Что такое гидрокомпенсаторы в двигателе и почему они стучат

Гидрокомпенсаторы что это?

Для начала подробно разберёмся с проблемами, которые помогают решать гидрокомпенсаторы клапанов в современном моторостроении.

Обратимся к отечественной классике – машинам ВАЗ. Опытные автовладельцы наверняка помнят, как после определённого километража старые модели этой марки начинали работать со звуком дизельного мотора, хотя дизельными они никогда не были.

Такое случалось, если забыли вовремя отрегулировать клапаны или же отрегулировали их неправильно, а выполнять данную процедуру было необходимо.

Причина – большие нагрузки на механизмы ГРМ, постоянные и резкие тепловые расширения (тепловые зазоры). Одним словом, работа в адских условиях, что вызывает износ деталей, точность настройки которых должна составлять доли градусов и миллиметров.

Клокочущий звук работы двигателя это лишь вершина айсберга всех проблем.

Неотрегулированные зазоры между кулачками распредвала и толкателей и, как следствие, не вовремя открывающиеся и закрывающиеся клапаны цилиндров, вызывают повышенный расход топлива, снижение мощности силового агрегата и прочие неприятности.

Конечно же, процедура по регулярной юстировке механизма ГРМ требует специальных навыков и оборудования, поэтому инженеры задумались о том, как бы автоматизировать данный процесс. И придумали, создав гидрокомпенсаторы.

Они, благодаря своей хитрой конструкции, позволяют автоматически поддерживать одинаковые тепловые зазоры и компенсировать естественный износ металлических деталей.

Устанавливаются гидрокомпенсаторы между клапанами и распределительным валом, являя собою эдакое промежуточное звено. Как же устроены эти механизмы?

Гидрокомпенсаторы: что это такое и почему они стучат

Современные автомобили становятся более совершенными и умными. Это касается и газораспределительного механизма. Очень важно чтобы клапан всегда открывался и закрывался в нужный момент, чтобы в идеале, не было зазоров между распределительным валом и самим клапаном. Это дает много преимуществ, например увеличение мощности и уменьшение расхода топлива.

Раньше клапана регулировались вручную, потом появились механические «широкие» толкатели (которые, кстати, используются и по сей день на многих авто), но вершиной эволюции стали гидравлические компенсаторы или попросту «гидрокомпенсаторы». Они имеют много положительных моментов, но и отрицательных хватает, в частности они могут стучать.

Сегодня я постараюсь простым и понятным языком рассказать об устройстве, а также о некоторых поломках, будет и видео версия в конце …

Для начала определение:

Гидрокомпенсаторы – это устройства использующие давление масла для автоматической регулировки зазоров между клапанами и распределительными валами (или валом). Таким образом, улучшая динамические характеристики, уменьшая расход топлива. Стоит отметить, что улучшается и акустический комфорт, банально двигатель работает тише.

НО до появления гидрокомпенсаторов, на автомобили устанавливались механические регуляторы клапанов …

Немного истории

Гидравлические компенсаторы пришли на смену менее эффективным механическим регуляторам газораспределительных механизмов. Как правило, обычный клапан двигателя, скажем на классическом двигателе ВАЗ 2105 — 2107, не имеет гидрокомпенсатора поэтому его часто приходилось регулировать, в среднем через 10 000 километров. Регулировка клапана на, ВАЗ 2105 – 2107, производилась вручную, то есть приходилось снимать клапанную крышку и выставлять зазоры, при помощи специального щупа, которые различались по толщине, а значит вы могли подобрать для вашего пробега.

Если регулировку не производить, то двигатель автомобиля, начинал шуметь, динамические характеристики снижались, а расход топлива возрастал. Я снял подробное видео, почему нужно регулировать клапана, посмотрите полезно.

Через 40 – 50000 километров, клапана вообще следовало менять. То есть механическая регулировка клапана, «мягко» скажем — изжила себя, нужно было, что-то делать, так сказать усовершенствовать конструкцию.

Так на двигателях переднеприводных ВАЗ, начали устанавливать механические толкатели перед клапаном. Если утрировать, то на клапан сверху просто одевалась большая «шляпка», у нее большой диаметр (чем у старой конструкции), а поэтому износ намного уменьшился, ведь износить больший диаметр гораздо сложнее, чем малый. Но регулировка все равно осталась, конечно не каждые 10 000 километров, намного реже, но ее все равно рекомендуется делать. Обычно это происходило путем подкладывания ремонтных «шайб», увеличенной высоты.

Стоит о механические регулировки достаточно эффективны и используются некоторыми производителями до сих пор, регулировка шайбами рекомендуется не ранее 40 – 50 000 километров (если говорить о наших ВАЗ) на некоторых иномарках толкатели ходят еще дольше. Большими плюсами является простота конструкции, неприхотливость (можно лить полусинтетические масла), а также относительная дешевизна конструкции. Минусами можно отметить то, что при выработке «шайб» сверху двигатель начинал работать шумнее, падали динамические характеристики и увеличивался расход.

Выявление неисправных гидрокомпенсаторов

Выявить застучавший гидрокомпенсатор, в принципе, несложно. Достаточно с авто снять клапанную крышку, чтобы получить частичный доступ к ним, которого будет достаточно для проверки.

