В двигателях, разрабатываемых на заре автопрома, за регулировку тепловых зазоров – а они неминуемо образовывались из-за износа клапанов – отвечали специальные механизмы. По этой причине клапанная система штатно настраивалась через каждые 15 тыс. км, для чего приходилось вскрывать головку блока цилиндров. Поскольку эта операция очень ответственна, грамотно провести ее мог только мастер с высокой квалификацией. Однако последующее развитие моторов позволило разработать устройство, способное автоматически поддерживать зазор клапанов без разборки ГБЦ. Разумеется, при этом оно обязательно учитывает степень износа газораспределительного механизма. Устройство гидрокомпенсатора клапанов – так называется данный механизм – достаточно простое, но эффективное. Его главными составляющими являются толкатель и пружины, постоянно находящиеся в движении и меняющиеся в размерах соответственно тепловым зазорам. Иногда такие «регулировщики» называются гидротолкотелями, а в простонародье попросту «гидриками».
Чем современные гидрокомпенсаторы отличаются от механических толкателей
Появлению «гидриков» мы во многом обязаны японским конструкторам автомобилей, которые первыми в мире стали массово внедрять данный механизм в конструкцию ГРМ двигателей.
Именно они стали значительную долю своего внимания уделять не только основным узлам и деталям непосредственно силового агрегата, но и его газораспределительного механизма.
Что касается механических толкателей, распространенных в тот период времени, то их выход из обихода при проектировании транспортных средств был обусловлен двумя главными причинами.
Во-первых, принцип работы гидрокомпенсаторов позволяет отказаться от частой регулировки ГРМ, характерной для предыдущей версии регулирующих устройств. Во-вторых, механизмы с механикой производят гораздо больше шума по сравнению с «гидриками».
Кроме того, их утилитарность, то есть практическая польза, заключается в том, что они намного лучше справляются со своей функцией. Ведь в современных двигателях, за редким исключением, коленчатые валы обычно работают с частотой до 3 500 об./мин и редко превышают планку в 5 000 об./мин.
При таком режиме устройство и работа гидрокомпенсаторов полностью себя оправдывает – они прекрасно справляются со своей задачей, не нуждаются в обслуживании и отличаются тихой работой. И все бы хорошо, если бы не одно досадное «но»: как только коленвал двигателя раскручивается примерно до 6 000 об.
/мин, гидротолкатели попросту не поспевают за такой «крутибельностью», начинают стучать и быстро выходят из строя.
Конструкция гидрокомпенсаторов и виды устройств
Устройство гидрокомпенсатора в его современном виде предполагает две схемы. Однако конструкционно они мало чем различаются, и в любом случае весь механизм спрятан в неразборный металлический корпус. Разница только в том, где монтируется устройство: в одном случае это гнезда газораспределительного механизма, в другом – гнезда коромысел клапанов. Набор деталей в обоих случаях одинаков: плунжер со втулками, пружина клапана и плунжера, шариковый клапан.
На данный момент существует 4 вида компенсаторов – одни постепенно уходят в прошлое, но еще встречаются в силовых агрегатах, другие же уверенно находят все большее распространение.
Гидравлическая опора, принцип которой основан на взаимодействии с рычагами и коромыслами. Сейчас такие механизмы практически не встречаются, однако в предыдущих поколениях силовых агрегатов они применялись весьма активно.
Роликовый гидротолкатель – он применяется довольно часто.
Гидроопора.
Гидравлический толкатель (гидрокомпенсатор), регулирующий зазоры между клапанами и распределительным валом. Получил широкое распространение на новых моделях автомобилей.
Соответственно, будущее – за различными модификациями гидротолкателей, в то время как гидроопоры у конструкторов автомобилей быстро выходят из обихода.
Зачем нужны гидравлические «регулировщики»
Когда мотор постепенно достигает рабочей температуры, нагреваются и другие его элементы. Связанное с этим расширение деталей вызывает уменьшение самых разных зазоров в силовом агрегате. А регулировка зазоров в газораспределительном механизме – очень ответственная операция, так как от нее во многом зависит стабильность работы мотора. Понятное дело, что ручная регулировка – дело утомительное и малоэффективное, с ним гораздо успешнее справляются специальные механизмы. Тем более, что клапаны при активной эксплуатации автомобиля постоянно находятся как под механической, так и тепловой нагрузкой. И нельзя забывать, что все компоненты ГРМ прогреваются неравномерно, что в сочетании с естественным истиранием приводит к повышенному износу клапанного механизма.
Принцип работы гидрокомпенсаторов клапанов основан на обеспечении оптимального теплового зазора.
А он должен быть разным, так как впускные клапаны по сравнению с выпускными, контактирующими с горячими газами, нагреваются на порядок меньше.
Вдобавок «регулировщики» способны учитывать и износ клапанного механизма, хотя это и не решает проблему повышенного расхода топлива и падения мощности двигателя.
Возвращаясь к вопросу регулировки ГРМ вручную, нельзя не заметить, что подобная подстройка должна осуществляться через 15 тыс. км.
