Гидравлический толкатель клапана двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК F01L1/24 

сл С

Изобретение относится к двига- телестроению и позволяет повысить герметичность гидравлического толкателя, обеспечивающего автоматическую компенсацию зазоров в клапанах двигателя. Оно содержит чашеобразный корпус 1 с жестко закрепленным в нем радиальным фланцем 4, в котором размещается подвижный в осевом направлении гидравлический компенсатор 6. Установка упругой полой детали трубчатой формы 13 с напряжением по торцам между днищем 3 и фланцем 4 повышает герметичность толкателя при динамическом воздействии управляющего кулачка на днище 3. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения и, в частности, может быть использовано в механизмах газораспределения для автоматической компенсации теплового зазора в клапанах.

Известны гидравлические толкатели клапанов, в которых благодаря применению специальных материалов для радиального фланца, включающих, в частности, синтетический материал и алюминий, оказывается возможным полностью отказаться от специальных способов закрепления, таких как сварка, пайка, склеивание. В наиболее простом случае радиальный фланец, снабженный гладкой наружной боковой поверхностью, можно запрессовывать с натягом в такое же гладкое отверстие полой цилиндрической стенки. За счет того, что радиальный фланец обладает большим коэффициентом расширения, чем полая цилиндрическая стенка, при работе с повышенной температурой такое прессовое соединение никогда не ослабляется, а становится еще более прочным. Тот факт, что радиальный фланец имеет более высокий коэффициент расширения, чем полая цилиндрическая стенка, одновременно может обеспечить и другое преимущество. В настоящее время все чаще применяются головки цилиндров двига теля из легкого металла. При этом возникает то отрицательное явление, что при увеличивающемся разогреве головка цилиндров расширяется больше, чем состоящий из стали толкатель клапана, а его приемное отверстие увеличивается. Это приводит к большому расходу масла. При использовании предложенной конструкции толкателя этот

vi vj

сл w

CJ

недостаток и может устраняться или по меньшей мере уменьшаться за счет того, что толщина полой цилиндрической стенки по меньшей мере в той про дольной зоне, в которой расположен радиальный фланец, выполнена такой малой, что радиальный фланец при тепловом расширении в состоянии упруго расширить стенку наружу. Так как ко- эффициенты расширения легкого металла, с одной стороны, и надлежащего синтетического материала, например по- лиэфирсульфона, с другой стороны, являются приблизительно равными, таким образом, может достигаться то, что люфт толкателя клапана в его направляющем отверстии во всех температурных диапазонах остается по меньшей мере приблизительно постоянным.

В такой конструкции толкателя может Сыть также предусмотрено, что радиальный фланец вместе с полой цилиндрической стенкой по меньшей мере в одном месте на окружности имеет про- дольный канал, который, начинаясь из отверстия подвода масла, проходит до места вблизи дна чашкообразного корпуса. Таким образом обеспечивается то, что полость запаса масла при остановке двигателя не может опорожняться.

Известен также толкатель клапана с цилиндрической втулкой, которая с одной стороны неподвижно соединена с внутренней поверхностью дна и с другой стороны доходит до места вблизи радиального фланца, где имеет по меньшей мере в одном месте на окружности отверстие для входа масла„ За счет размещения такой дополнительной втулки обеспечивается то, что масло всасывается соответственно лишь из нижней, свободной от воздуха зоны полости запаса масла и транспортирует- ся в собственный элемент компенсации люфта. В известном устройстве эта дополнительная втулка, как правило, приваривалась встык к внутренней поверхности дна. Возникающие при работ незначительные динамические прогибы дна при набегании кулачка управления нагружают находящийся между дном и втулкой сварной шов таким образом, что этот шов часто после определен- ного срока службы разрушается,, Даже если за счет этого толкатель не теряет свою способность к функционированию, тем не менее он утрачивает

те преимущества, которые достигаются благодаря размещению втулки (см. выложенную заявку ФРГ № ).

Целью изобретения является устранение этого недостатка с помощью простых и, в частности, практически не вызывающих дополнительных расходов мероприятий, чтобы добиться долговечного и не зависящего от прогибов дна уплотнения втулки относительно полости запаса масла.

Эта задача решается согласно изобретению за счет признаков, приведенных в отличительной части п 1 формулы изобретения. Благодаря тому, что предусмотренная полая деталь трубчатой формы прилегает только с осевым предварительным напряжением с одной стороны к дну и с другой стороны к радиальному фланцу, исключается какая-либо опасность разрушения и гарантируется долговечная герметичность в отношении масла.

