Гидравлический толкатель

 

Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет повысить надежность механизма газораспределения двигателя, упростить конструкцию и технологию изготовления гидравлического толкателя. Гидравлический толкатель состоит из чашеобразного корпуса, имеющего наружную стенку и днище, в котором неподвижно укреплена направляющая втулка и размещен гидрокомпенсатор в виде колпачка и поршня. Корпус выполнен за одно целое с направляющей втулкой, которая имеет цилиндрический поясок с конической фаской, выполненной с вершиной конуса 60. При этом на торцовом участке в корпусе, соседним с цилиндрическим пояском направляющей втулки, выполнено концентрично расположенное углубление с образованием кольцевого уступа с конической поверхностью. Упомянутое углубление в сечении имеет форму прямоугольного треугольника, меньший катет которого перпендикулярен оси вращения корпуса, а гипотенуза составляет угол 30 к этой оси. Жесткое соединение направляющей втулки с корпусом выполнено путем сплошной, радиально направленной во внутрь завальцовки кольцевого уступа корпуса, а направляющая втулка между пластически деформированным участком корпуса не имеет зазора в любом направлении. 2 ил.

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в механизмах газораспределения для автоматической компенсации зазоров в клапанах.

Известен саморегулирующий толкатель гидравлического клапана, содержащего чашеобразный корпус, полая цилиндрическая стенка которого закрыта с одного конца днищем, с наружной стороны к которому примыкает управляющий кулачок, направляющую втулку, один конец которой обращен в сторону днища, а второй - к центральной части диска, периферийная поверхность которого граничит с цилиндрической стенкой корпуса, элемент компенсации зазора в виде плунжерной пары с обратным клапаном (см. патент США №4951619, кл. F 01 L 1/24, 1990).

Известно гидравлическое устройство для компенсации зазоров в клапанном механизме двигателя внутреннего сгорания (см. патент США №4876997, Н кл. 123/90.52, 123/90.55, 1989), содержащее корпус, диафрагму с основанием и цилиндрическим выступом, направляющую втулку, подвижный гидроцилиндр, распорную пружину, плунжер с маслоподающим и обратным клапаном.

В обоих случаях корпуса вышеназванных гидравлических толкателей жестко сопряжены с направляющими втулками методом холодного выдавливания металла с последующим обжимом.

Общеизвестно, что метод холодного деформирования применяется на мягких отожженных сталях и связан с большими механическими деформациями. Поэтому для получения необходимой точности и износостойкости рабочих поверхностей корпуса необходимо после обжима сначала произвести химико-термическую обработку (например, цементацию, азотирование), а потом механическую обработку (например, шлифование). Образующуюся полость между корпусом и направляющей втулкой после их жесткого соединения практически невозможно полностью очистить от окалины, продуктов износа шлифовального круга и микрочастиц срезанного металла. В процессе работы эти твердые частицы вместе с маслом могут попасть во внутреннюю полость плунжерной пары и привести к нарушению работоспособности гидравлического толкателя.

Известен гидравлический толкатель, состоящий из чашеобразного корпуса, имеющего трубообразную наружную стенку, замыкаемую с одного конца днищем и в отверстии которой неподвижно укреплена цилиндрическая направляющая втулка, переходящая вблизи днища в воронкообразную кольцевую шайбу, сопряженную в нижней части с направляющей цилиндрической трубой, в отверстии которой размещен гидрокомпенсатор, состоящий из колпачка и поршня, ограничивающих камеру высокого давления с обратным клапаном (см. патент DE №3500425, кл. F 01 L 1/24, 1986).

Известен также гидравлический толкатель, содержащий корпус в виде полого цилиндра, закрытого с одного конца дном, взаимодействующим с управляющим кулачком распределительного вала, закрепленную в корпусе тонкостенную втулку, опирающуюся на дно корпуса и состоящую из наружного цилиндра, внутреннего направляющего цилиндра, в котором размещен подвижный гидрокомпенсатор и соединяющей эти цилиндры конической части (см. патент RU 2179641, кл. F 01 L 1/25, бюллетень №5, 20.02.2002).

В обоих приведенных выше патентах жесткое закрепление направляющих втулок в корпусах выполнено посредством сварки.