Однако без весьма специфических навыков осуществлять такую процедуру крайне не рекомендуется, поскольку нужно учитывать самые разнообразные температурные колебания.
Это так же, как и в случае со средней температурой по палате, которая не дает объективных данных о состоянии пациентов. И совсем другое дело – гидравлические компенсаторы, регулирующие зазор в автоматическом режиме с учетом актуальных параметров.
Достоинства и недостатки механизма
Непосредственная функция гидротолкателя заключается в регулировке зазора между коленвалом и клапаном, так как без него нормально работать двигатель не способен. Регулировка осуществляется в автоматическом режиме за счет изменения давления моторного масла. В таком механизме кроется ряд явных преимуществ:
- экономнее расходуется горючее;
- увеличивается эксплуатационный ресурс и мощность силового агрегата;
- улучшаются динамические показатели автомобиля;
- возрастает срок службы газораспределительного механизма, фазы впрыска топлива становятся точнее;
- двигатель становится практически бесшумным, он работает мягко.
Однако, как в любой схеме, не обходится и без недостатков. В первую очередь они связаны с частой заменой масла, существенно бьющего по карману автовладельца. Ведь предпочтительно использовать синтетическую смазку, а она часто является самой дорогой.
Во-вторых, от того, как работает гидрокомпенсатор клапанов, зависит бесшумность и эффективность работы ГРМ. Увы, со временем данные компоненты мотора забиваются, из-за чего газораспределительный механизм начинает шуметь. Вдобавок такую конструкцию отремонтировать собственными силами довольно непросто, и поэтому приходится обращаться к автомеханикам-мотористам.
Соответственно, чтобы не терять время и деньги, владельцам легковых машин независимо от их класса желательно постоянно следить за чистотой мотора. Тем более, что список профилактических работ не так уж и обширен – достаточно вовремя менять масло и тщательно промывать силовой агрегат.
Да и в целом любую неисправность ГРМ желательно устранять сразу же после ее появления.
Последовательность промывки гидрокомпенсаторов
Очищать гидротолкатели следует в непыльном помещении. Сквозняков тоже не должно быть. Подготовительные работы предполагают поиск 3 емкостей, в которых может поместиться гидрокомпенсатор, а также покупку промывочной жидкости – подойдет и бензин АИ-92, и керосин. Кроме того, перед процедурой машина должна хотя бы сутки постоять в гараже, чтобы максимально избавиться от отработанного масла. Для очистки потребуется и щетка с синтетической щетиной. Далее алгоритм действий таков:
- отключить бортовую сеть от подачи электроэнергии – отключаем АКБ;
- снимаем воздушный фильтр и крышку головки блока цилиндров;
- достаем гидравлический компенсатор, предварительно сняв оси коромысел.
Чтобы промыть компенсатор в первой емкости, погружаем его в налитую жидкость и нажимаем на шариковый клапан. Для этого обычно используется проволока, пропускаемая через отверстие в плунжере.
Причем аккуратность в данном деле не помешает – непродуманные, грубые действия способны привести к поломке пружины. Затем следует надавить на сам плунжер, и как только ход станет легким, отжать шарик клапана для того, чтобы слить жидкость.
Для более тщательной промывки каналов в корпусе детали используется специальный шприц.
Во второй емкости процедура просто повторяется, в то время как третья нужна для проверки – это финальный этап.
Перед тем, как установить промытый гидрокомпенсатор обратно в гнездо, нужно окунуть его в промывочную жидкость, набрать ее и опустить клапан.
Далее деталь вынимается плунжером вверх при одновременном надавливании на него пальцем – он должен быть неподвижен. Если движение отсутствует, можно начинать обратную сборку двигателя.
По завершении работ следует запустить двигатель и дать ему несколько минут поработать вхолостую. Если промывка осуществлена успешно, то не будет никакого стука. Также он должен отсутствовать после минимального прогрева силового агрегата и выхода его на рабочий температурный режим.
Как самостоятельно заменить гидрокомпенсатор?
Замена гидротолкателей на новые считается логичным решением только тогда, когда их промывка не дала никакого результата. Это означает, что данные детали банально износились и больше не способны выполнять свою функцию. Однако установка работоспособных компенсаторов иногда сопряжена с трудностями и финансовыми расходами, так как менять придется не только «регулировщиков».
Вначале нужно снять неисправный механизм. Для этого обычно используется магнит, так как данная деталь уже способна свободно двигаться. Другое дело, когда она «прикипела» к поверхности – тогда потребуется специальный съемник.
Второй этап заключается в промывке системы подачи смазывающей жидкости, замене масляного фильтра и заливке нового масла. Вдобавок придется предварительно проверить, подается ли масло в посадочное гнездо для гидрокомпенсаторов – потребуется лишь несколько раз прокрутить коленчатый вал.
Данный этап очень ответственен, так как монтаж деталей, к которым подается недостаточно масла, вызывает критические ударные нагрузки.
