ГИДРОНАТЯЖИТЕЛЬ ДЛЯ УСТРОЙСТВА НАТЯЖЕНИЯ ЦЕПИ

Полезная модель относится к устройствам для натяжения цепей, имеющим гидравлический привод, например, для систем распределительных механизмов двигателей внутреннего сгорания (ДВС).
Известен гидронатяжитель устройства для натяжения цепей фирмы "Ina" ФРГ по патентам ФРГ 3.636.918 (аналог патент ЕПВ 265.727, F16Н 7/08) и 3.636.919, F16Н 7/08 от 30.10.86 г. состоящий из корпуса и плунжера, составляющего с корпусом плунжерную пару и поджатого в направлении натяжения цепи пружиной. Плунжер в нерабочем состоянии гидронатяжителя фиксируется в корпусе с помощью монтажного кольца, которое в этот момент находится в канавке корпуса, в рабочем состоянии гидронатяжителя монтажное кольцо не ограничивает движение плунжера относительно корпуса и находится в канавке плунжера. Гидронатяжитель имеет также упорное кольцо, для которого предусмотрены выемки в корпусе и канавка в плунжере и которое допускает обратный ход плунжера навстречу направлению натяжения цепи, при этом длина обратного хода ограничивается шириной канавки на плунжере. Упорное кольцо составляет с проточками на корпусе ступенчатый шаговый механизм, обеспечивающий перемещение плунжера в корпусе под давлением масла и пружины при вытяжке цепи в процессе эксплуатации.
Гидронатяжитель имеет обратный клапан, установленный на плунжере, и отверстия в боковых стенках корпуса и плунжера для подачи масла из системы смазки двигателя.
Недостатком указанной конструкции является то, что она приспособлена для установки гидронатяжителей с наклоном корпуса натяжителя вниз, упорной части плунжера вверх. При такой компоновке при работе двигателя пузырьки воздуха выходят из гидронатяжителя, двигаясь вверх по зазорам в плунжерной паре. Но в ряде случаев из компоновочных соображений гидронатяжитель приходится устанавливать с наклоном корпуса вверх, а плунжера вниз. В этом случае на неработающем двигателе часть масла вытекает через зазор в плунжерной паре и при очередном запуске масло из системы смазки через обратный клапан заполняет полость гидронатяжителя, вытесняя воздух в верхнюю часть, где в результате образуется воздушная подушка, приводящая к большим просадкам плунжера с резкими его перемещениями, вызывающими стуки в приводе.
Другим недостатком данной конструкции является то, что корпус гидронатяжителя выполнен как одно целое со дном, а это в значительной степени усложняет процесс обработки внутренней высокоточной поверхности, а также практически исключает возможность размещения в дне обратного клапана.
Наиболее близким техническим решением является решение по патенту РФ №2067232 публ. 27.09.1996 г. Этот гидронатяжитель для устройства натяжения цепи для уменьшение стуков в приводе распределительного вала двигателя, создаваемых гидронатяжителем устройства для натяжения цепи, установлен с наклоном вверх и состоит из корпуса и плунжера, составляющих плунжерную пару, пружины, поджимающей плунжер в направлении натяжения цепи, монтажного кольца, находящегося в нерабочем состоянии устройства в канавке корпуса, а в рабочем состоянии устройства в канавке плунжера, упорного кольца, составляющего с проточками на корпусе и специальной формы канавкой на плунжере ступенчатый шаговый механизм, а также обратного клапана с отверстием в колпачке для подачи масла в гидронатяжитель, причем корпус гидронатяжителя, выполнен в виде трубки, со стороны, противоположной упорному торцу плунжера, ввинчивающаяся на резьбе крышка с пазом на торце и перекрываемым шариковым обратным клапаном отверстием для подачи масла в полость гидронатяжителя, а торец корпуса, контактирующий с крышкой, имеет по крайней мере один паз, соединяющий через зазоры в резьбе внутреннюю полость гидронатяжителя с каналом в системе смазки двигателя.
Выполнение корпуса гидронатяжителя без дна, в виде трубки, упрощает технологию обработки внутренней поверхности корпуса, обеспечивая свободный выход инструмента при финишной операции и не требует изготовления заготовки-стакана, а позволяет использовать в качестве заготовки трубу.
