Для чего нужен гидрокомпенсатор

Первый двигатель с гидрокомпенсатором был установлен на Кадиллак в 1930 году. В то время об обслуживании силовых агрегатов никто не думал, поэтому по-настоящему востребованными "гидрики", как их теперь называют в народе, получили только в 80 годах. Тогда японский автопром вышел на мировой рынок, а потом завоевал его.

Но применение этих элементов вело к усложнению конструкции мотора и увеличивало стоимость машин, поэтому ставить их стали реже. Надежность двигателей по экономическим причинам несколько утратила свою важность, но все же владельцы машин с гидрокомпенсаторами могут считать себя везунчиками.

Гидрокомпенсатор — что это такое в двигателе?

В моторах, созданных во времена развития автомобильной промышленности, тепловые зазоры регулировались специальными механизмами. Зазор появляется в результате износа клапанов. Настройку клапанной системы рекомендовалось производить через каждые 15 000 км. Приходилось вскрывать ГБЦ, а сделать это мог только квалифицированный мастер.

Но автопром продолжал развиваться, и специалисты разработали устройство, поддерживающее зазор клапанов без регулировки. При его работе учитывается износ ГРМ. Устройство выполняет роль толкателя, в конструкцию которого входят пружины. Они в постоянном движении и меняются в размере пропорционально зазорам. Этот механизм и называют гидравлическим компенсатором.

Как выглядят гидрокомпенсаторы?

Есть компенсаторы для двигателей, выполненных по схемам SOHC и DOHC. По конструкции они различаются, но незначительно. Любой гидротолкатель установлен в металлический корпус, не подлежащий разборке. В моторах SOHC его ставят в гнезда коромысел клапанов, в двигателях DOHC — в гнездах ГБЦ. Устройство состоит из:

• плунжера;
• его втулки;
• клапанной пружины;
• шарикообразного клапана;
• пружины плунжера.

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.

Как работают гидрокомпенсаторы клапанов?

Принцип работы гидрокомпенсаторов — рациональное изменение зазора между клапанами и параллельными осями. Все изменения производятся автоматически. Перемещения деталей происходят ввиду подачи масла и действия пружин. При наличии этого механизма отпадает необходимость регулировать клапанную систему — открытие и закрытие клапанов происходит без внешнего вмешательства. Когда зазор меняется, толкатель «дожимает» клапан до необходимого положения.

Устройство гидрокомпенсатора включает в себя плунжерную пару и клапан, проводящий масло. Для компенсатора масло крайне важно. Показатель сжатия невысок, поэтому масляное давление является главной силой работы "гидрика".

Где находится гидрокомпенсатор?

На самом верху силового агрегата находится головка блока цилиндров. Внутри нее происходит вращение распределительных валов. По своему виду распредвал напоминает обычную ось с кулачками, под которыми и располагаются компенсаторы. Масло легко заполняет их, когда они в расслабленном состоянии, а вот его выход происходит в течение нескольких часов. Подвод рабочей жидкости осуществляется из канала, расположенного в подшипниковом корпусе, через специальное отверстие.

Главные элементы устройства — плунжерные пары, установленные в ГБЦ вместо обычных втулок и болтов. Плунжер все время давит на рычаг клапана, прижимая его к кулачку распределительного вала.

Виды гидрокомпенсаторов

Есть 4 вида устройств:

1. Гидротолкатель. Стоит на современных моделях автомобилей. Регулирует зазоры между распредвалом и клапаном.
2. Гидроопора.
3. Гидравлическая опора для работы в коромыслах и рычагах. Теперь это устройство почти не используется. Активно применялось оно в прежних моделях газораспределитильных механизмов.
4. Гидротолкатель на роликовой основе.

Сегодня все больше используют гидротолкатели, а гидроопоры постепенно уходят в прошлое. Встречаются все 4 конструкции.

Плюсы и минусы применения

Прямое назначение компенсатора — регулирование зазора, который образуется между клапаном и валом. Без этого нормального работать силовой агрегат не сможет. Происходит это автоматически за счет давления масла. Преимущества применения механизма таковы:

• топливо расходуется медленнее;
• улучшается динамика;
• мотор работает мягко и бесшумно;
• увеличивается срок службы ГРМ, повышается точность его фаз;
• мощность и ресурс работы ДВС увеличивается.