Чтобы проверить гидрики, достаточно воспользоваться не толстым деревянным бруском.

Проверка осуществляется путем нажатия на днище гидрика. При создании усилия он начнет утапливаться в своем посадочном месте

Важно при проверке, чтобы на днище гидрика не воздействовал кулачек распредвала

Заклинивший гидрокомпенсатор созданным усилием попросту не будет утапливаться в посадочном месте, воздействия человека будет недостаточно, чтобы преодолеть усилия пружины клапана.

Если же в нем отсутствует масло по какой-либо из перечисленных причин, утапливание гидрика в посадочном месте будет производиться при значительно меньшем усилии, чем нормально работающих.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Инструменты для ремонта автомобилей

Таким методом можно вычислить поломанные гидрокомпенсаторы.

Методы проверки

Теперь перед автомобилистом стоит задача узнать, компенсаторы на его автомобиле рабочие или нет. Как лучше поступить в подобной ситуации?

Существует два варианта проверки.

• Первый вариант предусматривает снятие клапанной крышки. Метод более наглядный и позволяет практически наверняка гарантировать правильный диагноз. Но выполнение более сложное из-за демонтажных работ;
• Второй вариант не требует, чтобы демонтировались элементы. Но здесь понадобится хороший слух. Для его улучшения лучше воспользоваться фонендоскопом. Прислушиваясь к работе ГК на разных режимах, можно найти источник проблем.

На каком варианте остановиться? Тут решать вам.

Оба метода проверки имеют свои сильные и слабые стороны. Новичку в таких делах я бы рекомендовал начать с прослушивания гидрокомпенсаторов. Если прослушка ничего не даст, тогда откроете клапанную крышку, и более наглядно рассмотрите состояние элементов.

Проверка прослушкой

Подготовка в процедуре предельно простая. Нужно разместить автомобиль на ровной поверхности, открыть капот, запустить мотор и прислушиваться.

Даже идеальный слух не всегда позволяет четко распознать неработающий компенсатор. Лучше взять в помощь вспомогательный медицинский инструмент. Найти его не сложно.

И тут рассмотрим несколько ситуаций. В зависимости от результата проверки, будем делать соответствующие выводы.

• После запуска мотора сначала шум появился, но через несколько секунд пропал. С компенсаторами все хорошо. Просто временно их полостей ГК вытекла смазка. Двигатель прокрутился и заполнил их;
• Обороты холостые, а шум со стороны компенсаторов прерывистый. Стоит поднять обороты, шум уходит. Проблема есть. Она кроется во втулке или засорениях;
• Двигатель прогрет, обороты холостые, шум непрерывный. Повысив обороты, шум пропадает. Это означает, что зазор увеличился;
• Симптомы аналогичны предыдущему пункту, только на низких шума нет, а на высоких оборотах есть. Тут вы столкнулись со вспениванием масла;
• Стучит один или сразу несколько шумов, вне зависимости от оборотов мотора. Тут возможна любая неисправность из перечисленных.

Прикладывая инструмент для прослушки поочередно к зоне, где располагается каждый из компенсаторов, можно понять, где конкретно есть проблема.

Если шум у одного ГК отличается от других, вы нашли источник неприятностей. Осталось лишь разобраться в причинах и устранить неисправности.

Проверка разборкой

Чтобы проверить эти элементы на предмет их работоспособности, можно демонтировать клапанную крышку. Далее придется отталкиваться от собственных ощущений при проверке упругости.

Вам придется прокрутить коленвал, используя для этого центральную гайку. Это приведет вал в движение.

Когда кулачок толкателя будет направлен в сторону, противоположную относительно ГК, поочередно проверьте элементы ан предмет их упругости, есть ли свободный ход.

Использовать можно руки или подручные инструменты. Когда компенсатор болтается и имеет слишком мягкий ход, он неисправен. Требуется ремонт.

Виды и устройство гидрокомпенсаторов

Как устроен гидрокомпенсатор: 1 – кулачек распределительного вала; 2 – выемка в теле гидрокомпенсатора; 3 – втулка плунжера; 4 – плунжер; 5 – пружина клапана плунжера; 6 – пружина клапана газораспределительного механизма; 7 – зазор между кулачком распределительного вала и рабочей поверхности гидрокомпенсатора; 8 — шарик (клапан плунжера); 9 – масляный канал в теле гидрокомпенсатора; 10 – масляный канал в головке блока цилиндров; 11 – пружина плунжирной пары; 12 – клапан газораспределительного механизма.

Данные элементы могут использоваться в ГРМ любого типа, имеющих коромысла, штанги или рычаги, как при верхнем, так и при нижнем расположении распредвала.

Однако в зависимости от типа газораспределительного механизма выбирается тот или иной вид гидрокомпенсаторов:

• гидроопоры простые;
• гидроопоры для коромысел или рычагов;
• гидротолкатели простые;
• гидротолкатели с роликовым механизмом.

В современных двигателях используются в основном гидротолкатели. Их основными элементами являются плунжерная пара с шариком, приводимым в движение пружиной, канал, по которому масло подается внутрь механизма, защитный корпус.

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.

Как проверить и узнать, какой гидрокомпенсатор стучит

Отечественные машины прельщают автовладельцев простотой ремонта. Большинство сервисных и ремонтных работ можно провести самостоятельно, не обращаясь на СТО и весомо экономя семейный бюджет. Но перед тем как перейти непосредственно к ремонту, нужно правильно диагностировать причину неисправности.

