Крышка привода газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания

Крышка привода газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания относится к автомобилестроению, в частности, к конструкциям крышек. Для этого корпус выполнен как единая конструкция, включающая конструктивные элементы для размещения корпуса водяного насоса, гидронатяжителя, датчика синхронизации и элемента выступа под верхнюю цепь привода ГРМ, в верхней части которого расположен фланец головки цилиндров с отверстиями; между присоединительными фланцами головки цилиндров и масляного картера расстояние L1=297 мм301 мм; под сальник выполнено отверстие диаметром D=68 мм72 мм на расстоянии L2=58 мм62 мм от плоскости фланца масляного картера; элемент для размещения водяного насоса с фланцем, отверстиями для установки водяного насоса к блоку цилиндров, две нагнетательные полости, для подачи охлаждающей жидкости два отверстия диаметром D1=22 мм26 мм; для позиционирования на блоке цилиндров два отверстия диаметром D2=11 мм12 мм, ось одного отверстия - на расстоянии L3=203 мм207 мм, а ось второго отверстия - на расстоянии L4=63 мм67 мм от оси отверстия под установку сальника; элемент для размещения гидронатяжителя с отверстием диаметром D3=20 мм24 мм, с фланцем и резьбовыми отверстиями установки крышки гидронатяжителя; крышка привода ГРМ в двух вариантах исполнения: с четырьмя бобышками с резьбовыми отверстиями для размещения натяжного ролика или с фланцем, имеющим одно резьбовое отверстие и углубление для установки механизма натяжения ремня. Многофункциональная конструкция, увеличенной прочности и жесткости, с высоким показателем шумопоглощения и оптимизированными габаритами двигателя.

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к двигателестроению, в частности к конструкциям крышек, предназначенным для изоляции от окружающей среды газораспределительного механизма (далее ГРМ) двигателей внутреннего сгорания (далее ДВС).

Известна конструкция кожуха приводного устройства ДВС, содержащая переднюю и заднюю стенки, связанные между собой и блоком цилиндров, содержащая в задней крышке выполненные пазы, образованные, например, путем деформации крышки. Клиновидные выступы передней крышки имеют боковые наклоны поверхности относительно вертикальной оси крышки. Передняя крышка установлена с возможностью скольжения ее клиновидных выступов в пазах. Крышка может быть снабжена отражательной пластиной (см. патент на изобретение RU 2027884, с приоритетом от 21.08.1992, МПК⁷ F02B 67/06, F02B 77/14, F02F 7/00).

К недостаткам указанного аналога следует отнести то, что кожух приводного устройства представляет собой сложную сборную многоэлементную конструкцию, изготовление которой требует применения дорогостоящего технологического оборудования, высокую трудоемкость сборки и обслуживания в составе двигателя.

Наиболее близкой конструкцией того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является крышка привода распределительного вала, выполненная методом литья, состоящая из корпуса с расположенными на нем ребрами жесткости, включающего переднюю стенку, отверстие с выступами под установку сальника коленчатого вала, присоединительные фланцы к блоку цилиндров и масляному картеру и отверстиями под крепежные элементы (см. стр.20, ВА3-2107, ВА3-21072, ВА3-21073-401, ВА3-21074: Руководство по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту / С.Н.Косарев. - М.: «Издательский Дом Третий Рим», 2007. - 168 с., ил.).

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известной конструкции, принятой за прототип, является низкая технологичность сборки и ремонта крышки в составе двигателя, поскольку требуется применения специального приспособления для точного позиционирования крышки привода распределительного вала на блоке цилиндров относительно ступицы шкива коленчатого вала, а также низкая функциональность, не обеспечивающая размещение на данной крышке деталей систем и механизмов двигателя.

Сущность полезной модели заключается в разработке крышки привода газораспределительного механизма многофункциональной конструкции, позволяющей компактно разместить на ней водяной насос, кронштейн с натяжным роликом или механизм автоматического натяжения ремня, сальник коленчатого вала, гидронатяжитель и датчик синхронизации, обеспечив при этом высокую прочность и жесткость крышки и эффективное поглощение шумоизлучения от работы цепей привода ГРМ, минимизировать габаритные размеры двигателя.

Технический результат - многофункциональная конструкция, увеличенной прочности и жесткости, с эффективным показателем шумопоглощения и оптимизированными габаритами двигателя.

Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в крышке привода газораспределительного механизма ДВС, содержащей корпус с расположенными на нем ребрами жесткости, включающий переднюю стенку, отверстие с выступами под установку сальника коленчатого вала, присоединительные фланцы к блоку цилиндров и масляному картеру и отверстиями под крепежные элементы, особенностью является то, что конструкция крышки содержит следующие признаки, отличные от признаков ближайшего прототипа:

- для повышения прочности и жесткости крышки, функциональности и эффективного поглощение шумоизлучения от работы привода ГРМ, корпус выполнен как единая конструкция, включающая конструктивные элементы для размещения корпуса водяного насоса, гидронатяжителя, датчика синхронизации и элемент выступа под верхнюю цепь привода ГРМ, в верхней части которого расположен присоединительный фланец головки цилиндров с отверстиями под резьбовые крепежные элементы для крепления головки цилиндров;

- для минимизации габаритных размеров двигателя расстояние L1, определенное расчетным путем, между присоединительным фланцем головки цилиндров и присоединительным фланцем масляного картера имеет размерный предел 297-301 мм, при уменьшении размера относительно данного предела происходит нарушение герметизации стыков, что влияет на работоспособность и ресурс двигателя, при увеличении размера - повышение металлоемкости и снижение технологичности сборки крышки;

- для уплотнения носка коленчатого вала ось отверстия под установку сальника коленчатого вала диаметром D, имеющим размерный предел 68-72 мм, выполнено на расстоянии L2 от плоскости присоединительного фланца масляного картера, имеющим размерный предел 58-62 мм, указанные параметры определены расчетным путем, изменение размеров относительно указанных пределов приводит к нарушению технологичности сборки;

- для обеспечения работы системы охлаждения ДВС конструктивный элемент для размещения корпуса водяного насоса представляет собой присоединительный фланец, на котором размещается корпус водяного насоса, который через гладкие сквозные отверстия под крепежные элементы крепится к блоку цилиндров и две нагнетательные полости, выполненные в виде диффузоров эвольвентного типа (расширяющиеся каналы, профиль боковых стенок которых описаны уравнениями эвольвенты), позволяющие увеличить давление охлаждающей жидкости на выходе за счет снижения скорости ее потока. Из уровня техники под понятием диффузор понимают канал постепенно возрастающего сечения (см. стр.288, А.В.Андреев, А.И.Антонов, П.П.Арапов, и др., «Краткий политехнический словарь», М., 1956. - 1136 с.), а под эвольвентой окружности принимают траекторию любой точки прямой линии, перекатываемой по окружности без скольжения. Эвольвенту окружности можно получить, сматывая натянутую нить с цилиндрической поверхности. Конец этой нити будет описывать эвольвенту (см. стр.438-480, Богданов В.Н., Малежик И.Ф., Верхола А.П. и др., «Справочное руководство по черчению», Москва., 1989. - 864 с.). Следовательно, конструкция диффузора эвольвентного типа предусматривает канал постепенно возрастающего сечения, профиль боковых стенок которого описаны уравнениями эвольвенты.

- при этом для подачи охлаждающей жидкости в блок цилиндров через два отверстия диаметром D1, имеющим размерный предел 22-26 мм, указанный параметр определен расчетным путем, изменение размера относительно указанного предела недопустимо вследствие уменьшения производительности водяного насоса, что приводит к перегреву двигателя из-за снижения теплоотвода от нагретых элементов двигателя;

- для позиционирования крышки привода ГРМ на втулках, установленных на блоке цилиндров, имеются два гладких отверстия диаметром D2, имеющих размерный предел 11-12 мм, при этом ось одного отверстия находится на расстоянии L3, имеющий размерный предел 203-207 мм, а ось второго отверстия находится на расстоянии L4, имеющий размерный предел 63-67 мм, от оси отверстия под установку сальника коленчатого вала, изменение размерных пределов диаметров отверстий и их межцентрового расстояния приводит к невозможности монтажа крышки привода ГРМ с блоком цилиндров;

- для создания постоянного натяжения и гашения колебаний цепей привода ГРМ на крышке привода ГРМ имеется конструктивный элемент с присоединительным фланцем, резьбовыми отверстиями под крепежные элементы для установки крышки гидронатяжителя и отверстие для размещения гидронатяжителя диаметром D3, имеющим размерный предел 20-24 мм, изменение размера относительно указанных пределов приводит к нарушению установки гидронатяжителя;