Не обходится и без минусов. Как уже говорилось, основной толкательной силой системы является масло. Следует использовать только качественные, а значит, дорогие масла. Предпочтительна синтетическая рабочая жидкость. Кроме того, масло приходится часто менять, а это тоже «пахнет» внушительными расходами.

Компенсаторы часто забиваются — это еще один минус механизма. Привод ГРМ начинает издавать сильный шум, а работа силового агрегата ухудшается.

Конструкцию сложно ремонтировать — лучше доверить это дело специалистам. Чтобы не пришлось постоянно посещать автосервис и менять гидравлические компенсаторы, нужно следить за тем, чтобы мотор находился в чистоте. При первой же необходимости меняйте масло в системе, тщательно промывайте мотор. Неисправности нужно устранять сразу же после их выявления.

Помните: выход из строя компенсатора может вызвать серьезные проблемы с ДВС. Так почему бы просто не соблюдать правила эксплуатации?

В результате износа деталей автомобильного двигателя зазоры на клапанах газораспределительного механизма неизбежно увеличиваются, поэтому время от времени приходится их регулировать. Занятие это не слишком сложное, но трудоемкое, требующее определенной квалификации и внимательности. Избежать частой регулировки клапанного механизма и сделать его работу более мягкой помогают гидрокомпенсаторы. Статья рассказывает о том, как они устроены и каких сюрпризов ждать, если вы воспользуетесь нашим советом и установите гидрокомпенсаторы на свой автомобиль. Одна из основных систем двигателя внутреннего сгорания — газораспределительный механизм (ГРМ) . Он отвечает за распределение по цилиндрам бензино-воздушной смеси в бензиновых двигателях (или воздуха — в дизельных) и за выпуск выхлопных газов. В состав ГРМ входят распределительный вал с кулачками (один или несколько) , клапаны и многочисленные детали, закрывающие клапаны и передающие на них усилия от кулачков распределительного вала: пружины, толкатели, штанги, рычаги коромысел и сами коромысла. Порядок расположения и форма кулачков на распределительном валу задают последовательность и продолжительность открытия и закрытия клапанов.

Распределительный вал может находиться в блоке цилиндров (такое расположение называют нижним) или в головке блока цилиндров (верхнее расположение) . Если вал "нижний", то усилие с кулачков на клапаны передают специальные толкатели, штанги и коромысла, если же вал "верхний", то удается обойтись без штанг. В этом случае усилие могут передавать рычаги или толкатели (или и те и другие вместе) , находящиеся в непосредственном контакте с распределительным валом.

Клапанный механизм действует в чрезвычайно жестких условиях. Его детали испытывают высокие ударные и инерционные нагрузки, а также термические напряжения (клапаны работают при очень высокой температуре, причем нагрев их весьма неравномерен) . Кромки тарелок клапанов и седла подвергаются эрозии, а распределительные валы, толкатели и направляющие втулки — действию трения. При этом все детали механизма должны действовать четко и слаженно, ведь от правильности их работы зависят все характеристики двигателя, начиная с мощности и кончая составом выхлопных газов.

Во время прогрева двигателя детали газораспределительного механизма нагреваются и их размеры увеличиваются. Чтобы при высокой температуре клапаны плотно закрывались, между элементами ГРМ необходимо оставлять небольшие тепловые (термические) зазоры. Заметим, что впускные и выпускные клапаны нагреваются до разной температуры (выпускные существенно горячее впускных) , поэтому и зазоры на них могут быть разными. В двигателях большинства легковых автомобилей величина зазора на впускных клапанах составляет 0,15-0,25 мм, а на выпускных — 0,2-0,35 мм и даже больше.

Если тепловой зазор отрегулирован неправильно, в зависимости от того, "в какую сторону" сделана ошибка, могут возникнуть разные технические неисправности.

Когда зазор отсутствует или, как говорят, клапаны перетянуты, они полностью не закрываются. Если в бензиновом моторе не закрываются впускные клапаны, то смесь может вспыхивать во впускном коллекторе — вследствие этого двигатель не развивает полную мощность и плохо запускается. Неплотность выпускных клапанов приводит к прогару их тарелок и седел. Неплотность клапанов дизеля делает его и вовсе неработоспособным.