Полая деталь трубчатой формы может, например, иметь профиль продольного сечения трубчатого сильфона. Однако также может явиться целесообразным придание этой полой детали профиля продольного сечения в форме воронки таким образом, чтобы она одним своим осевым концом прилегала к месту вблизи от наружного диаметра дна и другим своим осевым концом прилегала к месту вблизи от отверстия радиального фланца Таким образом с надежностью предупреждается то, что прогибы дна, наибольшая амплитуда которых находится в центре, будут воздействовать на полую деталь трубчатой формы.

Полую цеталь трубчатой формы целесообразно изготовлять из листовой стали, в частности из пружинной листовой стали, благодаря чему требуемое предварительное напряжение сохраняется в течение всего срока службы.

На радиальном фланце может предусматриваться центрирующая кромка с герметическим замыканием, взаимодействующая с относящимся сюда концом полой детали трубчатой формы и обеспечивающая за счет этого стабильное положение полой детали также в радиальном направлении. Прилегающий к дну конец полой детали,трубчатой формы может быть снабжен краевым участком, проходящим параллельно дну и осуществляющим за счет этого более надежное уплотнение жидкости благодаря не линейному, а плоскому контакту.

На фиг. 1 и 2 изображены примеры осуществления изобретения, продольный разрез.

Толкатель клапана, показанный на фиг. 1, имеет чашеобразный корпус 1, состоящий из цилиндрической стенки

2,закрытой на верхнем конце днищем

в концентрическом отверстии 5 которого размещен с возможностью продольного перемещения собственно гидравлический компенсатор зазора 6

В то время как чашеобразный корпус 1 является стальным, радиальный фланец Ц изготовлен из полимерного материала.

Фиксация радиального фланца k в отверстии цилиндрической стенки 2 осуществляется таким образом, что радиальный фланец k на его наружной боковой поверхности имеет окружную канавку 7, в которую входит выступ 8, В одном месте на окружности радиальный фланец k имеет осевое удлинение 9 которое вместе с цилиндрической стенкой 2 образует продольный канал 10, исходящий из отверстия подвода масла 11 и входящий вблизи от днища 3 в полость запаса масла 12.

Между днищем 3 с одной стороны и радиальным фланцем k с другой стороны предусмотрена полая деталь 13 трубчатой формы, которая с осевым предварительным напряжением расположена между обеими этими деталями. Полая деталь 13 трубчатой формы имеет в этом случае профиль продольного сечения трубчатого сильфона. При этом в данном случае предусмотрена лишь одна складка. Радиальный фланец U имеет центрирующую кромку I с герметическим замыканием, взаимодействующую с нижним .концом 15 полой детали 13 трубчатой формы В этой зоне по меньшей мере в одном месте на окружности в радиальном фланце А предусмотрено отверстие пропускания масла 16 в виде выемки в форме канавки. На противоположном конце полая деталь трубчатой формы имеет краевой участок 17, проходящий параллельно днищу 3 и производящий за счет этого плоский контакт с днищем 3

10

15

20

7715156

Изображенный на фиг, 2 толкатель клапана отличается от показанного на фигГ 1 только тем, что полая де- таль трубчатой формы имеет профиль продольного сечения в форме воронки, Благодаря этому полая деталь одним осевым концом прилегает к днищу вблизи от наружного диаметра. За счет этого прогиб днища 3 при работе практически совершенно не воздействует на полую деталь 13 трубчатой формы.

Толкатель клапана работает следующим образом.

Через подводящее отверстие 11 масло поступает из системы смазки двигателя внутреннего сгорания в продольный канал 10 и через его верхнее отверстие в пространство 12 для запаса масла. Здесь может осуществляться подъем захваченных маслом воздушных пузырьков и за счет этого - отделение их от масла. Через проходное 25 отверстие 16 в радиальном фланце k масло поступает в полую деталь 13 и оттуда через глухое отверстие в днище 3 поступает в центральное пространство гидравлического компенсатора зазора 6. Отсюда масло направляется через обратный клапан 17 в масляную камеру высокого давления и при закрытом обратном клапане передает усилие, которое воздействует через управляющий кулачок на днище 3, на шток клапана, к которому гидравлический компенсатор зазора 6 прилегает своей нижней торцовой поверхностью. При этом обусловленные термическими влияниями изменения размеров конструктивных элементов толкателя, которые привели бы к изменениям клапанного зазора, компенсируются изменением количества масла в масляной камере

30

35

40

высокого давления гидравлического компенсатора зазора 6. Вследствие периодического воздействия управляющего кулачка на днище 3 осуществляется перекачка необходимого количества масла в масляную камеру высокого давления

Формула изобретения

вым напряжением между днищем и радиальным фланцем.

k. Толкатель по пп. 1-3, о т л и- чающийся тем, что полая деталь трубчатой формы выполнена из листовой стали, в частности из пружинной листовой стали.

взаимодействующей с торцом полой детали трубчатой формы,.

Фиг. I