- на передней стенке между элементом выступа под верхнюю цепь привода ГРМ и отверстием под установку сальника коленчатого вала крышка привода ГРМ может быть выполнена в двух вариантах исполнения конструкции: с четырьмя бобышками с резьбовыми отверстиями под крепежные элементы для размещения кронштейна с натяжным роликом (уменьшение количества бобышек приведет к невозможности установки кронштейна, увеличение количества бобышек - к повышению металлоемкости) или с фланцем, имеющим одно сквозное резьбовое отверстие и углубление под крепежные элементы для установки механизма автоматического натяжения ремня.

Для пояснения настоящей полезной модели приведены следующие иллюстрации:

На фиг.1 - показан общий вид крышки привода ГРМ с исполнением конструкции, имеющей бобышки с резьбовыми отверстиями для установки кронштейна с натяжным роликом;

На фиг.2 - показан общий вид крышки привода ГРМ с исполнением конструкции, имеющей фланец, одно сквозное резьбовое отверстие и углубление для установки механизма автоматического натяжения ремня;

На фиг.3 - показан вид спереди на крышку привода ГРМ.

Крышка привода газораспределительного механизма ДВС содержит: корпус 1 с расположенными на нем ребрами жесткости 2, включающий переднюю стенку 3, отверстие с выступами 4 под установку сальника коленчатого вала, присоединительные фланцы, соответственно к блоку цилиндров 5 и масляному картеру 6, и отверстиями 7,8 под крепежные элементы, конструктивные элементы: для размещения корпуса водяного насоса 9, гидронатяжителя 10, датчика синхронизации 11 и элемент выступа 12 под верхнюю цепь привода ГРМ, в верхней части которого расположен присоединительный фланец головки цилиндров 13 с отверстиями 14 под резьбовые крепежные элементы; конструктивный элемент для размещения корпуса водяного насоса 9 имеет присоединительный фланец водяного насоса 15, гладкие сквозные отверстия 16 под крепежные элементы установки водяного насоса к блоку цилиндров, две нагнетательные полости 17, выполненные в виде диффузоров эвольвентного типа (расширяющиеся каналы, профиль боковых стенок которых описаны уравнениями эвольвенты), два отверстия 18 подачи охлаждающей жидкости в блок цилиндров; два гладких отверстия 19 для позиционирования крышки привода ГРМ на блоке цилиндров; конструктивный элемент для размещения гидронатяжителя 10 имеет присоединительный фланец 20, резьбовые отверстия 21 под крепежные элементы установки крышки гидронатяжителя и отверстие 22 для размещения гидронатяжителя; на передней стенке 3 между элементом выступа 12 под верхнюю цепь привода ГРМ и отверстием 4 под установку сальника коленчатого вала выполнены четыре бобышки с резьбовыми отверстиями 23 под крепежные элементы размещения кронштейна с натяжным роликом или фланец 24, имеющим одно сквозное резьбовое отверстие 25 и углубление 26 под крепежные элементы установки механизма автоматического натяжения ремня.

Крышка привода ГРМ работает следующим образом.

