ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ КОМПЕНСАТОР ЗАЗОРА

Техническое решение относится к области машиностроения и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) с приводом клапанов через коромысла. В газораспределительных механизмах (ГРМ) кинематическая цепь, кулачок распределительного вала, коромысло, клапан должна исключать натяг от тепловых деформаций и суммарных монтажных допусков. Кроме этого в процессе эксплуатации ДВС происходит износ сопряженных деталей и возникает необходимость компенсации этого износа для обеспечения успешной работы ГРМ.
Известно устройство с ручной регулировкой теплового зазора (см., например, двигатели ВАЗ 2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106, 2107), содержащие резьбовой корпус и регулировочный винт. Устройства такого типа не могут обеспечить оптимальный зазор ГРМ в процессе эксплуатации двигателя.
Известен гидравлический компенсатор зазора (см., например, пат. Англии №2006373 МПк F01L 1/24 от 02.05.1979 г.) для ДВС с расположением кулачков распределительного вала как над коромыслом ГРМ так и в нижней части двигателя с использованием штанг толкателя. Компенсатор содержит корпус с основанием, внутри которого установлены: шток и подпружиненный плунжер, на основании которого выполнен маслоподающий канал и установлен шариковый обратный клапан. Внутри плунжера установлен подпружиненный поршень с цилиндрическим выступом, который может взаимодействовать с шариком обратного клапана. Указанное устройство не нашло широкого применения в практике двигателестроения из-за сложности конструкции.
Известен гидравлический компенсатор зазора (см., например, пат. России №2023172 МПк F01L 1/24, 1994 г.), содержащий корпус, внутри которого установлен подпружиненный шток и клапан с тормозным резиновым кольцом. Клапан образует полости высокого и низкого давления. Указанное устройство также не нашло широкого применения в практике машиностроения из-за низкой надежности резинового элемента (износ, старение) клапана, работающего в циклическом режиме возвратно-поступательного движения.
Известен газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания (см., например, патент на полезную модель России №103851 МПк F02B 67/00 от 22,11,2010 г.), в состав которого входит гидрокомпенсатор, содержащий цилиндрический корпус с основанием, шток со сферической поверхностью и подпружиненный плунжер. На основании плунжера выполнен маслоподающий канал, на котором установлен шариковый обратный клапан. Плунжер и шток установлены в корпусе с микронными зазорами. Наличие двух деталей с прецезионными сопряжениями привело к усложнению конструкции
Цель технического решения - упрощение конструкции гидравлического компенсатора зазора.
Указанная цель достигается тем, что в известном гидравлическом компенсаторе зазора, содержащем цилиндрический корпус с основанием, шток со сферической поверхностью, шариковый обратный клапан, пружину, на основании штока выполнен маслоподающий канал, на котором установлен шариковый обратный клапан, а на наружной поверхности штока выполнена кольцевая проточка, образующая с корпусом кольцевую камеру, при этом камера связана с маслоподающим каналом, по меньшей мере, одним отверстием, кроме этого кольцевая камера соединена с магистралью подачи масла отверстием выполненным в корпусе, а сферическая поверхность штока имеет аксиальный маслоподающий канал, который связан с кольцевой камерой, по меньшей мере, одним отверстием.
Сущность технического решения поясняется чертежами:
на фиг.1 изображен общий вид ГРМ с предлагаемым гидрокомпенсатором и расположением кулачков распределительного вала над коромыслом;
на фиг.2 изображен общий вид ГРМ с предлагаемым гидрокомпенсатором и приводом через штанги;
на фиг.3 изображен поперечный разрез гидрокомпенсатора на фиг.1 в увеличенном масштабе;
на фиг.4 изображен поперечный разрез гидрокомпенсатора на фиг.2 в увеличенном масштабе.
Предлагаемый гидравлический компенсатор зазора содержит корпус 1 или 2. Корпус 1 устанавливается в головке блока цилиндров 3, а корпус 2 на штанге 4. Корпус 1 содержит пружину 5, шток 6 с основанием 7, а корпус 2 содержит пружину 8, шток 9 с основанием 10. При этом на каждом основании 7 и 10 выполнен маслоподающий канал соответственно 11,12 и установлен шариковый обратный клапан 13 и 14 с образованием камеры высокого давления 15 и 16. Шток 6 имеет сферическую поверхность 17, сопряженную с коромыслом 18, а шток 9 имеет сферическую поверхность 19, которая сопряжена с регулировочным винтом 20 коромысла 21. Сферическая поверхность 19 имеет аксиальный маслоподающий канал 22. На наружной поверхности штока 6 выполнена проточка 23, образующая с корпусом 1 кольцевую камеру 24. Камера 24 соединена с маслоподающим каналом 11 штока 6 отверстием 25. В свою очередь на наружной поверхности штока 9 выполнена проточка 26, образующая с корпусом 2 кольцевую камеру 27. Камера 27 соединена с маслоподающим каналом 12 штока 9 отверстием 28. Кроме этого камера 27 соединена отверстием 29 с маслоподающим каналом 22, а камера 24 связана отверстием 30 с магистралью подачи масла. Коромысло 18 сопряжено с кулачком 31 распределительного вала и клапаном 32 камеры сгорания.
В свою очередь коромысло 21 взаимодействует через регулировочный винт 20, гидравлический компенсатор, штангу 4, толкатель 34 с кулачком 33 распределительного вала.
Гидравлический компенсатор зазора работает следующим образом.
При набегании рабочего выступа кулачка 31 на коромысло 18 правое плечо последнего через сферическую поверхность 17 упирается в шток 6. При этом камера 15 заполнена маслом и заперта шариковым обратным клапаном 13 с образованием полости высокого давления. Масло в замкнутой камере 15 передает усилие, возникающее при открытии клапана 32 на корпус 1 и соответственно на головку блока цилиндров 3. При образовании зазора в цепочке клапан, коромысло, кулачок распределительного вала, шток 6 под воздействием пружины 5 выдвигается из корпуса 1 на величину этого зазора. При этом масло из кольцевой камеры 24 через отверстие 25, маслоподающий канал 11, поступает в камеру 15, заполняя образовавшийся дополнительный объем. В тоже время камера 24 пополняется маслом через отверстие 30 из масляной магистрали двигателя.
При набегании рабочего выступа кулачка 33 на толкатель 34, последний через штангу 4, корпус 2, сферическую поверхность 19 штока 9 упирается в регулировочный винт 20 коромысла 21. При этом камера 16 заполнена маслом и заперта шариковым обратным клапаном 14 с образованием полости высокого давления. Масло в замкнутом объеме камеры 16 передает усилие от кулачка 33, шток 9 и через сферическую поверхность 19, регулировочный винт 20, правое плечо коромысла 21 на клапан 35. При образовании зазора в цепочке клапан, кулачок распределительного вала, шток 9 под воздействием пружины 8 выдвигается из корпуса 2 на величину этого зазора. При этом масло из кольцевой камеры 27 через отверстие 28, маслоподающий канал 12 поступает в камеру 16 и заполняет ее без образования воздушных или вакуумных зон. В тоже время потери масла в камере 27 компенсируются через маслоподающий канал 22 из масляной магистрали двигателя.
Техническое решение позволяет уменьшить количество деталей с прецезионными допусками что приводит к упрощению конструкции.