Устройство для компенсации зазоров в клапанном механизме

 

Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: устройство содержит коромысло, одним плечом опирающееся на стержень клапана, а другим, снабженным воронкой, - на шаровую головку гидрокомпенсатора; последний включает корпус с гидрополостью, пополняемой жидкостью из системы смазки, плунжер с поршнем, снабженные осевыми масляными каналами, и обратный клапан; плунжер выполнен в виде штока, опирающегося на поршень через эластичную прокладку; запорный элемент обратного клапана размещен в масляном канале поршня с возможностью ограниченного вертикального перемещения под воздействием силы тяжести или перепада давления. 2 ил.

Изобретение относится к автомобилестроению и, в частности, к компенсации клапанных зазоров в газораспределительных механизмах двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известен газораспределительный механизм двигателя автомобиля "Жигули", содержащий верхний распределительный вал с кулачками, каждый из которых взаимодействует с коромыслом, упирающимся одним концом в стержень клапана, а другим, с выполненной в нем воронкой, в сферическую головку регулировочного болта, расположенного в резьбовой втулке (см. Альбом: Автомобиль ВАЗ-2121, М. Машиностроение; 1982 г. с. 21).

Работа такого механизма газораспределения отличается повышенным шумом или стуком клапанного механизма, который осуществляется обычно в паре "плечо коромысла клапан". При этом происходит значительный износ деталей клапанного механизма.

Известен клапанный механизм для двигателей внутреннего сгорания с верхним расположением распределительного вала, кулачки которого взаимодействуют с коромыслом, опирающимся одним плечом на стержень клапана, а другим на гидравлический компенсатор зазоров, включающий расположенный в корпусе подпружиненный плунжер с гидрополостью, сообщающейся с каналом подвода жидкости из системы смазки, и размещенным в нем обратным клапаном.

В корпус гидрокомпенсатора специальным устройством вводится масло под давлением из маслопровода в двигателе (см. журнал "За рулем" N 12-89 г. Изд. ДОСААФ СССР с 24 25).

Недостатком этого устройства является сложность его конструкции. Наиболее близким устройством по технической сущности к заявленному является устройство для компенсации зазоров в клапанном механизме ДВС, содержащее коромысло клапанного механизма, одним плечом опирающееся на стержень клапана, а другим, снабженным воронкой, на шаровую головку гидравлического компенсатора, включающего корпус с гидрополостью, пополняемой жидкостью из системы смазки капельным способом, плунжер с поршнем, снабженные осевыми масляными каналами и размещенные в корпусе под воздействием пружины в осевом направлении, и обратный клапан (см. патент Великобритании N 1476357, кл. F 01 L 1/24).

Основным недостатком плунжерных гидрокомпенсаторов является то, что из-за неполной герметизации плунжер под давлением кулачка распределительного вала через рычаг выдавливает жидкость через необходимый для подвижности зазор между плунжером и корпусом, из-за чего происходит "проседание" плунжера. При этом чем меньше обороты двигателя, тем на большую величину "проседает" плунжер. При этом подпружиненный обратный клапан не способствует быстрому и полному пополнению масла в подплунжерную гидрополость из резервуара в плунжере, в результате сужается фаза газораспределения, нарушается динамический режим двигателя. Этот недостаток усугубляется, если учесть трудоемкость изготовления, где после обработки деталей плунжерной пары на высокоточных специальных станках необходимо вручную производить доводку, чтобы получить зазор 3 4 мкм.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в создании простой конструкции гидравлического компенсатора зазоров ДВС, где подвижные элементы становятся неподвижными на соответствующем уровне, который определяется количеством жидкости в гидрополости под подвижными элементами конструкции, в момент включения двигателя в работу, а уровень жидкости может подниматься автоматически в зависимости от изменения величины зазора в трущихся парах.

Технический результат, полученный от использования изобретения, включает: простоту конструкции устройства; непрерывное автоматическое поддержание необходимых зазоров в клапанном механизме; безударную работу клапанного механизма; повышение долговечности эксплуатации деталей и узлов механизма.

Указанный технологический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве для компенсации зазоров в клапанном механизме ДВС, содержащем коромысло, одним плечом опирающееся на стержень клапана, а другим, снабженным воронкой, на шаровую головку гидравлического компенсатора, включающего корпус с гидрополостью, пополняемой жидкостью из системы смазки капельным способом, плунжер с поршнем, снабженные осевыми масляными каналами и размещенные в корпусе под воздействием пружины в осевом направлении и обратный клапан, плунжер выполнен в виде штока, между штоком и поршнем установлена эластичная уплотняющая прокладка, а запорный элемент обратного клапана размещен в масляном канале поршня с возможностью ограниченного вертикального перемещения под воздействием силы тяжести или перепада давления.