На примере автомобиля Шевроле-Нива мы расскажем, как узнать, какой гидрокомпенсатор стучит в ГРМ мотора.

Проверяем стучащий гидрокомпенсатор

Предварительно определите, каким гидрокомпенсатором нужно заняться вплотную, можно простым способом. Те гидрокомпенсаторы, которые выставлены в верхней мертвой точке, нужно слегка придавить отверткой, которая используется как рычаг.

Если под легким нажатием гидрокомпенсатор «проваливается», значит, он не отрегулирован и издает стук. Можно даже для «чистоты эксперимента», быстро нажимая на рычаг-отвертку, постучать гидрокомпнсатором.

Вот где расположены на моторе метки.

Проверив одни гидрокомпенсаторы, проверните звездочку распредвала на 180°, чтобы коленвал провернулся на 360° соответственно. И приступайте к проверке следующей группы. «Правильные» гидрокомпенсаторы «мертво» стоят на месте и не реагируют на легкое надавливание отвертки-рычага.

После предварительного определения неотрегулированных гидрокомпенсаторов, убедитесь, что нет ошибки. Проверить это легко, существует давний, «дедовский» способ. После того как сняли крышку коробки распредвала, на «расхлябанные» гидрокомпенсаторы надавите пальцем. Если ошибки нет, то они легко нажмутся.

Регулировка гидрокомпенсаторов не всегда дает желаемый результат. Бывает такое, что они оказываются сильно стертыми, и регулировки попросту не хватает. Выход в данной ситуации — их замена на новые.

После регулировки или замены гидрокомпенсаторов проверьте работу мотора. Для этого его надо завести. После запуска двигателя, какое-то время слышится стук. Не стоит сразу пугаться, гидрокомпенсатор должен «прокачаться». Если все прошло правильно, стук скоро прекратится.

Чтобы перестраховаться и окончательно убедиться, что все сделано правильно, заглушите мотор. Немного подождите и заведите снова, стук повториться не должен. Если стука мы не услышали, значит «плохие» гидрокомпенсаторы определены правильно.

Как бы далеко ни продвинулась автомобильная индустрия, сколько бы электронных устройств, определяющих автомобильные поломки, ни было изобретено, для отечественных автомобилей мы часто применяем старые, проверенные, «дедовские» способы диагностики. Они гораздо доступнее, не требует дорогостоящей аппаратуры и не уступают по точности инновационным способам.

А применимо к отечественной автомобильной технике, которая часто производится по устаревшим технологиям, «дедовские» способы диагностики автомобилей являются самыми правильными и доступными рядовым автолюбителям.

Гидрокомпенсаторы

Двигатель во время работы нагревается, что приводит к естественному расширению металлических деталей. Конструкторы учитывают данную особенность и поэтому оставляют специальные тепловые зазоры. Однако, еще одной особенностью двигателя является постепенный износ деталей, соответственно зазоры расширяются и мы наблюдаем такие негативные моменты, как уменьшение мощности, снижение компрессии, повышенный расход масла и топлива, постепенное разрушение деталей двигателя.

Важным элементом любого бензинового двигателя внутреннего сгорания является газо-распределительный механизм.

Его основные элементы:

• распределительный вал с проточенными на нем кулачками;
• впускные и выпускные клапаны;
• толкатели клапанов;
• шкив распредвала (приводит вал во вращение благодаря ремню ГРМ).

Мы перечислили только основные элементы, в действительности же их больше. Сама суть работы ГРМ сводится к тому, чтобы распредвал вращался синхронно с коленчатым валом, кулачки попеременно давили на толкатели (или коромысла), а те в свою очередь приводили в движение клапаны.

Со временем между рабочими поверхностями распредвала, толкателями (или коромыслами в V-образных двигателях) образуются зазоры. Чтобы их компенсировать, раньше применяли простой режим регулировки с помощью специальных меток и гаечных ключей. Регулировать зазоры приходилось буквально каждые 10-15 тысяч км.

На сегодняшний день такая проблема практически отпала благодаря изобретению и широкому применению гидрокомпенсаторов.

Устройство и принцип действия гидрокомпенсатора

Основные элементы гидрокомпенсатора:

• плунжерная пара (шарик, пружина, втулка плунжера);
• канал для поступления масла внутрь компенсатора;
• корпус.

Компенсатор устанавливается в головку блока цилиндров в специально отведенное место. Есть также возможность установить их и на более старые типы двигателей, в которых их установка не предусматривалась.

Принцип работы достаточно простой. Кулачок распредвала имеет неправильную форму. Когда он не давит на толкатель, зазор между ними увеличивается. В этот момент плунжерная пружина давит на клапан плунжера и внутрь компенсатора поступает масло из системы смазки, рабочая часть компенсатора немного приподнимается, приводит в движение толкатель и зазор между кулачком и толкателем исчезает.

Когда же распредвал делает оборот и кулачок начинает производить нагрузку на толкатель, рабочая часть гидрокомпенсатора начинает опускаться до тех пор, пока не перекроется канал поступления масла. Соответственно давление внутри компенсатора увеличивается и передается на шток клапана двигателя.

