Гидравлический толкатель

 

Гидравлический толкатель предназначен для использования в механизмах газораспределителя двигателей внутреннего сгорания. Гидравлический толкатель содержит корпус 4 в виде стакана, взаимодействующего дном с управляющим кулачком распределительного вала. В корпусе закреплена направляющая втулка 6, в каждой размещен гидрокомпенсатор в виде колпачка 9 и поршня 11, ограничивающих камеру высокого давления. В полости кожуха размещен запорный орган обратного клапана 15. Запорный орган установлен с кольцевым зазором относительно стенок кожуха и с возможностью самоустановки. Седло 18 обратного клапана выполнено в виде кольцевых концентрично расположенных ножевых выступов 19, а запорный орган выполнен в виде плоского тарельчатого затвора, притертого к уплотнительным кромкам седла 18 и поджатого к ним пружиной 17, закрепленной на осевом выступе седла. Причем канавка 20 между ножевыми выступами выполнена тороидальной с радиусом круга, образующего тор, равным высоте выступа, а центр тора расположен в плоскости уплотнительных кромок ножевых выступов. 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в механизмах газораспределителя двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Известен саморегулирующийся толкатель, в корпусе которого размещена цилиндрическая направляющая втулка. Между цилиндрической стенкой корпуса и цилиндрической направляющей втулкой кольцевая масляная полость, в которую через отверстие подается рабочее масло. В направляющей втулке перемещается в продольном направлении элемент компенсации зазора, приводимый в действие давлением рабочего масла. Элемент образован взаимодействующими внутренним и наружным поршнями, ограничивающими масляную камеру высокого давления, сообщающуюся через отверстие во внутреннем поршне и через обратный клапан с шаровым запорным органом с центральной масляной полостью во внутреннем поршне (патент США N 4951619, кл. F 01 L 1/24, 28.08.90).

Недостатком известного толкателя является нестабильность воспроизведения заданных эксплуатационных характеристик из-за невысокой герметичности, присущей обратным клапанам с шаровыми запорными органами.

Кроме того, толкатель имеет повышенную чувствительность к загрязнению рабочего масла механическими частицами, что объясняется наличием зоны, образуемой сферой запорного органа и направляющим конусом седла, попадание в которую посторонних частиц приводит к нарушению герметичности обратного клапана и снижает надежность работы гидротолкателя.

Известен также гидравлический толкатель с автоматической регулировкой зазора между кулачком и стержнем клапана, установленный в цилиндрической расточке головки цилиндра ДВС с верхним расположением кулачкового вала, содержащий два колпачка, расположенные один внутри другого с возможностью взаимного осевого перемещения относительно расточки, причем внутренний колпачок установлен на стержне клапана, а верхние торцевые стенки колпачков образуют гидравлическую камеру, в которой расположен обратный клапан, выполненный в виде упругого плоского диска (патент СССР N 971113, кл. F 01 L 1/24, от 30.10.82).

Запорный элемент обратного клапана, выполненный в виде упругого плоского диска, имеет по сравнению с шаровым запорным органом более высокую герметичность и стабильные эксплуатационные характеристики, однако из-за большой рабочей площади, массы и значительных инерционных сил его применение ограничено и неэффективно для высокооборотных двигателей. Высокая чувствительность диска клапана к загрязненности рабочего масла из-за большой контактной площади снижает надежность работы гидротолкателя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является гидравлический толкатель, содержащий стаканообразный корпус, взаимодействующий дном с управляющим кулачком распределительного вала, расположенную в корпусе направляющую втулку, в которой размещен гидрокомпенсатор в виде колпачка и поршня, ограничивающих камеру высокого давления, обратный клапан, запорный орган которого выполнен в виде шара и размещен в полости кожуха с возможностью самоустановки и прижат к седлу пружиной (патент США N 4867114, кл. F 01 L 1/24, 1989).

Недостатком известного устройства является нестабильность воспроизведения заданных характеристик вследствии невысокой герметичности обратного клапана.

Задача изобретения - обеспечение стабильности воспроизведения заданных эксплуатационных характеристик и повышение надежности работы гидравлического толкателя.

