Гидрокомпенсатора клапанов: Принцип работы, устройство, неисправности

Исторический экскурс

Гидрокомпенсаторы, они же — гидротолкатели или в простонародье «гидрики» появились достаточно давно. Разберем, зачем нужны компенсаторы и как они появились в моторах многих автомобилей.

Их появлением в конструкции газораспределительных механизмов автомобилей, водители во многом обязаны японским автоинженерам, так как именно они стали массово применять «гидрики» в конструкции системы ГРМ моторов. В то время, при проектировке ДВС, большое внимание уделялось не только его основным узлам (коленчатый вал, поршни, шатуны), но и деталям газораспределительного механизма. Инженеры постепенно «доводили» прежние поколения своих силовых агрегатов до совершенства. Так, на смену привычным механическим толкателям и пришли гидротолкатели.

Какие бывают типы гидрокомпенсаторов

Эти устройства широко применяются именно в системах ГРМ. Однако их аналоги применяются и в натяжениях цепей, так называемый «натяжитель цепи ГРМ». На данный промежуток времени применяются всего 4 конструкции.

• Гидротолкатель. Часто применяется на современных авто для регулировки зазора между клапаном и распределительным валом
• Гидроопора
• Гидроопора для установки в рычаги и коромысла. В основном применялись на старых механизмах ГРМ
• Роликовый гидротолкатель

Все 4 типа имеют места быть на различных конструкциях, хотя «гидроопоры» часто применялись раньше в двигателях. Сейчас все больше . С типами немного понятно, теперь подробнее как они работают.

Как работают гидрокомпенсаторы

Устройство гидрокомпенсатора (гидроопоры) представляет собой металлическую конструкцию цилиндрической формы. С внешней стороны компенсаторы не имеют каких-либо характерных элементов (за исключением компенсаторов роликового типа).

Весь механизм данной детали как раз кроется внутри: там находится подпружиненный плунжер и его клапан (шарик), отдельная пружина этого узла (плунжерной пары), а для работоспособности компенсатора в нем присутствует специальный канал, по которому подводится масло из ГБЦ. Также во внутренней части имеется специальная компенсационная емкость, где скапливается масло в момент нажатия кулачком распредвала на компенсатор. Данная компенсационная емкость выступает в роли своеобразного накопителя и работает как демпфер.

В ситуациях, когда кулачок распредительного вала не давит на гидрокомпенсатор, соприкосновение компенсатора с распредвалом осуществляется за счёт работы пружины и плунжерной пары. Демпфер наполнен маслом, но этого количества недостаточно для работы плунжерной пары. Масляный канал в компенсаторе закрыт, а давление внутри не превышает такую отметку, чтобы произошло давление на клапан ГРМ.

Внешняя же часть компенсатора соприкасается с профилем (кулачком) распределительного вала и постоянно перемещается, таким образом определяется момент и время на которое клапан будет открыт. В момент работы, кулачок распредвала давит на тело компенсатора, тем самым преодолевая усилие от пружины и плунжерной пары, и, открывая масляный канал, необходимый для работы плунжерной пары. Таким образом, при надавливании кулачка распредвала на компенсатор, происходит поступление масла в компенсатор, повышение давления в нём и его работа — открытие клапана ГРМ в нужный момент. Плунжерная пара же выступает регулятором и сразу же после прохождения кулачком вала определенной точки — начинает «стравливать» лишнее масло обратно в систему. В итоге за счёт работы плунжерной пары, разницы давления и теплового расширения металлов, обеспечивается подбор необходимого зазора и прижим компенсатора к распределительному валу.

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.

Неисправности

Нередко водители современных автомобилей, оснащенных моторами с гидротолкателями, сталкиваются с проблемами стучащих компенсаторов. Обычно подобные неисправности появляются на пробегах свыше 40 000км или больше. Почему стучат гидрокомпенсаторы? Причин для появления злополучного цокота может быть много, разберем их по порядку.

1. Использование низкокачественного масла. и/или несвоевременная замена ГСМ.

При заливке в мотор дешевых и некачественных масел, детали гидрокомпенсаторы подвергаются преждевременному износу: засоряются масляные каналы и клапан компенсатора (шарик), из-за чего компенсатор не полностью закрывается. Кроме того, при низкокачественном масле и неправильной работе плунжерной пары, часто происходят утечки масла и неправильный выбор зазора.

1. Несвоевременная замена ГСМ.

Редкая смена моторного масла также является одной из причин стука компенсаторов. Масло потерявшее свои рабочие свойства склонно к пригоранию и закоксовыванию, из-за чего отложения на стенках каналов мешают нормальному проходу и оттоку масла от компенсаторов.

1. Недостаточное количество масла в системе.

Автовладельцам не стоит забывать, что необходимо постоянно следить за уровнем масла в двигателе посредством щупа, причем делать это рекомендуется при каждом открытии капота, благо эта процедура по времени не занимает больше двух минут. Поэтому при появлении цокота из под клапанной крышки в первую очередь следует проверить уровень масла.