Исходя из принципа работы гидрокомпенсаторов, после их замены не рекомендуется сразу же заводить мотор и выводить его в штатный режим. Ключом зажигания нужно лишь несколько раз провернуть коленчатый вал и выждать полчаса, а лучше час. За данный отрезок времени давление масла в системе нормализуется, а гидротолкатели сами «найдут» положенные им места.
Однако возникает вопрос: сколько компенсаторов клапанов подлежат замене? Ответ на него находит непосредственно автовладелец. Например, из строя вышел 1 или 2 механизма. В таком случае, при отсутствии «свободных» денег, меняются только они, а остальные подвергаются ремонту или профилактике.
Однако оптимальным решением считается комплексная замена, которая гарантирует отсутствие проблем в данной части ГРМ на довольно продолжительный период.
Кроме того, рекомендуется использовать только качественно масло – оно способно продлить «жизнь» не только гидрокомпенсаторов, но и других компонентов двигателя, находящихся под нагрузкой.
Как работают гидрокомпенсаторы, и как избежать прогара клапана
Газораспределительный механизм моторов с течением времени существенно модернизировался. Развитие не обошло стороной и клапанное устройство ДВС.
Поначалу возникающие зазоры между клапанами и распределительным валом корректировались вручную, затем появились механические регуляторы, однако вершиной настройки стали гидравлические компенсаторы.
Мало знаете о подобных деталях? Тогда обязательно ознакомьтесь с приведённой ниже статьёй, которая поможет всем желающим понять, почему стучат гидрокомпенсаторы, что они собой представляют и поддаются ли ремонту.
Устройство и принцип работы гидрокомпенсаторов
Любой более-менее опытный автомобилист знает, что клапанный механизм двигателя регулирует впуск топливной смеси в цилиндры и выпуск из них отработанных газов.
В процессе своей работы клапаны мотора попарно открываются и, естественно, работают в условиях колоссальной нагрузки, что связано с высокой температурой горения топлива.
Для минимизации отрицательных свойств температурного расширения между узлами всего ГРМ предусмотрены тепловые зазоры, регуляцией которых и занимается стандартный гидрокомпенсатор.
Отличие гидравлических компенсаторов от иных регуляторов зазора клапанов заключается в том, что первые работают полностью автоматически, в то время как другие механизмы требуют того или иного участия автомобилиста в своей жизни.
Что это значит? А значит это то, что при отсутствии гидрокомпенсаторов владелец автомобиля с некоторой периодичностью должен собственноручно выставлять тепловой зазор клапанов и внимательно следить за ними в процессе эксплуатации агрегата.
Говоря простыми словами, устройство гидрокомпенсатора – это механизм-связка, установленный между распредвалом мотора и каждым клапаном.
Работает деталь по принципу плунжерной пары и циркуляции масла, выступая при этом «прокладкой» между ранее отмеченными элементами ГРМ.
В итоге, получается так, что в зависимости от температурного режима работы двигателя между распределительным валом и рабочим клапаном всегда имеется взаимодействие, а самое главное – правильно настроенный тепловой зазор.
Почему появляется стук гидрокомпенсаторов
От многих автомобилистов нередко можно услышать фразы по типу:
- «Почему стучат гидрокомпенсаторы на холодную? Что делать?»;
- «Из-за чего стучат гидрокомпенсаторы на горячую? Где регулировать?»;
- «Застучали гидрокомпенсаторы. Как их теперь починить?».
Сразу отметим: формулировка проблемы подобным образом изначально неправильна. Важно понимать одну простую вещь – гидрокомпенсаторы клапанов стучать не могут, стучит сам клапанный механизм из-за неправильного функционирования. А вот последнее уже нередко провоцируют именно неисправности гидрокомпенсаторов. Но обо всём по порядку.
Выше было отмечено, что любой тип гидравлического компенсатора – это гидромеханизм, работающий за счёт плунжерной пары и масла, поступающего в него из мотора.
То есть, причина стука гидрокомпенсаторов или клапанов, как будет правильней, кроется либо в неправильной работе плунжеров, либо в проблемах с маслообеспечением данного механизма.
Если быть точнее, то неприятный звук может появиться по нескольким причинам:
- Масла, доходящего до гидрокомпенсаторов, недостаточно или оно имеет очень низкое качество. В итоге, плунжерная пара не получает должной смазки, давление в системе не появляется и регуляция зазора не происходит. Естественно, начинается стук клапанов, спровоцированный неправильным тепловым зазором;
- Каналы ГБЦ или самого гидравлического механизма забились выработкой. Подобное явление случается по причине неправильного использования масла. То есть, отсутствие своевременной замены масла или его чрезмерное выгорание способно забить масляные каналы и сделать из рабочего узла совершенно неисправный гидрокомпенсатор;
- Вышел из строя сам гидравлический механизм. Тут возможны две основные поломки: клин плунжерной пары или неправильная работа шарикового клапана, воздействующего непосредственно на тепловой клапан мотора. Случиться подобное может либо из-за нагара, появляющегося по причине использования плохого масла, либо же из-за брака, допущенного при сборке механизма. Физический износ узла практически исключён, ибо он в действительности вечен. В любом случае, определить точную причину неисправности поможет только тщательная проверка гидрокомпенсаторов и профессиональный взгляд на их состояние.
