Гидравлическое устройство для компенсации зазоров в клапанном механизме двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к области машиностроения и может найти применение в двигателях внутреннего сгорания. Задачей изобретения является повышение работоспособности и надежности гидравлического устройства. Гидравлическое устройство содержит корпус, подвижный гидроцилиндр с основанием, плунжер, обратный клапан, состоящий из пружинного элемента и шарика, распорную пружину. На основании гидроцилиндра установлен кольцевой элемент, сопряженный с распоркой пружиной и пружинным элементом, при этом на торцевой поверхности кольцевого элемента выполнен выступ, который может взаимодействовать с шариком обратного клапана. 2 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к механизмам газораспределения двигателей внутреннего сгорания.

Известно гидравлическое устройство для компенсации зазоров в клапанном механизме двигателя внутреннего сгорания (см. например, пат. США N 4.876.997, Н. кл. 123/90, 52; 123/90.55, 1989 г.), содержащее корпус, подвижный гидроцилиндр с основанием, распорную пружину, плунжер, в котором выполнен маслоподающий канал и установлен обратный клапан, состоящий из стакана, пружинного элемента и шарика.

В процессе работы двигателя во внутренней полости устройства создается избыточное давление масла, величина которого достигает 15,0 МПа. Чтобы удержать такое давление, необходимо иметь микронные зазоры в подвижном соединении гидроцилиндр - плунжер и хорошую герметичность обратного клапана при минимальном времени его закрытия.

Внутренняя полость устройства по своей специфике работы, а именно многочисленная циклика при микронных зазорах в уплотнительных поверхностях, склонна к облитерации (заиливанию) продуктами износа трущихся поверхностей двигателя, шлаками и другими компонентами моторного масла. Заиливание внутренней полости приводит к зависанию шарика обратного клапана и, следовательно, нарушению работоспособности гидравлического устройства.

Дополнительно к изложенному следует добавить - при запуске двигателя в зимних условиях, когда низкая температура увеличивает вязкость моторного масла, может также происходить зависание шарика обратного клапана со всеми вытекающими из этого последствиями.

Известно гидравлическое устройство для компенсации зазоров в клапанном механизме двигателя внутреннего сгорания (см., например, Авт. св. СССР N 361299, М.Кл. F 01 L 1/14, 1972 г.), содержащее плунжер, гидроцилиндр с центральным маслоподающим каналом, в кольцевой проточке которого установлен стакан с отверстиями и шарик. Между гидроцилиндром и плунжером установлена распорная пружина.

Предложенное конструктивное решение ставило своей целью решить проблему зависания шарика обратного клапана.

Однако указанное устройство не только не решило проблему зависания шарика при заиливании внутренней полости, но даже усугубило ее. Остановимся на этом подробнее.

Центральное отверстие, от которого зависит гидродинамический эффект подъема шарика, запитывается из глубины застойной зоны, где концентрация микровзвесей, содержащихся в масле, будет относительно высокой.

Дополнительно к этому следует отметить, скорость протекания масла в центральном отверстии будет меньше, чем в боковых из-за увеличенного гидравлического сопротивления. Все это способствует ускорению процесса заиливания центрального отверстия, а следовательно, и зависанию шарика обратного клапана со всеми вытекающими из этого последствиями, о которых указывалось раньше.

Прототипом предлагаемого изобретения является гидравлическое устройство для компенсации зазоров в клапанном механизме двигателя внутреннего сгорания по Пат. США N 4.876.997.

Задачей изобретения является повышение работоспособности и надежности гидравлического устройства.

Для решения задачи в гидравлическом устройстве для компенсации зазоров в клапанном механизме двигателя внутреннего сгорания, содержащем корпус, подвижный гидроцилиндр с основанием, плунжер с маслоподающим каналом и обратным клапаном, состоящим из пружинного элемента и шарика, распорную пружину, на основание гидроцилиндра в аксиальной проточке установлен кольцевой элемент, сопряженный с распорной пружиной и пружинным элементом обратного клапана, при этом на торцевой поверхности кольцевого элемента, со стороны маслоподающего канала, выполнен выступ, например, в виде усеченного конуса, который может взаимодействовать с шариком обратного клапана.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображены: на фигуре 1 - кинематическая схема механизма привода газораспределения; на фигуре 2 - разрез А-А на фигуре 1.

Кулачок 1 распределительного вала управления клапанами через гидравлическое устройство 2 взаимодействует со штоком клапана 3.

Гидравлическое устройство содержит корпус 4 с отверстием 5, подвижный гидроцилиндр 6 с основанием 7. Внутри гидроцилиндра 6 установлен плунжер 8 с маслоподающим каналом 9, уплотнительным гнездом 10 и шариком 11. На основании 7 выполнена аксиальная проточка 12, в которой размещен кольцевой элемент 13 с выступом 14. Между кольцевым элементом 13 и плунжером 8 установлена распорная пружина 15. Шарик 11 поджат к уплотнительному гнезду 10 пружинным элементом 16. Выступ 14 центрирует пружинный элемент 16 и может взаимодействовать с шариком 11.

Гидравлическое устройство работает следующим образом.

При закрытых клапанах механизм управления клапанами разгружен от усилия, распорная пружина 15 раздвигает гидроцилиндр 6 и плунжер 8, выбирая зазоры в клапанном механизме. Масло из системы смазки двигателя через отверстие 5, канал 9, отжимая шарик 11, поступает во внутреннюю полость устройства. После заполнения шарик 11 под воздействием пружинного элемента 16 садится в уплотнительное гнездо 10 и перекрывает выход масла из внутренней полости устройства.

При набегании кулачка 1 на гидравлическое устройство плунжер 8 начинает перемещаться относительно гидроцилиндра 6, что приводит к росту давления масла во внутренней полости устройства. Масло, заключенное в замкнутом объеме, вследствие своей практической несжимаемости, работает как жесткое звено, передавая усилие от кулачка 1 на шток клапана 3. Потери масла компенсируются через маслоподающий канал 9, когда механизм привода разгружен от усилий.

В процессе облитерации внутренней полости, при зависании шарика 11, плунжер 8 вместе с корпусом 4 начинает перемещаться относительно гидроцилиндра 6.

При этом пружинный элемент 16 начинает сжиматься и увеличивает силовое воздействие на шарик 11, способствуя повышению герметичности обратного клапана. Если этого окажется недостаточно, то при дальнейшем перемещении выступ 14 начинает воздействовать на шарик и принудительно запирать обратный клапан усилием клапанных пружин.

По мере приближения шарика 11 к уплотнительному гнезду 10, происходит плавный рост давления масла во внутренней полости устройства, что способствует демпфированию системы и обеспечивает безударную работу клапанного механизма.

Таким образом, предложенное конструктивное решение улучшило работоспособность и надежность гидравлического устройства для компенсации зазоров в клапанном механизме двигателя внутреннего сгорания.

Формула изобретения

Гидравлическое устройство для компенсации зазоров в клапанном механизме двигателя внутреннего сгорания, содержащее корпус, подвижный гидроцилиндр с основанием, плунжер с маслоподающим каналом и обратным клапаном, состоящим из пружинного элемента и шарика, распорную пружину, отличающееся тем, что на основании гидроцилиндра в аксиальной проточке установлен кольцевой элемент, сопряженный с распорной пружиной и пружинным элементом обратного клапана, при этом на торцевой поверхности кольцевого элемента со стороны маслоподающего канала выполнен выступ, например, в виде усеченного конуса, который может взаимодействовать с шариком обратного клапана.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2