Разные модели силовых агрегатов имеют свои типичные «болячки», одна из таковых — утечки масла. И если подобные конструктивные недостатки в современных моделях двигателей можно встретить крайне редко, то проблемы с расходниками встречаются гораздо чаще. Использование неоригинальных или некачественных сальников и прокладок способно спровоцировать течи масла и понижение общего давления масла. Поэтому не стоит удивляться, если при «запотевшей» крышке ГБЦ или при подтеках на блоке цилиндров, начнут стучать компенсаторы. Кроме текущих сальников и прокладок проблемным местом также может быть неисправный масляный фильтр, из-за которого падает давление в системе и масло плохо поступает в колодцы для компенсаторов.

1. Поломки компенсаторов.

Выход из строя компенсаторов на иностранных автомобилях — явление не частое, но при эксплуатации в условиях стран РФ и СНГ всё-таки случается. Основных причин здесь две: — некачественные ГСМ (поддельное или дешевое масло, низкооктановый бензин со вредными присадками и т.д); — дешевый (ненадежный) производитель самих компенсаторов.

Использование низкокачественных ГСМ ведет к тому, что элементы гидротолкателей со временем попросту выходят из строя: — заклинивает плунжерная пара; — выходит из строя пружина плунжера.

1. Естественный износ.

При большом пробеге гидротолкателей (свыше 60 000 — 70 000 км) внутренние части компенсатора изнашиваются, в следствие чего появляются утечки масла из внутренней полости детали. Также на таких пробегах не редки случаи с подклиниванием плунжерной пары из-за чего часто возникает паразитный цокот.

Плюсы и минусы гидравлического компенсатора

Положительных сторон у такого механизма много:

• Он полностью не обслуживаемый, работает автоматически
• Увеличенный ресурс системы ГРМ
• Максимальный прижим, что дает хорошую тягу
• Минимальный расход топлива
• Двигатель работает всегда тихо

Что же не смотря на всю передовую конструкцию, есть и достаточно большое количество минусов.

• Так как вся работа строится на давлении масла, нужно заливать только качественные смазки. Желательна синтетика
• Нужно чаще менять масло
• Конструкция более сложная
• Дорогостоящий ремонт
• Со временем могут забиваться, что ухудшает работу двигателя (расход и тяга), а также ГРМ начинает шуметь

Самые большие минусы, это то что конструкция дорогая и сложная, и ОЧЕНЬ сильно требовательна к качеству масла. Если лить «не пойми что» очень быстро выйдут из строя и потребуют замены. Например, обычные механические толкатели, намного проще и менее требовательны к качеству смазки.

О холодном пуске замолвите слово

Многие автовладельцы часто жалуются на то, что во время запуска двигателя машины в зимний период возникает характерный цокот гидрокомпенсаторов. Возникновение этого паразитного стука при запуске мотора «на холодную» — распространенная ситуация, обусловленная следующими моментами: — использование масла повышенной вязкости; — запуск двигателя без предварительного подогрева (в теплом гараже, либо за счёт предпускового подогревателя); — запуск машины при отрицательных температурах (ниже -10-15 градусов).

Использование масла с высокой вязкостью при отрицательных температурах ведет к тому, что коленчатому валу, намного сложнее проворачивать мотор. Вторичный вал и привод дополнительных агрегатов страдают этой же проблемой, поэтому вязкое масло при запуске двигателя достаточно долго разжижается и доходит до компенсаторов.

Стоит помнить, что запуск мотора при отрицательных температурах всегда сложнее, поэтому рекомендуется устанавливать предпусковые подогреватели или парковать автомобиль в отапливаемых гаражах.

В случае, если парковать автомобиль в теплом гараже нет возможности, то следует использовать предпусковые обогреватели двигателей и заливать масло с низкой степенью вязкости. Также не лишним будет потратить чуть больше времени на прогрев мотора, а после начала движения — избегать сильных нагрузок до тех пор, пока ДВС не выйдет на свою «рабочую» температуру.

Понравилась статья? Поделитесь в соц. сетях:

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.

Принцип работы

Работу детали можно описать несколькими этапами:

1. Кулачок распредвала не оказывает давления на компенсатор и повернут к нему тыльной стороной, при этом между ними присутствует небольшой зазор. Плунжерная пружина внутри гидрокомпенсатора толкает плунжер из втулки. В это время под плунжером образовывается полость, которая заполняется маслом под давлением через совмещенный канал и отверстие в корпусе. Объем масла набирается до нужного уровня и шариковый клапан закрывается под действием пружины. Толкатель упирается в кулачок, движение плунжера прекращается, и масляный канал перекрывается. При этом зазор исчезает.
2. Когда кулачок начинает поворачиваться, он нажимает на гидрокомпенсатор, перемещая его вниз. За счет набранного объема масла плунжерная пара становится жесткой и передает усилие далее на клапан. Клапан под давлением открывается и в камеру сгорания поступает топливовоздушная смесь.
3. Во время движения вниз немного масла вытекает из полости под плунжером. После того как кулачок пройдет активную фазу воздействия цикл работы повторяется вновь.