Сетовать на неправильную работу гидромеханизмов в конструкции ГРМ есть смысл лишь в том случае, когда наличие иных поломок в системе исключено (особенно – поломок клапанов). При иных же обстоятельствах ремонт гидрокомпенсаторов будет выглядеть чем-то ненужным и бессмысленным.
Ремонт гидрокомпенсаторов
Замена гидрокомпенсаторов или ремонт данных элементов ГРМ своими руками требуется, прямо скажем, очень редко. Связано это с тем, что конструкция механизмов продумана до мелочей и их реальную поломку зачастую вызывают не условия работы, а беспечность владельца машины. Последняя, конечно, есть не у всех автомобилистов, поэтому и ремонт гидрокомпенсаторов требуется не многим.
В любом случае, знание – это сила, поэтому информация о симптоматике и общих принципах починки гидравлических регуляторов зазоров будет нелишней. Сначала обратим внимание на признаки поломки гидрокомпенсаторов. Зачастую они более чем прозрачны и представлены следующим перечнем:
- мотор стал работать нестабильно;
- нарушилась динамика движения;
- появились «стучащие» шумы в работе ДВС;
- прогорели клапана;
- повысился расход топлива.
Естественно, чем большее количество симптомов появляется – тем большие основания имеются для того, чтобы задуматься о ремонте гидрокомпенсаторов своими руками. Почему именно собственноручно, а не на СТО? Всё просто. Особых сложностей в ремонте деталей нет, поэтому отдавать немалую сумму денег другим людям, наверное, бессмысленно.
Возвращаясь к вопросу о том, как проверить гидрокомпенсаторы на правильность работы, придётся констатировать неприятную для многих автомобилистов вещь – без снятия элементов с двигателя диагностику осуществить не получится. Учитывая эту особенность ремонта, замену и проверку гидромеханизмов рассмотрим совместно. В общем виде, процесс починки гидрокомпенсаторов выглядит так:
- В первую очередь, полностью меняем масло в двигателе и масляный фильтр. Если после этого, стук или иные симптомы поломки не прошли, приступаем к следующему шагу. При этом не забудьте, что после смены масла требуется прокачка гидрокомпенсаторов. Как прокачать гидрокомпенсаторы? Никак, система сделает всё сама после запуска мотора. Если говорить точнее, то новая смазка масляным насосом накачается в каждый гидравлический механизм и лишь после этого они перестанут стучать, что позволит оценить их новую работу. Зачастую на это уходит 5-15 минут, не более;
- Итак, судя по всему – эффекта нет? Тогда частично разбираем мотор для доступа к клапанному механизму. На многих моделях авто достаточно снять ГБЦ и демонтировать иные узлы мотора, мешающие доступу к клапанам;
- После этого есть два варианта действий:
- Первый — поиск неисправного гидрокомпенсатора. Процедура не сложная и проводится следующим образом: отводим коромысло и штангу толкателя каждого клапана максимально в сторону от гидромеханизма и пытаемся выколоткой надавить на последний. Если компенсатор уходит вниз под значительным давлением, то он исправен, в ином случае следует снять деталь для более качественной проверки;
- Второй – снятие всех гидрокомпенсаторов для проверки каждого. При выборе этого варианта проводится стандартная разборка клапанного механизма и интересующих нас элементов соответственно.
- Осуществив описанные выше операции, остаётся лишь заменить неисправный элемент ГРМ и вернуть автомобиль в первоначальное состояние. Если же проводилась разборка механизмов, то требуется проверить их внутреннее состояние и очистить от нагара. В случае, когда с регулятором всё в норме, то установить гидрокомпенсатор следует обратно в конструкцию мотора и уже потом проверять его на работоспособность. При иных обстоятельствах узел требуется полностью заменить. Более подробно говорить о том, как разобрать гидрокомпенсатор не будем, так как данная процедура не столь сложна и под силу любому автомобилисту. Главное – действовать аккуратно и не спеша.
Пожалуй, больше информации относительно того, как заменить гидрокомпенсаторы, излагать бессмысленно. Тут большее значение имеет практика, поэтому запасайтесь базовым набором авторемонтника и направляйтесь в гараж, конечно, если необходимость подобного у вас имеется.
Профилактика поломок
Как стало ясно, проверка, ремонт и установка гидрокомпенсаторов – процедуры простые, а регулировка узла и вовсе не требуется. Несмотря на это, поломок машины не хочет допускать совершенно любой автомобилист, поэтому было бы целесообразно поговорить о предотвращении неисправностей и компенсаторов.