Именно благодаря внедрению гидрокомпенсаторов удалось достичь таких преимуществ новых двигателей перед старыми:

• отпала необходимость постоянно регулировать зазоры клапанов;
• работа двигателя стала более мягкой и тихой;
• уменьшилось количество ударных нагрузок на клапаны и распредвал.

Основные проблемы гидрокомпенсаторов

Стоит отметить, что плунжерная пара компенсатора — это весьма точное устройство. Зазор между втулкой и плунжером составляет несколько микрон. К тому же и масловыводящий канал тоже очень небольшого диаметра. Поэтому данные механизмы очень чувствительны к качеству масла. Они начинают стучать и выходить из строя, если заливать в двигатель некачественное масло, или если в нем очень много шлака, грязи, песка и так далее.

Если в системе смазки двигателя есть недочеты, то масло не сможет поступать в компенсаторы, а от этого они будут перегреваться и быстрее выходить из строя.

При установке или замене компенсаторов позаботьтесь, чтобы они были заполнены маслом. Обычно они поставляются уже заполненными. Если же внутри будет воздух, то могут возникнуть воздушные пробки и механизм не сможет выполнять поставленные задачи.

Если автомобиль долго стоял без работы, может происходить утечка масла из компенсаторов. В таком случае нужно их прокачать: дать поработать двигателю на постоянных оборотах, затем на переменных, а после этого на холостых — масло поступит в компенсаторы.

На этом видео специалист расскажет об устройстве и принципах работы гидрокомпенсаторов.

//www.youtube.com/embed/xnpjMjTW1Z4

Для чего нужно регулировать клапаны

Если вдруг появляется посторонний шум при работе двигателя, то, скорее всего, придется проверять двигатель или клапаны. Диагностика Газели:

1. Лучше всего ревизию сделать с помощью стетоскопа, подойдет для этого случая модель К-69М ГАРО.
2. Двигатель газели при этом должен быть прогрет, и проверять нужно при различной частоте вращения коленвала.
3. Придется внимательно прислушиваться на самой маленькой частоте вращения, потом на средней, начиная с распределительного механизма, а затем проверяя работу клапанов (750-1000 мин.-1).

Звуки от поврежденных клапанов слышны лучше всего в том месте, где находится головка, над местами их расположения.

Разобранный двигатель 4216
А если стук раздается в той стороне, где распределительный механизм, в том месте, где находится ось распредвала, то необходимо проверить толкатель и шейки распредвала. Но, где находится наиболее уязвимое место, можно определить не только по проблемным участкам, а также по уровню звука. Есть звуки четкие и громкие, дребезжащие и глухие. При неисправности клапанов, поршней и толкателей на Газели 4216, когда двигатель прогрет не был, стуки подскажут, что испорчен именно он.

Но если звуки слишком громкие и идут они от клапанов или толкателей или если частота вращения коленвала увеличивается, а эти звуки сливаются в общий гул, то двигатель находится в порядке.

Необходима регулировка клапанов Газель 4216, если они периодически стучат, то проявляясь, то исчезая, если резко менять частоту вращения коленчатого вала.

Регулировка клапанов Газели 4216
А если в моторном отсеке слышно специфическое клацанье, значит, нарушен необходимый зазор, и требуется клапаны регулировать или заменить. Имея Газель бизнес-класса, нужно помнить, что через каждые 1 500 км пробега профилактика зазора клапанов и проверка их состояния необходима.

Стучат гидрокомпенсаторы причины, как определить, что делать чтобы не стучали

Если из-под капота при движении постоянно доносится надоедливый и размеренный стук, причина скорее всего в гидрокомпенсаторах. Эта проблема может появиться на любой машине вне зависимости от ее производителя.

Стук гидрокомпенсаторов слышен как на холодную, так и на горячую, иногда они появляются после многолетней эксплуатации либо вскоре после приобретения новенького авто

Чтобы избавиться от этой проблемы, важно определить, почему стучат гидрокомпенсаторы

Причины

Гидравлический компенсатор – это специальное устройство, при помощи которого осуществляется регулировка зазоров клапанов мотора. Это небольшая туба, в которую помещается плунжерная пара, обратный клапан и пружина. С его помощью регулировку клапанов не нужно проводить вручную. Причин может быть несколько:

• Износ плунжерной пары. С ходом времени кулачки распредвала образуют вмятины на этой детали;
• Бракованные компоненты. Даже на лучших заводах, принадлежащих ведущим автопроизводителям, иногда допускают ошибки;
• Засорение клапана подачи масла. Загрязнения приводят к его залипанию;
• Воздушная подушка. Иногда в компенсатор проникает воздух, что может стать следствием недостаточной подачи смазывающих материалов;
• Загрязнение компонентов. В систему может проникнуть пыль или нагар от масла.

В некоторых случаях воздух наличествует в самом масле, или причиной для поломки является выход из строя каналов подачи масла

Также важно подбирать качественные смеси, максимально подходящие именно для вашего авто.

Стук на холодную и на горячую – что это такое?

Такими терминами часто пользуются автомеханики, и неопытные водители могут не разобраться в чем дело. Стук «на горячую» слышен при нагреве двигателя, чаще всего причиной для этого является выработка ресурса залитого масла. Помочь с решением этой проблемы поможет его замена, либо установка нового фильтра. Ни одна из указанных мер не помогла? Значит, причину следует искать в других узлах двигателя.