Пазы, соединяющие через резьбу внутреннюю полость гидронатяжителя с каналами системы смазки двигателя, позволяют при очередном запуске двигателя быстро вытеснить воздух из верхней части внутренней полости гидронатяжителя, где при установке гидронатяжителя с наклоном вверх после остановки двигателя образуется воздушная подушка. Тем самым ограничиваются стуки в приводе.
Пазы в сочетании с зазорами в резьбе дают большое гидравлическое сопротивление, которое не мешает быстрому отводу воздуха из рабочей полости гидронатяжителя и в то же время не снижает гидравлическое давление масла в рабочей полости гидронатяжителя.
Однако изготовление корпуса в виде трубки влечет за собой повышенную его металлоемкость, что увеличивает вес гидронатяжителя.
Целью полезной модели является снижение веса гидронатяжителя за счет изменения конструкции его корпуса.
Это достигается за счет того, что цилиндрический корпус выполнен ступенчатым, причем максимальный наружный диаметр корпуса, выполненный со стороны крышки, равен наружному диаметру крышки, а его длина превышает длину резьбы на корпусе, но не более 2,2 ее длины, а соотношение наружных диаметров корпуса выражено неравенством
1,1≤D/d≤1,25
где:
D - максимальный наружный диаметр корпуса;
d - минимальный наружный диаметр корпуса.
Такое выполнение конструкции корпуса гидронатяжителя устройства для натяжения цепи позволяет снизить вес за счет его оптимальных размеров.
На фиг.1 изображена общая схема установки гидронатяжителя с наклоном вверх устройства для натяжения цепи на двигателе.
На фиг.2 - гидронатяжитель в разрезе в увеличенном масштабе.
Гидронатяжитель 1 устройства для натяжения цепи 2 расположен в отверстии корпусной детали 3. Гидронатяжитель по компоновочным соображениям установлен с наклоном вверх, т.е. ось его составляет острый угол с вертикальной осью двигателя и закрыт крышкой 4, закрепленной на корпусной детали 3 болтами 5. Гидронатяжитель 1 имеет корпус 6 и плунжер 7, составляющий с корпусом 6 плунжерную пару. Пружина 8 внутри плунжера 7 поджимает плунжер 7 в направлении натяжения цепи, то есть торец плунжера 7 поджимается пружиной 8 к торцу башмака (рычага) 10.
Монтажное кольцо 11 обеспечивает целостность гидронатяжителя 1 до его установки в отверстии корпусной детали 3 и находится в этот момент в канавке 12 корпуса 6 гидронатяжителя 1. В рабочем положении гидронатяжителя 1 монтажное кольцо 11 находится в канавке 13 плунжера 7 и не оказывает влияния на передвижение плунжера 7 в корпусе 6 гидронатяжителя 1. В рабочем состоянии плунжер 7 связан с корпусом 6 гидронатяжителя 1 ступенчатым шаговым механизмом, состоящим из упорного кольца 14, находящего в одной из проточек 15, выполненных на внутренней цилиндрической поверхности корпуса 6 и в канавке 16 плунжера 7, имеющей специальную форму. Закрытый рабочий объем А образуется корпусом 6, плунжером 7, обратным (шариковым) клапаном 17, и крышкой 18 корпуса 6, ввинчивающейся в корпус 6 по резьбе 19.
Шариковый обратный клапан 17 имеет шарик и колпачок 20, имеющий отверстие 21 для прохода масла в полость А при открытом клапане 17. Шарик клапана 17 поджимается пружиной 22 к седлу и закрывает отверстие 23 в крышке 18 корпуса 6 для подвода масла в полость А. На торце крышки 18 имеется паз 24 для подвода масла. Корпусная деталь 3 имеет канал 25, связанный с системой смазки двигателя. Масло из канала 25 проходит в зазор 26 между корпусом 6 гидронатяжителя 1 и отверстием в корпусной детали 3; затем масло поступает в зазор 27 между корпусом 6 гидронатяжителя 1 и полостью в крышке 4. Оттуда масло по пазу 24 в торце крышки 18 попадает в отверстие 23 в крышке 18. Под давлением масла шариковый клапан 17 открывается, и масло через отверстие 21 колпачка 20 проходит в полость А, являющуюся рабочей камерой, которая при закрытии клапана 17 становится замкнутой и выполняет роль гидроупора. Торец 28 корпуса 6 имеет пазы 29, соединяющие через зазоры в резьбе 19 верхнюю часть полости А с зазором 27, а следовательно, с каналом 25 системы смазки двигателя.