Главное в профилактике — убрать из «рациона» мотора авто дешёвую и некачественную смазку. Спросите, как же определить хорошего производителя масла? Ответ очень прост – по отзывам автомобилистов. Согласно исследованиями нашего ресурса, лучшие масла у следующих компаний:
- Liqui Moly (Ликви Моли) – немецкая организация, знаменитая огромным количеством смазочных товаров для автомобилей. Сразу отметим, что присадки для гидрокомпенсаторов от Liqui Moly покупать не нужно (такие средства совершенно от любого производителя лишь засоряют полости мотора), а вот моторное масло – обязательно;
- Motul (Мотуль) – британский производитель тех же смазочных средств для машин. Пожалуй, самый главный конкурент в своей сферы деятельности для Liqui Moly, что лучше именно для вас – решайте сами. Однозначно можно сказать, что оба производителя достойны внимания и уважения;
- Castrol (Кастрол) – также как и Motul, производитель с Туманного Альбиона. По статусности и отзывам данная компания, конечно, уступает рассмотренным выше. Однако по сравнению с остальными представителями рынка, именно Castrol имеет лучшие отзывы о своей продукции, поэтому наш ресурс может лишь рекомендовать её масла для покупки.
Помимо подборки смазки, желательно снимать гидрокомпенсаторы хотя бы раз в 80-100 000 километров для прочистки и качественной проверки. В остальном же данные элементы ГРМ обслуживания не требуют и при правильной эксплуатации отъездят полный эксплуатационный срок двигателя любого автомобиля.
В целом, по сегодняшней теме больше сказать нечего. Надеемся, представленный выше материал был для вас полезен и дал ответы на интересующие ответы. Удачи на дорогах и в обслуживании авто!
Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в х под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них
Гидрокомпенсаторы клапанов ГРМ: устройство и принцип работы
Клапаны ДВС подвергаются воздействию высоких температур в период эксплуатации. Потому металл, из которого эти элементы изготовлены, расширяется.
В свою очередь, это может привести к их ускоренному износу, поломкам и падению характеристик двигателя.
Чтобы предупредить эти последствия, между клапаном и распределительным валом устанавливают тепловой зазор — промежуток между двумя упомянутыми деталями.
Если зазор находится в предусмотренном производителем пределе, то ГРМ (газораспределительный механизм) исправно функционирует. Но по мере эксплуатации выставленное расстояние изменяется в меньшую или большую сторону, что приводит к сбою в работе газораспределительной системы. И дабы вернуть зазору нормативное значение, требуется периодически вручную выполнять регулировку клапанов.
Что такое гидрокомпенсатор (ГК)?
Это специальный механизм, который автоматически регулирует тепловой зазор, пока работает двигатель. Соответственно, если в моторе установлено такое устройство, то настраивать клапаны не нужно.
ГК ставят на все современные автомобили. При этом установить его можно в любой ГРМ независимо от особенностей системы.
Плюсы гидрокомпенсатора
- Тихая работа двигателя
- Минимальный расход топлива
- Ресурс износа ГРМ увеличивается
- Не требует обслуживания (если работает исправно).
Минусы гидрокомпенсатора
- Очень (!) чувствительны к качеству масла. По этой же причине смазку необходимо своевременно менять.
- Сбойный функционал холодного двигателя в первые секунды запуска (проходит после нагрева масла и создания нужного давления в системе).
- Дорогостоящий ремонт.
Устройство гидрокомпенсатора
ГК различаются между собой по конструкции на четыре вида — обычные, роликовые гидротолкатели, гидроопоры стандартные и для установки в рычаги или коромысла. Несмотря на отличия в устройстве у всех четырех типов есть смежные элементы, формирующие основу конструкции:
- металлический корпус;
- подвижная плунжерная пара (состоящая из плунжера и втулки);
- обратный клапан;
- пружина плунжера.
Примечание! Ранее широко применялись гидроопоры, теперь же большинство производителей отдают предпочтение гидротолкателям.
Принцип работы гидрокомпенсаторов
В исходном положении корпус гидрокомпесатора упирается в тыльную часть распредвала (благодаря усилию возвратной пружины). В то же время через отверстие плунжера внутрь поступает масло из системы смазки, заполняя всю полость.
Вращаясь, распределительный вал надавливает на компенсатор, перемещая его вниз.
Вследствие этого перекрывается канал для подачи масла, и тогда плунжерная пара из-за находящейся внутри смазки под давлением приобретает «жесткость» и оказывает усилие на клапан ДВС, открывая его.
Попутно немного масла выливается сквозь технические зазоры между плунжером и втулкой, но утечка компенсируется при следующей подачи смазки. Затем гидрокомпенсатор возвращается на исходную позицию.
Соответственно, в силу особенностей принципа работы тепловой зазор всегда остается оптимальным, независимо от расширения деталей ГРМ. До тех пор, конечно, пока сам ГК работоспособен.
Признаки неисправности
Главный симптом — характерный звонкий стук в двигателе, похожий на клапанный. Он сопровождается уменьшением мощности ДВС и его шумной работой. Постукивание может возникать по разным причинам:
- Недостаточное давление в смазочной системе двигателя. ГК не успевают наполняться, и не создается необходимое усилие на клапан. В таком случае гидрокомпенсаторы исправны, а корень проблем кроется в системе смазки.