Работа гидрокомпенсатора

Гидрокомпенсатор также регулирует зазор, возникающий вследствие естественного износа деталей ГРМ. Это простой, но в то же время сложный по исполнению механизм с точной подгонкой деталей.

Правильная работа гидравлических компенсаторов во многом зависит от давления масла в системе и от степени его вязкости. Слишком вязкое и холодное масло не сможет в нужном количестве поступить через каналы в тело толкателя. Слабое давление и протечки также снижают работоспособность механизма.

Гидравлические толкатели: устройство,фото,описание.

Общее устройство

Механизм газораспределения служит для своевременного впуска в цилиндры двигателя горючей смеси (бензиновые двигатели) или воздуха (дизельные двигатели) и выпуска из них отработавших газов в соответствии с требованиями рабочего процесса в каждом из цилин­дров двигателя.

Общее устройство и принцип работы механизма газораспределения рассмотрен на примере механизма двигателя ВАЗ (1.2.1).

Рис. 1.2.1 Газораспределительный механизм

Газораспределительный механизм состоит из распределительного вала 7, который может иметь цепной или ременной привод, рычагов (коромысел) 5, количество которых равно количеству клапанов, впускных и выпускных клапанов 1, направляющих втулок 2, устанавливаемых в головке блока и удерживающихся в ней с помощью стопорных колец, маслосъемных колпачков, опорных шайб, пружин 3, тарелок 4, сухарей, регулировочных болтов 9, вворачиваемых в резьбовые втулки 10 установленные в головке блока. Чтобы болты не отвернулись во время работы двигателя, их контрят с помощью гаек. Для фиксации и возврата рычагов в исходное положение предусмотрены пружины 8. В головке блоке предусмотрено специальное гнездо для посадки клапана 11.

При вращении распределительного вала его кулачок набегает на рычаг 5, который, поворачиваясь на сферической опоре регу­лировочного болта 9, другим концом нажимает на стержень клапана и откры­вает отверстие, сообщающее ка­меру сгорания ци­линдра с впуск­ным (впускной клапан) или вы­пускным (выпуск­ной клапан) тру­бопроводом. При дальнейшем пово­роте вала кулачок сходит выпуклой частью с рычага, который при по­мощи пружины 8 возвра­щается в исходное положение, а кла­пан под действи­ем пружин закрывается.

Типы привода клапанов.

Существует несколько вариантов передачи силового воздействия с кулачков распределительного вала на стержни клапанов (т. е. типов привода клапанов).

1. Привод через штангу и коромысло (рис.1.2.2) для автомобилей «Рено», «Форд» ранних выпусков, «Волга», «Газель».

Рис. 1.2.2 Привод клапанов через штангу и коромысла:

1 – седло клапана; 2 – клапан; 3 – маслоотражательный колпачок; 4,5 – клапанные пружины; 6 – тарелка пружины; 7 – сухарь; 8 – коромысло; 9 – регулировочный винт; 10 – гайка регулировочного винта; 11 – штанга; 12 – опорная шайба пружин

2. Привод через коромысло (рис.1.2.3) для автомобилей «Мазда-626», ЗАЗ-1102. При таком конструктивном исполнении кулачок распределительного вала воздействует на плечо коромысла, на конце которого для увеличения срока службы может быть установлен роликовый подшипник.

Сообщений 1 страница 17 из 17

Поделиться102.10.2012 10:06

• Автор: Kevlark
• Новичок
• Зарегистрирован: 10.06.2012
• Сообщений: 28
• Уважение: +1
• Провел на форуме: 7 часов 3 минуты
• Последний визит: 01.08.2013 15:20
• Данные авто: Volkswagen Passat B2

Здравствуйте, меня интересует вопрос. Открыв клапанную крышку, столкнулся с проблемой. Всеми известные рюмочки. Меня они заинтересовали и даже не много заинтриговали. Так, как, я впервые с ними сталкиваюсь.

О преимуществах и недостатках

Зачем нужны гидрокомпенсаторы? Ответ на этот вопрос хорошо демонстрируют положительные моменты от их применения:

• отныне нет нужды в регулярной корректировке теплозазоров клапанов;
• снизились нагрузки на клапаны и валы ГРМ в целом;
• удалось достичь снижения шумов от работы силового агрегата.

Стоит ли говорить после этого о недостатках? Конечно, да. Упомянем возникновение небольших стуков, которые можно услышать в первые минуты работы движка «на холодную». И то связано это с давлением смазки в системе — пока она холодная, о отличается большей густотой, а нормальное заполнение каналов происходит после достижения определенной рабочей температуры.