближе к одному ее концу. Собачка расположена в продольной, параллельной оси 8 корпуса, прорези 9 корпуса. Прорезь выполнена в корпусе на одной его стороне от оси 8 корпуса. Собачка образует собой качающийся двуплечий рычаг, один конец которого подпружинен пружиной 10 сжатия таким образом, что второй конец собачки 6 постоянно поджат к зубьям 5 штока. Зубья 5 расположены между осью 7 поворота собачки и продольной осью 8 корпуса. Пружина 10 и собачка 6 расположены в прорези 9 корпуса таким образом, что они не выходят за пределы корпуса 1.
Один конец штока 2 имеет утолщение 11 для его взаимодействия с башмаком, взаимодействующим с цепью, а торец другого конца штока 2 взаимодействует с торцом ползуна 12, на котором расположена рабочая пружина 13 натяжителя. Внутри пружины расположен ползун с возможностью его свободного перемещения в ней. Пружина зажата между корпусом и ползуном. Ползун и рабочая пружина расположены в гнезде 14, образованном центральным отверстием корпуса, которое выполнено с уступом 15. В этот уступ упирается одним своим концом рабочая пружина 13. На конце ползуна, выходящим за пределы корпуса 1, выполнено отверстие, в котором подвижно установлена съемная чека 16. Конец ползуна за пределами корпуса находится лишь в нерабочем положении натяжителя. В рабочем положении натяжителя (фиг.2) конец ползунв втянут в корпус 1 и находится в гнезде 14.
С корпусом 1 жестко соединен фланец 17 с отверстиями 18 в нем под элементы крепления натяжителя к корпусу двигателя (элементы крепления не показаны). На конце ползуна 12, обращенном к штоку 2, выполнен кольцевой упор 19 для упирания в него второго конца рабочей пружины 13. Рабочая пружина 13 расположена между кольцевым упором 19 и уступом 15, в гнезде 14. В предмонтажном положении натяжителя рабочая пружина 13 находится в сжатом состоянии, конец ползуна 12 выходит за пределы корпуса 1 натяжителя, а чека 16 вставлена в отверстие ползуна. Уступ 15 в корпусе 1 образован малым резьбовым отверстием 20, через которое свободно проходит ползун 12 и которое предназначено для ввинчивания в него крышки 21 натяжителя. Малое резьбовое отверстие 20 выполнено в выступающей за пределы фланца части 22 корпуса 1. Часть 22 также как и корпус имеет круглую форму, при этом диаметр части 22 меньше диаметра корпуса 1. На фиг.2 показаны башмак 23 и цепь 24 привода механизма газораспределения двигателя. Все упомянутые средства для крепления крышки на корпусе упомянуты в тексте и на чертежах в качестве одного из примеров исполнения соединения крышки с корпусом. Возможны иные варианты этого соединения.
Работает натяжитель следующим образом. Вводят в отверстие двигателя корпус 1 натяжителя в его собранном положении, показанном на фиг.1, совмещают отверстия 18 с элементами крепления натяжителя на двигателе, которыми фиксируют на двигателе корпус натяжителя в его рабочем положении. После этого выдергивают чеку 16 из отверстия ползуна 12. При этом рабочая пружина 13 распрямляется и перемещает ползун 12 и шток 2 в их крайние правые положения, показанные на фиг.2. При перемещении ползуна 12 он втягивается рабочей пружиной в гнездо 14 корпуса 1 и занимает положение, показанное на фиг.2. При этом во время перемещения штока 2 слева направо его зубья 5 воздействуют на собачку 6, которая на небольшой угол поворачивается вокруг оси 7 против часовой стрелки, сжимая пружину 10. Движение штока 2 в обратном направлении блокируется пружиной 10, которая постоянно поджимает конец собачки к штоку и вводит этот конец в зацепление с зубьями 5 штока. После перемещения штока 2 он своим утолщенным концом 11 упирается в башмак натяжения цепи, который натягивает цепь и приводит ее в рабочее положение. При длительной работе двигателя его цепь вытягивается, при этом шток 2 от действия пружины смещается в сторону цепи, поворачивает башмак вокруг оси его крепления, который натягивает цепь до ее расчетного натяжения. Таким образом, натяжение цепи при ее вытяжке постоянно компенсируется перемещением штока 2 в центральном отверстии корпуса 1 слева направо от действия на него рабочей пружины 13.
Снимают натяжитель с двигателя в обратной последовательности, выводят собачку 6 из зацепления с зубьями 5 штока и отводят ее в крайнее верхнее положение, при этом пружина 10 сжимается. Перед повторной установкой натяжителя на двигатель, при отведенной в верхнее положение собачке штоком 2 сжимают рабочую пружину 13, выталкивают из гнезда 14 ползун 12, сжимая при этом рабочую пружину 13, и вводят в отверстие ползуна чеку 16.
Доказательством получения технического результата является то, что приведение натяжителя в рабочее состояние осуществляется одним движением - выниманием чеки из натяжителя. Это существенно упрощает приведение натяжителя в рабочее состояние в сравнении с известными аналогами, при этом в сравнении с ними представленный в данном описании натяжитель имеет более простую конструкцию. Также существенно упрощена перезарядка натяжителя, достигаемая сжатием рабочей пружины натяжителя и введением в него чеки, при этом также существенно упрощена установка натяжителя на двигателе и приведение его в рабочее положение вследствие указанных преимуществ.