Известно, что любой вид сварки связан с усадкой расплавленного металла и образованием сварочных напряжений. Эти напряжения приводят к деформациям свариваемых элементов, величина которых зависит от глубины проплавления и метода сварки. Таким образом, эта конструкция позволяет исключить механическую обработку при использовании, например, лазерной сварки со всеми вытекающими недостатками.

Однако использование дорогостоящего оборудования лазерной сварки, во-первых, приводит к удорожанию изделия и, во-вторых, не снимает проблему сварочных деформаций рабочих поверхностей корпуса и направляющей втулки. Искажение геометрии сопряженных поверхностей указанных деталей приводит к ухудшению работоспособности гидравлического устройства в целом.

Наиболее близким техническим решением по совокупности существенных конструктивно-технологических признаков является гидравлический толкатель, состоящий из чашеобразного корпуса, имеющего трубообразную наружную стенку, замыкаемую с одной стороны днищем и в отверстии которой неподвижно укреплена направляющая втулка, выполненная в виде наружного и внутреннего цилиндров и соединяющей эти цилиндры воронкообразной кольцевой шайбы, гидрокомпенсатора, размещенного во внутреннем цилиндре и состоящего из колпачка и поршня, ограничивающих камеру высокого давления с обратным клапаном (см. патент RU 2171383, кл. F 01 L 1/24, бюллетень №21, 27.07.2001).

Указанный гидравлический толкатель обладает недостатком, заключающимся в том, что кроме конструктивно-технологической сложности направляющей втулки, приводящей к увеличению массы гидравлического толкателя и его инерционных сил, неподвижное закрепление направляющей втулки путем ее установки в корпус с осевым натягом и последующей радиально направленной наружу завальцовки кольцевой задней кромки в паз 10 корпуса 1 неизбежно вызывает изменение (“разбухание”) посадочных размеров и нарушение геометрии наружной поверхности корпуса. Применение в этом случае окончательной механической обработки корпуса, например путем шлифования, повторяет недостатки описанных выше аналогов США со всеми вытекающими из этого последствиями.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении надежности гидравлического толкателя, упрощение конструкции и технологии изготовления.

Поставленная задача решается тем, что гидравлический толкатель, состоящий из чашеобразного корпуса, имеющего трубообразную наружную стенку, замыкаемую с одной стороны днищем и в отверстии которой неподвижно укреплена направляющая втулка, образующая с днищем корпуса кольцеобразный масляный резервуар и в отверстии которой размещен гидрокомпенсатор в виде колпачка и поршня, ограничивающих камеру высокого давления с обратным клапаном, согласно изобретению корпус выполнен за одно целое с направляющей втулкой, которая со стороны, противоположной днищу корпуса, имеет контактирующий с соответствующими поверхностями внутренней проточки корпуса цилиндрический поясок с конической фаской, выполненной с вершиной конуса 60 и обращенной в сторону взаимодействия гидротолкателя со стержнем клапана, при этом на торцовом участке в корпусе, соседнем с цилиндрическим пояском направляющей втулки, выполнено концентрично расположенное углубление с образованием кольцевого уступа с конической поверхностью, обращенной в сторону внутренней проточки корпуса, упомянутое углубление в сечении имеет форму прямоугольного треугольника, меньший катет которого перпендикулярен оси вращения корпуса, а гипотенуза составляет угол 30 к этой оси, причем диаметры углубления и внутренней проточки в корпусе выбраны в соответствии с соотношением

Dу/Dп=1,05...1,06,

где Dy - диаметр углубления, Dп - диаметр проточки в корпусе, при этом жесткое соединение направляющей втулки с корпусом выполнено путем сплошной радиально направленной внутрь завальцовки кольцевого уступа корпуса, а направляющая втулка между пластически деформированным участком корпуса не имеет зазора в любом направлении.

Такое техническое решение позволяет упростить конструкцию и технологию жесткого соединения направляющей втулки с корпусом гидравлического толкателя без искажения наружных размеров и микрогеометрии после проведения финишных операций механической обработки (шлифование и т.п.)

На фиг.1 показан общий вид, разрез гидравлического толкателя.

На фиг.2 - место А на фиг.1 - узел жесткого соединения направляющей втулки 4 с корпусом 3 с геометрическими параметрами до и после завальцовки втулки.