Когда гидрокомпенсаторы стучат на холодную, звук проявляется сразу после запуска мотора. В результате неполадки масло не проникает в компенсатор, при этом водители очень часто игнорируют возникающий при запуске звук, что может привести к серьезным проблемам в будущем.

Как выяснить, какой из гидравлических компенсаторов стучит?

Опытный специалист легко может определить стучащий гидрокомпенсатор, проводя акустическую диагностику. После локализации проблемы специалист промывает деталь, устанавливает ее назад, на место, а затем заново запускает двигатель. Если проблема сохранилась, значит, эту деталь нужно полностью заменить.

Для того, чтобы убрать стук гидрокомпенсаторов методом замены масла, нужно правильно подобрать смазывающий материал, такой подход оправдан, когда стучат гидрокомпенсаторы на горячую. Также можно попытаться использовать специальную присадку от стука гидрокомпенсаторов, которая улучшит свойства смазочных материалов, делая их более подходящими для использования с данными компонентами.

Если материал был для вас интересен или полезен, опубликуйте его на своей странице в социальной сети:

Зачем нужны гидрокомпенсаторы?

С прогревом двигателя до его рабочей температуры происходит параллельное нагревание других устройств силового агрегата. Детали расширяются, из-за чего между элементами конструкции уменьшаются зазоры.

Если говорить о ГРМ, точность зазоров очень важна – от этого зависит чёткость работы ДВС. Зазоры клапанных механизмов можно регулировать как вручную, так и при помощи специальных устройств. Клапаны находятся под постоянной тепловой и ударной нагрузками. Кстати, все детали ГРМ прогреваются неравномерно, и естественный износ — это основная «болезнь» клапанного механизма.

Термический зазор обеспечивает нормальную работу клапанной системы. Выпускные клапаны из-за контакта с горячими газами нагреваются намного сильнее впускных, поэтому и зазоры здесь больше. Отрегулированные зазоры постоянно меняются из-за износа механизма и по другим причинам. Их изменения ведут к преждевременному износу ГРМ. Клапаны начинают стучать, топливо расходуется стремительно, мощность мотора падает.

Выпускные клапаны страдают намного больше впускных. Горячий газ, проходя через нарушенные уплотнения, может разрушить седло клапана и его тарелку. А еще образование зазора ведет к увеличению ударных нагрузок и к потере мощности силовым агрегатом.

Регулировку зазоров можно провести вручную – но только при наличии опыта и соответствующих навыков. Подстройка должна проводиться через каждые 15 000 км. Проводить процедуру приходится с учетом температурных колебаний – среднее значение здесь в расчет не берется. С гидрокомпенсаторами, регулирующими зазор автоматически, возникает куда меньше проблем.

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.

Назначение и принцип работы гидрокомпенсаторов

Гидравлические компенсаторы, или гидрокомпенсаторы, это составная часть системы газораспределительного механизма (ГРМ) в цилиндре ДВС. При прогреве двигателя детали ГРМ нагреваются, что приводит к увеличению их размеров. Поэтому между деталями ГРМ оставляются тепловые зазоры — от 0,15 мм на впускных клапанах и до 0,35 мм на выпускных. Одной из проблем ГРМ является механический износ и увеличение зазоров клапанов, в результате чего клапаны не открываются или не закрываются полностью. Результатом этого становится снижение мощности автомобиля, затруднения с пуском мотора и повышение токсичности выхлопа. Причиной этого является загорание топлива во впускном коллекторе или недостаточная наполняемость цилиндров двигателя топливной смесью. Дизельные же автомобили в результате неправильного размера тепловых зазоров и вовсе становятся неработоспособными.

Для регуляции размеров зазоров клапанов ранее применялась механическая настройка рычагов и шайб, затем появились механические толкатели, а на современных автомобилях их сменили гидравлические компенсаторы. Гидрокомпенсаторы в автоматическом режиме изменяют свою длину на размер, равный тепловому зазору в ГРМ.

По своему устройству гидрокомпенсатор представляет собой:

• корпус в виде цилиндрического толкателя или составной части головки цилиндров;
• расположенная в корпусе плунжерная пара, состоящая из втулки и плунжера (шарикового подпружиненного клапана), зазор между втулкой и плунжером — около 8 мм;
• пружины плунжера;
• обратный клапан.

Работа гидрокомпенсатора состоит из нескольких этапов.

1. На первом этапе кулачок распредвала расположен в противоположной стороне от гидрокомпенсатора. Плунжерная пружина выдвигает плунжер, в результате чего увеличивается зазор. В полость под плунжером поступает масло через масляный канал, после чего под воздействием плунжерной пружины клапан закрывается. На этом этапе плунжер поднимается и компенсирует зазор.
2. Под воздействием распределительного вала кулачок начинает давить на толкатель и перемещает его в нижнее положение. Шариковый клапан закрывается, а плунжерная пара начинает работать как жесткий элемент из-за того, что масло не сжимается.
3. При перемещении плунжерной пары вниз часть масла вытекает из полости, что компенсируется дополнительными порциями масла из системы авто. Длина гидравлического компенсатора незначительно увеличивается, образуя зазор. Его размер выравнивается порциями масла, которые подаются из системы смазки автомобиля.