- Засорение ГК. Образуются дополнительные утечки масла или оно поступает в недостаточном объеме внутрь элемента. Подобное происходит из-за несвоевременной замены смазочной жидкости.
- Естественный износ, то есть опять-таки не создается нужное давление, и деталь не успевает выбирать зазор.
- Заклинивание ГК — деталь не работает вовсе.
Если наблюдаются проблемы в функционале гидрокомпенсаторов, а опыта и навыков в их ремонте у автовладельца нет, то эксперты Моторпейдж не рекомендуют заниматься самостоятельной диагностикой и починкой. Лучше обратиться к специалистам.
Устройство и принцип работы гидрокомпенсатора
Размеры деталей работающего двигателя внутреннего сгорания вследствие нагрева увеличиваются.
Чтобы это не привело к поломкам, ускоренному износу, ухудшению характеристик силовых агрегатов, между некоторыми деталями на этапе конструирования создают тепловые зазоры. При разогреве мотора за счет расширения деталей они «выбираются» (поглощаются).
Тем не менее по мере износа деталей их нагрева оказывается недостаточно для поглощения зазоров, что отрицательно сказывается на характеристиках двигателя.
Размеры деталей работающего двигателя внутреннего сгорания вследствие нагрева увеличиваются. — само по себе ничего страшного не привносит. Но, поскольку двигатель состоит из деталей, сделаных из разных материалов (чугун, сталь, аллюминий), у которых разные коэффициенты теплового расширения, то увеличиваются они в разной степени. Эту проблему отчасти и решают гидрокомпенсаторы.
Тепловой зазор в механизме привода клапанов напрямую влияет на работоспособность силового агрегата. Так как из-за износа деталей клапанные зазоры постоянно изменяются, еще в начале прошлого века в двигатель внедрили механизм их регулирования с помощью обычных гаечных ключей.
Делать это следовало регулярно, а значит, повышалась трудоемкость техобслуживания и увеличивалась его стоимость. Гидрокомпенсаторы (ГК) позволяют избежать этих проблем. Они должны полностью поглощать зазоры между рабочими поверхностями распредвала и рокерами коромыслами, клапанами, штангами — независимо от температурного режима и степени износа деталей.
Зазор в клапанном механизме может как увеличиваться так и уменьшаться в зависимости от конструкции ГРМ и применяемых материалов.
Гидрокомпенсаторы можно устанавливать на все типы газораспределительных механизмов (ГРМ) — с коромыслами, рычагами, штангами — и при любом расположении распредвала (верхнем или нижнем). В зависимости от конструкции ГРМ различают четыре базовых типа гидрокомпенсаторов: гидротолкатели; гидроопоры; гидроопоры, предназначенные для установки в рычаги или коромысла; роликовые гидротолкатели.
Гидрокомпенсатор в толкателе с верхним распредвалом работает следующим образом:
Кулачок распредвала, повернутый к толкателю тыльной стороной, не передает на него усилие, и плунжерная пружина свободно выдвигает плунжер из втулки, выбирая тем самым необходимый зазор. Образовавшаяся полость под плунжером, через шариковый клапан вбирает в себя масло.
После того как масло заполнит полость, срабатывает шариковый клапан, который под действием своей пружины, закрывая появившуюся полость.
Поворачиваясь выпуклым профилем к толкателю, кулачок нажимает на него и перемещает его вниз.
В течении этого воздействия гидравлический толкатель передает усилие на клапан как «жесткий» узел, так как обратный клапан закрыт, и масло в замкнутой полости не сжимается. Во время нижнего перемещение толкателя и плунжерной пары, небольшая часть масла выдавливается через зазоры из полости под плунжером.
Длина гидрокомпенсатора незначительно уменьшается и образуется тепловой зазор между кулачком и толкателем. Ушедшее масло вновь восстанавливается из системы смазки двигателя.
Тепловое расширение деталей клапанного механизма приводит к изменению объема «восстанавливающей» порции масла и длину гидрокомпенсатора, то есть он автоматически восстанавливает зазор, как от теплового расширения материала, так и от естественного износа деталей газораспределительного механизма.
- Гидравлические толкатели работают надежно лишь при применении масла высокого качества, сохраняющего при изменении температуры примерно постоянную вязкость.
- Расположение гидрокомпенсаторов в коромысле, в толкателе с нижним распредвалом и в опоре рычага привода клапана ГРМ:
Где: 1 — кулачок; 2 — плунжер; 3 — втулка плунжера; 4 — полость под плунжером; 5 — плунжерная пружина; 6 — пружина обратного клапана; 7 — фиксирующее кольцо; 8 — рычаг привода клапана; 9 — сливное отверстие.- Конструкция
Устройство и принцип работы гидрокомпенсатора рассмотрим на примере гидротолкателя, установленного в головке блока цилиндров. Остальные типы гидрокомпенсаторов хотя и отличаются по конструкции, но работают по тому же принципу.