Гидравлический толкатель (фиг.1) установлен в цилиндрической расточке 1 корпуса 2 головки цилиндра двигателя внутреннего сгорания и состоит из корпуса 3, имеющего трубообразную наружную стенку, замыкаемую с одной стороны днищем и в отверстии которой неподвижно укреплена направляющая втулка 4, образующая с днищем корпуса кольцеобразный масляный резервуар 5. В отверстии направляющей втулки 4 размещен гидрокомпенсатор 6 в виде колпачка 7 и поршня 8, ограничивающих камеру высокого давления 9 с обратным клапаном 10.

Направляющая втулка 4 со стороны, противоположной днищу корпуса 3, имеет контактирующий с соответствующими поверхностями внутренней проточки 11 корпуса 3 (фиг.2) цилиндрический поясок 12 с конической фаской 13, обращенной в сторону взаимодействия гидротолкателя (колпачка 7) со стержнем клапана 14, на торцовом участке 15 корпуса 3 выполнено концентрично расположенное углубление 16 с образованием кольцевого уступа 17 с конической поверхностью 18, обращенной в сторону внутренней проточки 11.

Гидравлический толкатель работает следующим образом

В процессе работы двигателя внутреннего сгорания масло из системы смазки поступает во внутренние полости гидравлического толкателя. После заполнения обратный клапан 10 закрывается и перекрывает выход масла из камеры высокого давления 9. В процессе передачи усилия в камере 9 происходит повышение давления. Масло, заключенное в замкнутом объеме, вследствие своей практической несжимаемости работает как жесткое звено, передавая усилие через подвижный колпачок 7 на шток клапана механизма газораспределения.

Предложенное конструктивное решение жесткого соединения направляющей втулки с корпусом путем сплошной радиально направленной внутрь завальцовки обеспечило чистоту внутренних полостей и минимальную деформацию подвижно сопряженных элементов, повысило технологичность производства и в целом эффективность и надежность работы гидравлического толкателя в течение заданного ресурса, что подтверждается проведенными испытаниями и опытом эксплуатации.

Формула изобретения

Гидравлический толкатель, состоящий из чашеобразного корпуса, имеющего трубообразную наружную стенку, замыкаемую с одной стороны днищем и в отверстии которой неподвижно укреплена направляющая втулка, образующая с днищем корпуса кольцеобразный масляный резервуар и в отверстии которой размещен гидрокомпенсатор в виде колпачка и поршня, ограничивающих камеру высокого давления с обратным клапаном, отличающийся тем, что корпус выполнен за одно целое с направляющей втулкой, которая со стороны, противоположной днищу корпуса, имеет контактирующий с соответствующими поверхностями внутренней проточки корпуса цилиндрический поясок с конической фаской, выполненной с вершиной конуса 60 и обращенной в сторону взаимодействия гидротолкателя со стержнем клапана, при этом на торцовом участке в корпусе, соседним с цилиндрическим пояском направляющей втулки, выполнено концентрично расположенное углубление с образованием кольцевого уступа с конической поверхностью, обращенной в сторону внутренней проточки корпуса, упомянутое углубление в сечении имеет форму прямоугольного треугольника, меньший катет которого перпендикулярен оси вращения корпуса, а гипотенуза составляет угол 30 к этой оси, причем диаметры углубления и внутренней проточки в корпусе выбраны в соответствии с соотношением

Dy/Dп=1,05...1,06,

где Dy - диаметр углубления;

Dп - диаметр проточки в корпусе,

при этом жесткое соединение направляющей втулки с корпусом выполнено путем сплошной, радиально направленной во внутрь, завальцовки кольцевого уступа корпуса, а направляющая втулка между пластически деформированным участком корпуса не имеет зазора в любом направлении.