Главный плюс гидрокомпенсаторов — абсолютно автоматический режим работы, не требующий регулировки, так как гидрокомпенсатор всегда подбирает необходимый зазор.

Принцип работы гидрокомпенсаторов клапанов

Для работы двигателя одной из наиболее важных характеристик является четкость и своевременность каждого действия каждого компонента общей системы. В особенности это касается механизма газораспределения – от того, насколько слаженно работают его компоненты, зависит не только эффективность функционирования двигателя, но и его долговечность. Клапан должен всегда открываться в нужный момент и закрываться до поднятия поршня. А зазоры между элементами должны быть минимальными. Сократить такие зазоры, которые неизбежно имеются в конструкции любого двигателя, позволяют гидрокомпенсаторы. Это, пожалуй, один из важнейших элементов ГРМ, избавляющий автовладельца от множества проблем.

Распространенные неисправности гидрокомпенсаторов

Самые распространенные неисправности можно разделить на несколько категорий:

1. засорение продуктами разложения масла или другими инородными телами. Здесь основной причиной становится использование некачественной смазки, которая может деградировать и расслоиться, или попадание посторонних засорителей.Сгустки с высокой вязкостью, а иногда даже затвердевшие частички, могут закупорить систему как на уровне подвода, так и внутри гидрокомпенсатора. Это либо полностью парализует работу, либо затрудняет ее;
2. недостаточное наполнение. Может быть как следствием загрязнения, так и указывать на низкое давление, создаваемое насосом. В случае с насосом, проблема нуждается в немедленном разрешении, так как страдают не только компенсаторы, но и все трущиеся элементы;
3. выработка в плунжерной паре. При этом не обеспечивается полное запирание смазочного материала внутри втулки или, в запущенных случаях, ее заклинивание;
4. дисфункция шарикового запорного устройства. Наиболее частой причиной становится засорение. Плунжерная пара перестает выполнять свои функции. Появляются ударные нагрузки;
5. появление задиров и шероховатостей на стенках компенсатора и в выемке ГБЦ. При этом затрудняется возвратно-поступательное движение. Это, в особо запущенных случаях, может привести к неполному закрытию впускного или выпускного канала и даже заклиниванию.

Исправление ситуации

Довести начатое после выявления всех возможных причин становится очень просто:

1. Если причиной того, что стучат гидрокомпенсаторы на холодную, являются сами изделия, то их придется банально заменить.
2. При наличии неправильного объема масла – долить или, наоборот, слить лишнее.
3. Фильтрующий элемент при засорении – меняется.
4. Аналогично следует поступить, если были обнаружены повреждения насосного оборудования.

Если же автолюбитель не смог выявить каких-либо явных признаков возникновения подобных шумов при эксплуатации своей машины, то рекомендуется приобрести и использовать более качественное масло. Если же и это не принесет результата, то остается только один выход – отправка транспортного средства на хорошую станцию техобслуживания, где более опытные специалисты смогут подобрать “оптимальное лечение”.

Для долговременной эксплуатации автомобиля важно не только визуально осматривать механизмы, но и прислушиваться к звукам, которые он издает. Например, на слух можно диагностировать случай, когда стучат гидрокомпенсаторы

Для облегчения эксплуатации автомобиля и устранения необходимости регулярно регулировать клапанный зазор производители разработали и стали серийно применять гидрокомпенсаторы. Однако, их применение не только упрощает жизнь автовладельцу, но может стать причиной беспокойства о том, что делать в случае наличия посторонних звуков из подкапотного пространства.

Наиболее частой причиной, почему стучат гидрокомпенсаторы становится масло

Автовладельцу необходимо обратить внимание на следующие факторы, способные вызвать стук гидрокомпенсаторов:

• масло должно соответствовать рекомендациям производителя
• замена масла должна проходить вовремя
• замена масляного фильтра производится одновременно с заменой масла
• масло должно соответствовать климатическим условиям

Наиболее важным при выборе масла является соответствие его вязкости рекомендациям производителя. Гидрокомпенсаторы будут стучать если:

• масло слишком вязкое
• масло слишком жидкое

В случае слишком вязкого масла гидрокомпенсаторы обычно стучат на холодную, так как масло в недостаточном количестве подается по каналам. В процессе нагревания масла, оно становится более жидким и способно беспрепятственно заполнить всю систему. Поэтому стук на горячую обычно проходит.

Если масло слишком жидкое, то на некоторых автомобилях возникает ситуация, что масляный насос не способен создать оптимальное давление в системе. В результате происходит масляное голодание, и стук гидрокомпенсаторов, который более отчетливо слышно на прогретом двигателе. В случае поломки масляного насоса возникает аналогичная ситуация.

Такая же ситуация может возникнуть и при несоответствии масла климатическим условиям.

Для устранения стука гидрокомпенсаторов в таком случае необходимо заменить масло. Если замена масла производится в гаражных условиях, то необходимо проконтролировать полное соответствие масла требованиям автопроизводителя.

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.