Крышка привода ГРМ позиционируется на блоке цилиндров (не показан) посредством двух установочных втулок (не показаны) через два гладких отверстия 19 и крепится через отверстия 7 винтами (не показаны) на блоке цилиндров; головка цилиндров (не показана) устанавливается на присоединительном фланце 13 и посредством резьбовых отверстий 14 крепиться болтами (не показаны) на корпусе 1, масляный картер (не показан) устанавливается на присоединительном фланце 6 и посредством резьбовых отверстий 8 крепиться болтами (не показаны) на корпусе 1. Для уплотнения носка коленчатого вала в отверстие с выступами 4 на передней стенке 3 устанавливается сальник коленчатого вала (не показан). Для обеспечения работы системы охлаждения ДВС на плоскости присоединительного фланца 15 устанавливается насос водяной (не показан) и через гладкие сквозные отверстия 16 крепится на блоке цилиндров болтами (не показаны); крыльчатка водяного насоса (не показана) подает охлаждающую жидкость через две нагнетательные полости 17, выполненные в виде диффузоров эвольвентного типа (расширяющиеся каналы, профиль боковых стенок которых описаны уравнениями эвольвенты), позволяющие увеличить давление охлаждающей жидкости на выходе за счет снижения скорости ее потока, для подачи в блок цилиндров через два отверстия 18. Для создания постоянного натяжения и гашения колебаний цепей привода ГРМ в отверстие 22 конструктивного элемента 10 размещается гидронатяжитель (не показан). На присоединительный фланец 20 устанавливается крышка гидронатяжителя (не показана) и через резьбовые отверстия 21 крепиться болтами (не показаны) на конструктивном элементе гидронатяжителя 10. Для определения углового положения коленчатого вала, необходимого для синхронизации функционирования системы управления с рабочим процессом двигателя, на конструктивный элемент 11 устанавливается датчик синхронизации (не показан). При первом варианте исполнения на четыре бобышки с резьбовыми отверстиями 23 крепиться болтами (не показаны) кронштейн с натяжным роликом (не показан), при втором варианте исполнения на фланце 24 через сквозное резьбовое отверстие 25 крепится винтом (не показан) с фиксацией в углублении 26 механизм автоматического натяжения ремня (не показан).

Преимущество заявленной полезной модели состоит в том, что по сравнению с принятыми за аналог конструкциями, выполнение крышки привода газораспределительного механизма ДВС описанным выше образом с использованием всей предложенной совокупности существенных признаков позволяет получить крышку привода ГРМ многофункциональной конструкции, увеличенной прочности и жесткости, с высоким показателем шумопоглощения и оптимизированными габаритами двигателя.

1. Крышка привода газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания, выполненная методом литья, состоящая из корпуса с расположенными на нем ребрами жесткости, включающего переднюю стенку, отверстие с выступами под установку сальника коленчатого вала, присоединительные фланцы к блоку цилиндров и масляному картеру и отверстиями под крепежные элементы, отличающаяся тем, что корпус выполнен как единая конструкция, включающая конструктивные элементы для размещения корпуса водяного насоса, гидронатяжителя, датчика синхронизации и элемента выступа под верхнюю цепь привода газораспределительного механизма, в верхней части которого расположен присоединительный фланец головки цилиндров с отверстиями под резьбовые крепежные элементы, при этом расстояние L1 между присоединительным фланцем головки цилиндров и присоединительным фланцем масляного картера имеет размерный предел 297-301 мм, причем ось отверстия под установку сальника коленчатого вала диаметром D, имеющим размерный предел 68-72 мм, выполнено на расстоянии L2 от плоскости присоединительного фланца масляного картера, имеющим размерный предел 58-62 мм, при этом конструктивный элемент для размещения корпуса водяного насоса имеет присоединительный фланец водяного насоса, гладкие сквозные отверстия под крепежные элементы установки водяного насоса к блоку цилиндров, две нагнетательные полости, выполненные в виде диффузоров эвольвентного типа, два отверстия подачи охлаждающей жидкости в блок цилиндров диаметром D1, имеющим размерный предел 22-26 мм, при этом два гладких отверстия для позиционирования крышки привода ГРМ на блоке цилиндров диаметром D2, имеющим размерный предел 11-12 мм, причем ось одного отверстия находится на расстоянии L3, имеющим размерный предел 203-207 мм, а ось второго отверстия находится на расстоянии L4, имеющим размерный предел 63-67 мм, от оси отверстия под установку сальника коленчатого вала, кроме этого конструктивный элемент для размещения гидронатяжителя имеет присоединительный фланец, резьбовые отверстия под крепежные элементы установки крышки гидронатяжителя и отверстие для размещения гидронатяжителя диаметром D3, имеющим размерный предел 20-24 мм.

2. Крышка привода газораспределительного механизма по п.1, отличающаяся тем, что на передней стенке между элементом выступа под верхнюю цепь привода газораспределительного механизма и отверстием под установку сальника коленчатого вала выполнены четыре бобышки с резьбовыми отверстиями под крепежные элементы размещения кронштейна с натяжным роликом.

3. Крышка привода газораспределительного механизма по п.1, отличающаяся тем, что на передней стенке между элементом выступа под верхнюю цепь привода газораспределительного механизма и отверстием под установку сальника коленчатого вала имеется фланец с одним сквозным резьбовым отверстием и углублением под крепежные элементы установки механизма автоматического натяжения ремня.