Корпус 6 выполнен ступенчатым, причем наружный диаметр корпуса со стороны крышки равен наружному диаметру крышки 4, а его длина превышает длину b резьбы на корпусе, но не более 2,2 ее длины, при этом соотношение наружных диаметров корпуса выражено неравенством
1,1≤D/d≤1,25
где:
D - максимальный наружный диаметр корпуса;
d - минимальный наружный диаметр корпуса.
Данные соотношения выбраны оптимальными, в случае соотношения D/d менее 1,1 уменьшается эффективность снижения веса корпуса, а в случае соотношения D/d более 1,25 снижается надежность корпуса из за его утонения при минимальном наружном диаметре.
На конце минимального наружного диаметра корпуса могут быть выполнены, по меньшей мере, две лыски 31, расположенные симметрично относительно поперечной оси, для использования их для гаечного ключа при сборке или разборке гидронатяжителя.
Гидронатяжитель работает следующим образом.
Гидронатяжитель 1 устанавливается в отверстие корпусной детали 3 и закрывается крышкой 4, укрепленной на корпусной детали 3 болтами 5. Крышка 4 имеет пробку 30, завинчивающуюся в резьбовое отверстие. Пробку 30 нужно вывернуть и нажатием на торец крышки 18 вывести кольцо 11 из канавки 12 корпуса в канавку 13 плунжера. Усилия пружины 8 достаточно, чтобы выбрать слабину ненагруженной ветви цепи 2, поддерживать контакт между торцем 9 плунжера и торцем 10 башмака и перемещать плунжер 7 с кольцом 14 в очередную проточку 15 корпуса 6 при износе (вытяжке) деталей привода. Кольцо 14, переходя по проточкам 15 шагового механизма, позволяет перемещаться плунжеру 7 в направлении торца 10, натягивая ненагруженную ветвь цепи 2.
При работе двигателя плунжер 7 может двигаться в обратном направлении, амортизируя колебания и толчки в приводе в пределах возможного перемещения кольца 14 в канавке 16 плунжера 7. При работе двигателя нагрузки, передаваемые на плунжер 7, передаются маслу в рабочей камере А, которое своим давлением закрывает шариковый клапан 17, и замкнутый объем А становится гидроупором. Нагрузки гасятся за счет прохождения масла через зазоры плунжерной пары: корпус 6, плунжер 7. При остановке двигателя в связи с тем, что из компоновочных соображений Гидронатяжитель 1 установлен с наклоном вверх, часть масла сливается в картер двигателя через зазоры в плунжерной паре. В верхней части полости А, в зоне крышки 18, образуется воздушная подушка. При очередном запуске двигателя воздух из этой воздушной подушки под давлением масла, поступающего в полость А через открытый клапан 17 довольно быстро по зазорам в резьбе 19 и пазам 29 на торце корпуса 1 отводится в масляный канал двигателя 25, а из него по зазорам между корпусом 6 натяжителя и корпусной деталью 3 двигателя в масляный картер. Полость А быстро заполняется маслом, тем самым исключаются большие перемещения плунжера 7, вызывающие стук в приводе. Пазы 29 и зазоры в резьбе 19, имеют большое гидравлическое сопротивление и, выпуская быстро воздух из полости А, в то же время не оказывают отрицательного влияния на работу гидронатяжителя, т.е. не снижают давление масла в замкнутом объеме А.
Таким образом, новое конструктивное решение выполнения корпуса гидронатяжителя позволит снизить его металлоемкость и уменьшить вес конструкции в целом.
Промышленная применимость очевидна. Изготовленные опытные образцы предприятием заявителем доказали достижение поставленной задачи, и могут изготавливаться в серийном производстве. Конструкция может быть изготовлена на предприятиях общетехнического назначения без использования специализированного оборудования, агрегатов и станков.