Устройство гидрокомпенсатора

Гидрокомпенсатором называют устройство, которое регулирует зазоры клапанов мотора. Двигатель способен нагреваться во время работы, что приводит к природному расширению металлических элементов. Конструкторы учитывают такие особенности и поэтому создают специальные тепловые зазоры. Тем не менее, еще одной особенностью мотора является постепенный износ элементов, что соответственно расширяет зазоры и мы видим такие отрицательные моменты, как снижение компрессии, постепенное разрушение элементов мотора, уменьшение мощности и повышенный расход топлива и масла.

Важной деталью любого бензинового мотора внутреннего сгорания является газо-распределительная система. Ее основные детали:. 1.Шкив распредвала, который начинает вращаться при помощи ремня ГРМ (газо-распределительный механизм)

1.Шкив распредвала, который начинает вращаться при помощи ремня ГРМ (газо-распределительный механизм).

2. Толкатели клапанов.

3. Выпускные и впускные клапаны.

4. Распределительный вал с кулачками, проточенными на нем.

Здесь перечислены лишь основные детали, на самом же деле их больше. Суть работы ГРМ заключается в синхронном вращении распредвала с коленчатым валом, попеременном давлении кулачков на толкатели, что приводит клапаны в движение.

Существует несколько типов гидрокомпенсаторов:

1.Гидротолкатель.

2. Роликовый гидротолкатель.

3. Гидроопора.

4. Гидроопора для установки в коромысла или рычаги.

Под влиянием времени между толкателями (коромыслами) и рабочими поверхностями распредвала образуются зазоры. Когда-то для их компенсации использовали простой режим регулировки при помощи гаечных ключей и специальных меток. Регулировать зазоры было нужно почти каждые десять или пятнадцать тысяч километров. На сегодняшний день такой проблемы практически не существует благодаря созданию и активному использованию гидрокомпенсаторов.

Хоть гидрокомпенсаторы бывают разных видов, в основном принцип их действия и устройство ничем не отличаются. Основные детали гидрокомпенсатора:

1.Корпус.

2. Канал для поступления внутрь компенсатора масла.

3. Плунжерная пара — втулка плунжера, пружина, шарик.

Гидрокомпенсатор монтируют на специально отведенное место в головку цилиндрического блока. Кроме того, их можно установить на старые типы моторов, в которых не была предусмотрена их установка.

Принцип работы гидрокомпенсатора довольно прост. Кулачок распредвала имеет неправильные формы. Когда он на толкатель не давит, между ними увеличивается зазор. В тот же момент на клапан плунжера давит плунжерная пружина и из системы смазки внутрь компенсатора поступает масло, что немного приподнимает рабочую часть гидрокомпенсатора, приводит толкатель в движение и зазор между толкателем и кулачком исчезает.

Когда распредвал производит оборот и кулачок начинает давать нагрузку на толкатель, рабочая часть гидрокомпенсатора опускается до перекрытия канала поступления масла. Таким образом внутри компенсатора увеличивается давление и передается штоку клапана мотора.

Благодаря применению гидрокомпенсаторов удалось достигнуть несколько преимуществ новых моторов перед старыми:

1.На распредвал и клапаны уменьшилось число ударных нагрузок.

2. Работа мотора стала более тихой и мягкой.

3. Больше не нужно ежевременно регулировать зазоры клапанов.

Устройство и принцип работы гидрокомпенсаторов

Гидрокомпенсаторы можно устанавливать на все типы газораспределительных механизмов (ГРМ) — с коромыслами, рычагами, штангами — и при любом расположении распредвала (верхнем или нижнем, рис. 1).

В зависимости от конструкции ГРМ различают четыре базовых типа гидрокомпенсаторов (см. фото ниже): гидротолкатели; гидроопоры; гидроопоры, предназначенные для установки в рычаги или коромысла; роликовые гидротолкатели.

Беды и победы гидравлической компенсации. Зачем нужны гидротолкатели, каков ресурс, что их губит

Тепловое расширение вследствие нагрева штука коварная. Например, если клапан механизма газораспределения по причине температурного расширения металла удлинится настолько, что торцом своего стержня упрется в соседнюю деталь в кинематической схеме ГРМ, тарелка клапана не сможет плотно садиться в седло и обеспечивать герметичность камеры сгорания.

В результате теряется компрессия, двигатель не развивает мощность, а тарелка клапана, лишившись возможности во время посадки в седле отдавать тепло головке цилиндров и охлаждаться, перегревается и может прогореть, что для устранения неисправности потребует дорогостоящего ремонта силового агрегата.

Чтобы избежать негативных последствий теплового расширения клапанов, между клапанами и их толкателями необходимо предусмотреть зазоры. Называются они тепловыми, что недвусмысленно указывает на назначение зазоров — обезопасить мотор от проблем, связанных с изменением размеров за счет различного расширения по-разному нагретых деталей.

Однако износ, которому в процессе эксплуатации помимо седел клапанов в головке цилиндров, уплотнительных фасок на тарелках и упорных торцов стержней клапанов подвергаются также другие трущиеся детали привода, не менее коварен, чем тепловое расширение.

По мере износа зазор, установленный при конвейерной сборке двигателя на случай температурного расширения, увеличивается. Это ведет, во-первых, к сокращению периода, когда клапан открыт. Клапан открывается позже и закрывается раньше, что в зависимости от того, с впускным или выпускным клапаном подобное происходит, отрицательно сказывается на наполнении цилиндров свежим зарядом и их очистке от отработавших газов. Такое искажение фаз газораспределения вызывает снижение мощности двигателя и рост расхода топлива.