Это достигается тем, что в гидравлическом толкателе, содержащем корпус в виде стакана, взаимодействующего наружной стороной дна с управляющим кулачком распределительного вала, закрепленную в корпусе направляющую втулку, в которой размещен гидрокомпенсатор в виде колпачка и поршня, ограничивающих камеру высокого давления, обратный клапан, запорный орган которого размещен в полости кожуха с кольцевым зазором относительно стенок и с возможностью самоустановки и поджат к седлу пружиной, согласно изобретению, седло выполнено в виде кольцевых, концентрично расположенных ножевых выступов, а запорный орган выполнен в виде плоского тарельчатого затвора, притертого к уплотнительным кромкам седла, на запорном органе выполнен осевой выступ для закрепления на нем пружины, причем канавка между ножевыми выступами выполнена тороидальной с радиусом круга, образующего тор, равным высоте выступа, а центр тора расположен в плоскости уплотнительных кромок ножевых выступов.

На фиг. 1 показан общий вид гидравлического толкателя, разрез; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1.

Гидравлический толкатель установлен в цилиндрической расточке 1 с каналом подвода масла 2 головки 3 цилиндра ДВС. Гидравлический толкатель содержит корпус 4, выполненный в виде стакана, на наружную сторону дна которого воздействует управляющий кулачок 5, закрепленную в корпусе направляющую втулку 6, верхняя часть которой образует с днищем замкнутую внутреннюю полость 7. Пространство, заключенное между стенкой корпуса 4 и направляющей втулкой 6, образует наружную кольцевую полость 8. В направляющей втулке 6 размещен гидрокомпенсатор, состоящий из колпачка 9, опирающегося на стержень клапана 10, и поршня 11, поджимаемого к дну корпуса 4 пружиной 12. Внутренние полости колпачка 9 и поршня 11 образуют камеру высокого давления 13, сообщающуюся с центральной полостью 14 поршня через обратный клапан и с внутренней полостью 7 через кольцевой радиальный зазор 16.

Обратный клапан выполнен в виде плоского, притертого с контактируемой поверхностью седла 18, тарельчатого затвора 15 с осевым выступом для закрепления на нем конца пружины 17, нагружающей затвор клапана. На запорной уплотняющей поверхности седла 18, запрессованного в поршень 11, выполнены кольцевые, концентрично расположенные ножевые выступы 19, притертые к контактируемой с ними поверхности затвора и разделенные тороидальной канавкой 20.

Причем канавка между ножевыми выступами выполнена тороидальной с радиусом круга, образующим тор, равный высоте выступа, а центр тора расположен в плоскости уплотнительных кромок ножевых выступов.

Гидравлический толкатель работает следующим образом.

В фазе "сжатие-демпфирование" при подъеме кулачка 5 гидравлический толкатель опускается вниз, перекрывая канал подачи масла и сжимая пружину клапана 10. Плоский затвор обратного клапана 15 закрывается под действием возвратной пружины 17. За счет того, что контактируемые уплотняющие элементы клапана притерты друг к другу, полностью исключаются утечки из камеры высокого давления через канал 15. Давление рабочего масла в камере 13 возрастает до своего максимального значения, при этом происходит просадка колпачка 9 относительно поршня 11 со скоростью, определяемой величиной утечки (расхода) масла только через радиальный кольцевой зазор 16 из камеры высокого давления 13 во внутреннюю полость 7 корпуса 4, чем обеспечивается стабилизация воспроизведения заданных эксплуатационных характеристик.

Сведение контактной уплотняемой поверхности между плоским затвором и седлом до минимума путем выполнения рабочей поверхности седла в виде кольцевых концентрично расположенных ножевых выступов повышает надежность работы гидравлического толкателя в условиях загрязнения рабочего масла посторонними частицами, попадание которых в зону уплотнения практически исключается.

Формула изобретения

Гидравлический толкатель, содержащий корпус в виде стакана, взаимодействующего наружной стороной дна с управляющим кулачком распределительного вала, закрепленную в корпусе направляющую втулку, в которой размещен гидрокомпенсатор в виде колпачка и поршня, ограничивающих камеру высокого давления, обратный клапан, запорный орган которого размещен в полости кожуха с кольцевым зазором относительно стенок и с возможностью самоустановки и поджат к седлу пружиной, отличающийся тем, что седло выполнено в виде кольцевых, концентрично расположенных ножевых выступов, а запорный орган выполнен в виде плоского тарельчатого затвора, притертого к уплотнительным кромкам седла, на запорном органе выполнен осевой выступ для закрепления на нем пружины, причем канавка между ножевыми выступами выполнена тороидальной с радиусом круга, образующего тор, равным высоте выступа, а центр тора расположен в плоскости уплотнительных кромок ножевых выступов.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2