Если же зазоры в клапанном механизме велики, то возникают значительные ударные нагрузки на детали и в двигателе появляется резкий частый стук. Распределительный вал да и все остальные детали механизма быстро изнашиваются. От этого клапаны открываются не полностью, а значит, уменьшается их проходное сечение. Наполняемость и вентиляция цилиндров ухудшаются, вследствие чего падает мощность двигателя и повышается содержание токсичных примесей в выхлопных газах.

«Мал, да удал» — это выражение как нельзя лучше подходит нашему герою статьи. Эти небольшие устройства, гидрокомпенсаторы, находятся в самом сердце автомобильного двигателя, в системе газораспределения. Они помогают компенсировать негативные последствия теплового расширения и исключают регулировку зазоров клапанов. Что случается, и почему стучат гидрокомпенсаторы?

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 — секреты конструкции

Углубимся в техническую часть и рассмотрим, каким образом эти устройства автоматически поддерживают одинаковый зазор. Его основными конструктивными элементами являются:

• корпус;
• плунжерная пара;
• пружина плунжера;
• обратный клапан.

Смысл работы гидрокомпенсаторов клапанов заключается в том, чтобы автоматически компенсировать меняющиеся под действием разных факторов зазоры в газораспределительном механизме двигателя, что достигается изменением их длины при помощи пружин и давления масла.

Как мы уже упоминали выше, гидрокомпенсаторы располагаются между распредвалом (его кулачками) и клапанами.

Когда кулачок вала повёрнут тыльной стороной, в компенсатор из рампы поступает порция масла, которая заполняет его полость, и он как бы раздвигается вверх и вниз пока не компенсирует зазор между своим корпусом и окружающими его элементами системы ГРМ.

Когда кулачок вала поворачивается выпуклой стороной к гидрокомпенсатору и давит на него, наш сегодняшний герой запирается, и масло, благодаря своей несжимаемости, превращает его в жёсткий элемент, который давит на клапан, открывая его.

При перемещении компенсатора часть масла из его плунжерной пары выходит через имеющиеся внутренние зазоры, и при возврате в исходное положение из рампы в гидрокомпенсатор поступает свежая порция, заполняющая его внутренности, и вновь зазоры скомпенсированы.

Почему стучат гидрокомпенсаторы?

Могут ли возникать какие-либо проблемы с гидравлическими компенсаторами? К сожалению, могут.

Нужно сказать, что не всегда это говорит о неисправности самих устройств, собака может быть зарыта и в другом. Итак, возможные неисправности:

• низкое давление в маслосистеме, из-за чего в компенсаторы не поступает достаточно масла, чтобы компенсировать зазоры;
• износ самой плунжерной пары;
• клин шарикового клапана компенсатора;
• заклинивание плунжерной пары;
• недостаточно масла, и такое бывает;
• засорены каналы в головке блока, по причине нагара или длительная езда на старом масле.

Как проверить гидрокомпенсаторы?

Как проверить гидрокомпенсаторы на работоспособность?

Справедливости ради отметим, что последние три проблемы из списка могут возникать по вине некачественного масла, заливаемого в систему, так как наличие в нём грязи и прочей гадости засоряет прецизионный механизм гидрокомпенсатора и преждевременно выводит его из строя.

Стук гидрокомпенсаторов. Как проверить гидрокомпенсаторы? — Слушаем!

1. Прерывистый шум в верхней части двигателя на холостых оборотах. Неисправность: клапан гидрокомпенсатора закрывается негерметично, поэтому не создается должного давления для компенсации теплового зазора;
2. При прогретом моторе возникает непрерывный отличительный шум, но при повышении оборотов шум стихает. Шум может исходить от нескольких клапанов. Неисправность: Износ — увеличение зазора между плунжером и и плунжерной втулкой, через который уходит масло, не успевая создавать компенсационное давление в гидрокомпенсаторе;

В целом же нормой считается минимум 100-120 тысяч километров пробега двигателя, прежде чем герои нашей статьи умрут естественной смертью, если же это произошло раньше, то причина, как правило, в некачественном масле.

Самая действенная мера по устранению стука, замена на новые.

А чтобы не сталкиваться с этой проблемой, заливайте качественную синтетику и тогда вы вряд ли услышите, как стучат гидрокомпенсаторы.

Коллеги-автолюбители, надеюсь, мы прояснили ситуацию по поводу того гидрокомпенсаторы что это такое и зачем они нужны в моторах машин.

Спасибо за внимание и до новых встреч на страницах моего уютного блога!