На фиг. 1 представлена конструктивная схема устройства; на фиг. 2 узел I на фиг. 1.

Устройство содержит кулачки 1 распределительного вала 2, каждый из которых взаимодействует со своим коромыслом 3. Малое плечо коромысла 3 опирается на стержень 4 клапана 5, а большое, с выполненной в нем воронкой 6, на шаровую головку 7 штока 8, размещенного в корпусе 9. При этом корпус 9 имеет резьбу по наружной и гладкую внутреннюю цилиндрическую поверхность. Под штоком 8, в корпусе 9 через эластичную уплотняющую прокладку 10 установлен поршень 11. Снизу поршень 11 подпружинен в направлении к штоку 8 пружиной 13. В осевом вертикальном пазу 14 поршня 11 размещен обратный клапан 15 в виде шарика, установленный с возможностью ограниченного вертикального перемещения вниз до ограничителя 16 и вверх до перекрытия перепускного отверстия 17. Вертикально через весь шток 8 проходит накопительная гидрополость 18 от системы смазки капельным способом с корпуса распределительного вала. Гидрополость 18 совмещена в верху отверстием 19 с отверстием воронки 6, а внизу с перепускным отверстием 17 поршня 11.

Работает устройство следующим образом. В положении, когда кулачок 1 контактирует с площадкой 3 тыльной стороной, нажатия на стержень 4 клапана 5 и шаровую головку 7 штока 8 не происходит. Обратный клапан 15 находится в нижнем положении, перепускное отверстие 17 открыто для заполнения гидрополости маслом из накопителя жидкости 19 по вертикальному каналу 18. Гидрополость полностью заполнена маслом, с поворотом распределительного вала 2 кулачок 1 нажимает на площадку коромыслом 3, которое своим плечом нажимает на шаровую головку 7 штока 8. Усилие на преодоление сопротивления пружины клапана 5 превосходит усилие для сжатия пружины 13 поршня 11, поэтому в начальный момент шток 8 с поршнем 11 несколько опустятся /просядут/ на очень малую величину. С началом незначительного перемещения поршня 11 вниз жидкость из подпоршневой полости устремится через переливное отверстие 17 поршня 11 в резервуар 19 и обратный клапан 15 перепадом давления жидкости закрывает отверстие 17. Нарастающее давление кулачка 1 через рычаг 3 на шток 7 при закрытом отверстии 17 сжимает эластичную уплотнительную прокладку 10 до соприкосновения металла штока 8 и поршня 11. Жидкость, полностью герметизированная в подпоршневой полости, является неподвижной опорой для поршня 11 и штока 8, а значит, и для одного конца рычага 3, и поэтому другим концом этого рычага 3 кулачок 1 сжимает пружину клапана 5, открывает его. После прохождения кулачка 1 пружина клапана 5 возвращает его и коромысло 3 в первоначальное положение. Нагрузка со штока 8 снимается, а поршень 11 остается неподвижным до появления зазора в трущихся парах клапанного механизма.

В этом случае обратный клапан 15 при отсутствии разности давления жидкости, в подпоршневой полости, опускается своим весом, жидкость пополняет резервуар под поршнем, и процесс работы устройства с дальнейшим поворотом у кулачка 1 повторяется.

При температурном удлинении стержня 4 усилие через рычаг 3 относительно тыльной стороны кулачка 1 передается штоку 8, который начинает постоянно сжимать эластичную уплотнительную прокладку 10, не соприкасаясь с металлом поршня 11, без воздействия кулачка 1. При этом поршень 11 остается неподвижным до выключения двигателя и его охлаждения. В этом случае клапан 15 сможет открыться при наличии зазора в клапанном механизме.

Таким образом, необходимые зазоры в клапанном механизме поддерживаются автоматически.

Промышленное использование изобретения не требует конструктивных изменений в двигателе. Для его использования достаточно вместо существующей резьбовой втулки регулировочного болта на большинстве марок автомобилей "Жигули" установить предложенную конструкцию изобретения.

Формула изобретения

Устройство для компенсации зазоров в клапанном механизме, содержащее коромысло, одним плечом опирающееся на стержень клапана, а другим, снабженным воронкой, на шаровую головку гидравлического компенсатора, включающего корпус с гидрополостью, пополняемой жидкостью из системы смазки капельным способом, плунжер с поршнем, снабженные осевыми масляными каналами и размещенные в корпусе под воздействием пружины в осевом направлении, а также обратный клапан, отличающееся тем, что плунжер выполнен в виде штока, между плунжером и поршнем установлена эластичная уплотняющая прокладка, а запорный элемент обратного клапана размещен в масляном канале поршня с возможностью ограниченного вертикального перемещения под воздействием силы тяжести или перепада давления.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2