Гидротолкатель представляет собой корпус, внутри которого установлена подвижная плунжерная пара с шариковым клапаном. Корпус подвижен относительно направляющего седла, сделанного в головке блока цилиндров.
Если ГК вмонтирован в рычаги привода клапанов (в рокеры или коромысла), его подвижной частью является только плунжер, выступающая часть которого выполнена в виде шаровой опоры или опорного башмака.
Основная часть ГК — плунжерная пара. Зазор между втулкой и плунжером составляет всего 5-8 мкм, что обеспечивает высокую герметичность соединения, при этом подвижность деталей сохраняется. В нижней части плунжера сделано отверстие для поступления масла, которое закрывается подпружиненным обратным шариковым клапаном. Между втулкой и плунжером установлена достаточно жесткая возвратная пружина.
Принцип действия
Когда кулачок распредвала расположен тыльной стороной к корпусу толкателя, внешней сжимающей нагрузки нет и между корпусом и кулачком холодного двигателя имеется зазор.
Возвратная пружина выталкивает плунжер до тех пор, пока этот зазор не будет «выбран» — уменьшен практически до нуля.
Одновременно масло из системы смазки двигателя через шариковый клапан и перепускной канал поступает во внутреннюю полость плунжера и заполняет ее.
По мере того, как вал поворачивается, кулачок начинает давить на корпус толкателя и перемещает его вниз, перекрывая масляные каналы — системы смазки двигателя и перепускной канал.
Шариковый клапан при этом закрывается, и давление масла под плунжером увеличивается.
Так как жидкость несжимаема, плунжерная пара начинает работать как жесткая опора, передавая усилие кулачка на шток клапана двигателя.
Хотя зазор в плунжерной паре очень мал, немного масла все же продавливается обратно через технологический зазор между плунжером и втулкой, поэтому толкатель опускается («проседает») на 10-50 мкм. Величина «просадки» зависит от оборотов вращения коленвала двигателя. Если они увеличиваются, за счет уменьшения времени нажатия на корпус гидротолкателя снижаются утечки масла из-под плунжера.
Образование зазора при сходе кулачка с толкателя исключается благодаря действию возвратной пружины плунжера и давлению масла в системе смазки двигателя.
Таким образом, гидрокомпенсатор обеспечивает отсутствие зазоров — за счет постоянной жесткой связи между элементами ГРМ.
Из-за нагревания двигателя длина деталей самого гидрокомпенсатора несколько меняется, но он автоматически компенсирует и эти изменения.
Плюсы и минусы
Внедрение ГК позволило избежать регулировки зазоров клапанного механизма и сделать его работу более «мягкой»; уменьшить ударные нагрузки, то есть снизить износ деталей ГРМ и исключить повышенную шумность двигателя; более точно соблюдать длительность фаз газораспределения, что положительно сказывается на сохранности двигателя, его мощности и расходе топлива.
При всех своих преимуществах гидрокомпенсаторы обладают и недостатками, а двигатели, оборудованные ими, — некоторыми особенностями эксплуатации. Один из конструкционных недостатков простых гидрокомпенсаторов проявляется в некачественной работе холодного двигателя в первые секунды пуска, когда давление масла в системе смазки отсутствует или оно минимально.
Основные причины выхода из строя гидрокомпенсатора (ГК) — загрязнение масляных каналов двигателя и износ рабочих поверхностей обратного клапана и плунжерной пары, изготовленных с высокой степенью точности. К загрязнению приводит использование несоответствующего масла, несоблюдение сроков его замены или неисправность масляного фильтра, пропускающего грязное масло через перепускной клапан.
При увеличении посадочного зазора в плунжерной паре повышается утечка масла из камеры высокого давления.
Гидрокомпенсатор теряет «жесткость», поэтому эффективность передачи усилия кулачка на стержень клапана ГРМ снижается. То же самое происходит при износе обратного клапана камеры высокого давления.
Неисправности системы смазки двигателя замедляют наполнение ГК маслом и не позволяют поглощать зазоры в ГРМ.
Внутренний объем ГК должен быть заполнен маслом. Пустой или частично заполненный («завоздушенный») гидрокомпенсатор не выполняет своего основного назначения — устранения зазоров в деталях ГРМ. В результате возникают ударные нагрузки, которые проявляются характерным стуком.
Это приводит к ускоренному износу деталей ГРМ и ухудшению работы мотора. Поломкам способствует и попадание в ГК с маслом частиц изношенных деталей: узел может заклинить.
В зависимости от того, в каком положении это произошло, в ГРМ либо появятся большие зазоры, либо клапаны окажутся «зажатыми» (возрастает нагрузка на распредвал, падает мощность и т.д.).
Чтобы избежать этого, необходимо:
* контролировать и поддерживать внутреннюю чистоту двигателя — проводить смену масла и масляного фильтра в сроки, рекомендованные автопроизводителем, с понижающим коэффициентом 0,6 — 0,9, учитывающим условия эксплуатации машины;
* промывать двигатель перед очередной сменой масла, используя медленно действующие промывки «на пробег». При загрязнении внутренних поверхностей двигателя (что обнаруживается, например, при снятии кожуха ГРМ) быстродействующие средства промывки применять не рекомендуется, так как отслоившиеся куски грязи с потоком масла могут попасть во внутренние полости компенсаторов и вывести их из строя.