Во-вторых, из-за того, что с увеличением зазора кулачок распредвала преждевременно отрывается от толкателя, тарелка клапана начинает возвращаться в седло не плавно, как должна, а с ударом. И кулачок распредвала, вместо того чтобы плавно нажимать на толкатель, тоже начинает бить по нему. Ударная работа убыстряет износ и может способствовать появлению микротрещин на контактных поверхностях, дальнейшим развитием которых, по всей видимости, объясняются многие известные случаи высыпания седел клапанов из головки цилиндров. Свидетельствует о том, что детали ГРМ испытывают ударные нагрузки, появление шума.

Это означает, что одного наличия теплового зазора мало. Надо также предусмотреть возможность его регулировки в процессе эксплуатации двигателя и прописать эту процедуру в качестве обязательной при техническом обслуживании.

Но есть другой выход. Чтобы избавиться от неприятностей, связанных с температурным расширением и износом, было разработано специальное устройство, которое автоматически выбирает тепловой зазор в клапанах и компенсирует последствия механического износа.

Для пользователей самое очевидное достоинство применения гидравлических компенсаторов в механизме газораспределения — отсутствие необходимости периодически проверять и регулировать зазоры в клапанах.

Однако сказанное выше иллюстрирует, что куда важнее то, что благодаря работе гидрокомпенсаторов остаются практически неизменными оптимальные фазы газораспределения и с ними — динамические и экономические характеристики двигателя, а также компонентный состав отработавших газов. Кроме того, применение гидрокомпенсаторов уменьшает уровень шума от двигателя, а поскольку это свидетельствует о снижении динамических нагрузок, то можно говорить об увеличении долговечности деталей ГРМ.

Другое название гидрокомпенсаторов теплового зазора — гидротолкатели, но по-настоящему справедливо оно только для узлов, расположенных непосредственно перед клапанами. Однако в зависимости от кинематической схемы привода клапанов и конструктивных соображений гидрокомпенсаторы могут размещаться в других точках привода.

В частности, при наличии в приводе клапанов коромысел, представляющих собой двуплечий рычаг, гидрокомпенсатор нередко выполняют в виде опоры для плеча, противоположного плечу, которое воздействует на клапан.

Такие нюансы делают гидрокомпенсаторы визуально непохожими друг на друга, но их конструктивная сущность от этого не меняется.

Состоит гидрокомпенсатор из корпуса, поршня, размещенной между ними пружины и запорного клапана. Пружина разжимает корпус и поршень в разные стороны, в результате чего выбирается клапанный зазор. В полость, образованную во внутреннем объеме над поршнем, из системы смазки двигателя под давлением поступает масло и создает подпор, обеспечивающий беззазорную кинематическую связь между клапаном и деталями его привода во время работы мотора.

В моменты надавливания на гидрокомпенсатор кулачком или коромыслом клапан запирает масляную полость над поршнем изнутри. Это предотвращает обратный выход масла из полости через входное отверстие. Потери масла через зазор между корпусом и поршнем восполняются в период «покоя», когда кулачок или коромысло перестают давить на гидрокомпенсатор.

У всего есть срок службы, и у гидрокомпенсатора он тоже имеется. Гидрокомпенсатор нормально работает, пока за время «покоя» успевают восполниться утечки масла из полости над поршнем. Но когда баланс нарушается в сторону утечек, привод начинает работать с ударами, которые заявят о себе характерными стуками.

Масло может слишком быстро выдавливаться из гидрокомпенсатора по двум причинам. Во-первых, зазор между поршнем и внутренней поверхностью корпуса чрезмерно увеличился в связи с естественным износом, который сопровождает перемещения любых трущихся друг о друга деталей.

Вторая причина — неисправность клапана, запирающего внутреннюю полость гидрокомпенсатора. Для клапана критичен не только износ, но и отложения продуктов старения масла.

Помимо проблем, связанных с утечкой масла, существует еще одна неприятность, которая может произойти с гидрокомпенсатором, — заклинивание поршня в корпусе. Как указывают производители, это основная причина возврата гидрокомпенсаторов в период действия гарантии. Однако и по ее истечении инородные частицы, попавшие в гидрокомпенсатор вместе с маслом и проникшие в зазор между плунжером и гильзой, тоже могут вызывать заклинивание.

В любом случае определяет срок службы гидрокомпенсаторов качество смазки. Отсюда требовательность к характеристикам моторного масла и неукоснительному соблюдению периодичности замены масла и масляного фильтра.

Но каков все-таки ресурс гидрокомпенсаторов? Если проштудировать информацию производителей этих устройств, выяснится, что рассчитывать на беспроблемную эксплуатацию можно лишь до пробега 120 тыс. км. Далее — как карты лягут.

Несомненно, озвученная цифра подольет масла в огонь споров, что лучше — гидрокомпенсаторы или их отсутствие и регулировка тепловых зазоров вручную, ведь, как показывает практика, она тоже может понадобиться лишь к указанному пробегу. А может и не понадобиться — такое практика эксплуатации тоже знает. Если учесть все достоинства и недостатки использования гидрокомпенсаторов, истина, по всей видимости, как обычно, где-то посередине.

Сергей БОЯРСКИХ Фото автора и из открытых источников ABW.BY