РИСУНКИРисунок 1, Рисунок 2



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет минимизировать размеры клапанного механизма двигателя внутреннего сгорания, повысить его надежность и долговечность, удешевить производство и эксплуатацию

Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет минимизировать размеры клапанного механизма двигателя внутреннего сгорания, повысить его надежность и долговечность, удешевить производство и эксплуатацию

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к двигателестроению, и позволяет повысить работоспособность и надежность механизма газораспределения двигателя

Изобретение относится к передаточным механизмам между ведущим элементом привода и клапаном двигателя внутреннего сгорания, в частности к гидравлическим толкателям

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в механизмах газораспределения для автоматической компенсации зазоров клапана

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано на четырехтактных двигателях с приводом клапанов механизма газораспределения через коромысла

Изобретение относится к устройству для регулировки зазора в клапанах, описанному в ограничительной части п.1 формулы изобретения, и к способу управления таким устройством

Изобретение может быть использовано в клапанных механизмах двигателей внутреннего сгорания. Толкатель клапана двигателя внутреннего сгорания состоит из корпуса (1) с цилиндрической направляющей поверхностью, износостойкой наплавки (2), расположенной в основании корпуса (1), и колпачка (3), находящегося внутри корпуса (1) и имеющего возможность перемещения относительно корпуса (1). Между износостойкой наплавкой (2) и колпачком (3) установлена втулка (4). Втулка (4) выполнена из материала, обладающего эффектом памяти формы. Технический результат заключается в компенсации зазора в клапанном механизме двигателя внутреннего сгорания. 3 ил.

Изобретение может быть использовано в газораспределительных механизмах двигателей внутреннего сгорания. Газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания состоит из распределительного вала (13), клапанов (2) и направляющей втулки. Стержень клапана (2) крепится резьбовым соединением к поршню (9), опирающемуся на пружину (8) и масляную подушку между поршнем (9) и днищем корпуса компенсатора (5). Корпус компенсатора (5) имеет проушины (12), которые вставлены в вырез (14) распределительного вала (13). Кулачок распределительного вала (13) упирается в верхнее днище (11) корпуса компенсатора (5). Технический результат заключается в устранении залипания и вибрации клапанов. 1 ил.
Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания содержит выпускной клапан (3, 4) для отвода отработавших газов из камеры сгорания, клапанную перемычку (5) для размещения выпускного клапана (3, 4), коромысло (6) для перемещения клапанной перемычки (5) и устройство (2) торможения двигателем с гидравлическим блоком (29) управления клапанами. Устройство (2) торможения двигателем размещено между выпускным клапаном (3) и клапанной перемычкой (5) и подключено к каналу (9) питания маслом контура (10) циркуляции масла. Выпускной клапан (3) при задействованном устройстве (2) торможения двигателем может удерживаться в промежуточно открытом положении. Контропора (53) предназаначена для обеспечения работы ограничителя (52) хода для клапанной перемычки (5). Предусмотрен гидравлический механизм (11) регулировки зазора в клапанах для выпускного клапана (3). Механизм (11) регулировки зазора размещен между коромыслом (6) и клапанной перемычкой (5) и подключен к каналу (9) питания маслом. Управляющий канал (41) для питания маслом гидравлического блока (29) управления клапанами подключен к каналу (9) питания маслом и для регулирования зазора в клапане выпускного клапана (3, 4), может блокироваться с помощью блокирующего элемента (48). Контропора (53) предназначена для согласования ограничителя (52) хода с положением механизма (11а) регулировки зазора в клапанах и выполнена как гидравлический блок поршневого цилиндра. Технический результат заключается в повышении безопасности и надежности режима работы двигателя. 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение может быть использовано в автомобильных двигателях внутреннего сгорания. Устройство для управления по меньшей мере одним выпускным клапаном (2), (3) двигателя внутреннего сгорания с клапанным распределением для автомобилей снабжено элементом управления, привод которого осуществляется кулачковым валом. Между кулачком (4) кулачкового вала и выпускным клапаном (2), (3) предусмотрен первый узел (15) из поршня и цилиндра. Гидравлически приводимый в действие узел (15) из поршня и цилиндра предназначен для того, чтобы выпускной клапан (2), (3) при режиме торможения двигателем с обратным подпором выхлопных газов мог удерживаться в незакрытом промежуточном положении. Предусмотрен второй узел (11) из поршня и цилиндра, который выполнен в виде гидравлического элемента (11) компенсации клапанного зазора. Между кулачком (4) и выпускным клапаном (2), (3) предусмотрено по меньшей мере одно находящееся в клапанном механизме средство (28), (28а), которое создает усилие, направленное противоположно следящему действию гидравлического элемента (11) компенсации клапанного зазора, однако меньшее по сравнению с ним. Раскрыты способ управления выпускным клапаном и транспортное средство. Технический результат заключается в повышении надежности работы клапанного механизма. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.
Наверх