Необходимо знать, что малые зазоры между подвижными элементами гидрокомпенсатора обуславливают применение в двигателе маловязких масел высокого качества — синтетических или полусинтетических (SAE 0W40, 5W40, 10W30 и др.). Использовать минеральные масла (например, SAE 15W40) из-за их повышенной вязкости и склонности к смолистым отложениям не рекомендуется.
Диагностика и замена
При выходе из строя одного или нескольких ГК появляется стук, похожий на клапанный. Этот звук хорошо распространяется в металле, поэтому для определения неисправного гидрокомпенсатора применяют фонендоскоп. Аналог этого прибора можно изготовить и самостоятельно из стального стержня длиной около 700 мм и диаметром 5-6 мм.
На один торец стержня крепится жестяная банка из-под пива с обрезанным верхом, а на его середину — деревянная ручка. Приложив ухо к банке и поочередно приставляя свободный торец «фонендоскопа» к головке блока в зоне каждого компенсатора, на слух определяют неисправный по усиленному стуку.
«Подозрительный» ГК следует демонтировать и проверить.
Извлечь ГК из седла можно с помощью магнита. Если это не удается (ГК «прикипел» или заклинил), его извлекают съемником, предварительно приварив к нему тягу с крюком. Некоторые гидрокомпенсаторы поддаются разборке, что позволяет определить степень износа внутренних деталей. Разборку следует производить с особой аккуратностью, чтобы не повредить поверхности сопряженных элементов.
Гидроопоры разбираются после снятия стопорного кольца; внутренние детали гидротолкателя «вытряхивают», аккуратно постукивая его корпусом о металлическую поверхность. Загрязненный компенсатор промывают в ацетоне или в другом растворителе.
Визуальный осмотр позволяет обнаружить внешние повреждения торцевой поверхности гидрокомпенсатора, подвергающейся нагрузкам (выбоины, царапины или задиры). В процессе эксплуатации на ней может образоваться даже углубление.
Существует еще один простой и действенный способ контроля состояния демонтированного ГК: после заполнения маслом он не должен сжиматься при прикладывании усилия рук. В противном случае он неисправен и подлежит замене. Работоспособный ГК, сжатый в струбцине, оказывает значительное сопротивление и незначительно уменьшает длину только через 20-30 сек.
Секреты установки
Для нормального функционирования ГРМ с гидрокомпенсаторами (после их замены) следует соблюдать определенные правила:
* новые ГК на заводе-изготовителе заполняются консервирующим масляным составом, который при установке удалять не нужно.
После запуска мотора этот состав без каких-либо последствий смешивается с маслом из системы смазки двигателя;
* не следует устанавливать в ГРМ пустые гидрокомпенсаторы, «завоздушенность» которых образовалась вследствие разборки и промывки. Сначала их нужно заполнить маслом.
Несоблюдение этого правила может привести к появлению значительных ударных нагрузок, особенно при первом пуске двигателя (пока «прокачается» система смазки);
* после установки ГК на двигатель рекомендуется 5-7 раз провернуть коленвал за храповик ключом и перед первым пуском мотора выждать 10-15 мин.
Это необходимо для того, чтобы под давлением кулачков распредвала плунжерные пары нагруженных компенсаторов заняли рабочее положение;
* при ремонте и замене ГК нужно промыть масляную систему, заменить масляный фильтр, залить в двигатель свежее масло.
Вращая коленвал, можно визуально проверить поступление масла через масляные каналы к установочным седлам (при извлеченных гидрокомпенсаторах);
* в ходе ремонта двигателя автомобиля с пробегом свыше 150-200 тыс. км гидрокомпенсаторы зазоров клапанов желательно заменить (при таком пробеге, как правило, они выходят из строя). Использование некачественных масел и несоблюдение сроков их замены может вдвое уменьшить срок службы ГК;
- * при наличии одного или нескольких неисправных гидрокомпенсаторов менять желательно весь комплект, иначе скоро придется повторно вскрывать ГРМ для ремонта.
- Прокачка гидрокомпенсаторов
При определенных условиях эксплуатации автомобиля (длительные перерывы в работе, износ плунжерных пар ГК) может произойти частичное вытекание масла из гидрокомпенсаторов (завоздушивание). Это проявляется стуками в приводе ГРМ прогретого двигателя.
Удалить воздух из компенсаторов можно следующим образом: сначала следует дать двигателю поработать 2-3 мин. при постоянных оборотах (2-2,5 тыс. об/мин), затем при переменных (2-3 тыс.
об/мин), а после этого 30-50 сек на холостых. Шумы в ГРМ должны исчезнуть, но если они сохраняются, весь цикл повторяется, иногда — несколько раз.
Если это не поможет, следует искать неисправные ГК и причину их выхода из строя.
Источник
Загрузка...
