Натяжитель цепи в механизмах¶
Натяжитель цепи — устройство, предназначенное для поддержания постоянного натяжения цепи в цепной передаче или приводе. Применяется в двигателях внутреннего сгорания, велосипедах, мотоциклах, промышленных конвейерах, станках и других механизмах, где используется цепная передача. Основная функция натяжителя — компенсировать износ цепи и звёздочек, а также изменение межосевого расстояния, предотвращая провисание, проскакивание звеньев и повышенный шум.
¶Назначение и принцип работы
Цепь в процессе эксплуатации постепенно удлиняется из-за износа шарниров и растяжения звеньев, а звёздочки изнашиваются неравномерно. Без компенсации этих изменений цепь провисает, что приводит к вибрациям, ударам, ускоренному износу и риску соскакивания. Натяжитель постоянно прижимает цепь или перемещает одну из звёздочек, поддерживая требуемое усилие натяжения.
Работа устройства основана на одном из двух принципов:
- Упругое поджатие — пружина или гидравлический элемент создаёт постоянное усилие, прижимающее башмак или ролик к цепи.
- Жёсткая фиксация — положение натяжного элемента задаётся винтом, эксцентриком или регулировочной планкой и периодически корректируется вручную.
В автоматических натяжителях используется храповой механизм или гидронатяжитель, который выбирает слабину и фиксирует достигнутое положение, не давая цепи ослабнуть обратно.
¶Классификация
¶По способу действия
| Тип | Принцип | Применение |
|---|---|---|
| Механический пружинный | Пружина давит на башмак или ролик | ГРМ автомобилей, мотоциклы |
| Гидравлический | Давление масла перемещает плунжер | Двигатели с гидронатяжителем ГРМ |
| Винтовой регулировочный | Ручная регулировка положения | Велосипеды, промышленные приводы |
| Эксцентриковый | Поворот эксцентрика меняет положение оси | Заднее колесо велосипеда, мотоцикла |
| Рычажный с роликом | Ролик на рычаге поджимается пружиной | Цепные конвейеры, сельхозтехника |
¶По месту установки
В двигателях внутреннего сгорания различают натяжитель цепи газораспределительного механизма (ГРМ) и натяжитель цепи привода вспомогательных агрегатов (масляного насоса, балансирных валов). В транспортных средствах отдельно выделяют натяжители цепного привода колеса — характерные для велосипедов с одной звездой и мотоциклов.
¶Устройство натяжителя ГРМ
Наиболее массовое применение натяжитель нашёл в автомобильных двигателях. Типовая конструкция включает:
- Корпус с каналом для плунжера, закреплённый на блоке цилиндров.
- Плунжер (поршень), перемещающийся внутри корпуса.
- Пружину, создающую начальное усилие.
- Башмак — изогнутую планку с антифрикционным покрытием, контактирующую с цепью.
- Храповой или стопорный механизм, удерживающий плунжер от обратного хода.
В гидравлических натяжителях усилие создаётся давлением моторного масла, подаваемого по каналу от системы смазки. Пока двигатель работает, давление прижимает плунжер; после остановки цепь удерживается пружиной и стопором. Такая схема обеспечивает автоматическую подстройку под износ и гашение колебаний цепи.
¶Регулировка и обслуживание
Механические натяжители с ручной регулировкой требуют периодической подтяжки по мере вытягивания цепи. Критерием служит величина провисания, измеряемая на определённом участке ветви цепи. Чрезмерное натяжение опаснее недостаточного: оно увеличивает нагрузку на подшипники валов, звёздочки и саму цепь, ускоряя износ и повышая потери на трение.
Автоматические натяжители обслуживания, как правило, не требуют, однако их элементы изнашиваются. Типичные неисправности — заклинивание плунжера, потеря упругости пружины, износ башмака, засорение масляного канала. Симптомами служат характерный стрекот цепи на холодном двигателе, смещение фаз газораспределения, ошибки датчиков положения распредвала.
¶Применение в разных отраслях
- Автомобилестроение — натяжители цепей ГРМ и вспомогательных приводов.
- Мототехника — натяжение приводной цепи заднего колеса, цепи ГРМ мотоциклетных двигателей.
- Велосипеды — натяжитель для односкоростных систем и велосипедов с планетарной втулкой, а также в качестве направляющей в подвеске.
- Промышленность — натяжные станции цепных конвейеров, приводов станков, сельскохозяйственной техники.
- Горная и добывающая техника — натяжение цепей скребковых и пластинчатых конвейеров.
В каждом случае выбор типа натяжителя определяется условиями работы: наличием системы смазки, требуемым усилием, доступностью для обслуживания и уровнем вибраций.
¶Значение и надёжность
Натяжитель — небольшой по массе, но критически важный элемент. Его отказ в двигателе может привести к перескоку цепи на зуб, нарушению фаз газораспределения и, в тяжёлых случаях, к встрече клапанов с поршнями и капитальному ремонту. В приводах конвейеров ослабление цепи ведёт к остановке производства. Поэтому к материалам и точности изготовления натяжителей предъявляются повышенные требования, а их состояние контролируется при плановом техническом обслуживании.
Источники: техническая документация по устройству автомобильных двигателей, руководства по ремонту и эксплуатации транспортных средств, справочники по деталям машин и цепным передачам.