Як працює гідрокомпенсатор? Стукають гідрокомпенсатори: причини та що робити. Найпростіший спосіб усунути стукіт гідрокомпенсаторів Принцип роботи гідрокомпенсатора

Перший двигун із гідрокомпенсатором був встановлений на Кадилак у 1930 році. На той час про обслуговування силових агрегатів ніхто не думав, тож по-справжньому затребуваними "гідрики", як їх тепер називають у народі, отримали лише у 80 роках. Тоді японський автопром вийшов світовий ринок, та був завоював його.

Але застосування цих елементів вело до ускладнення конструкції мотора та збільшувало вартість машин, тому ставити їх стали рідше. Надійність двигунів з економічних причин дещо втратила свою важливість, але все ж власники машин з гідрокомпенсаторами можуть вважати себе везунчиками.

Гідрокомпенсатор – що це таке у двигуні?

У моторах, створених за часів розвитку автомобільної промисловості, теплові зазори регулювалися спеціальними механізмами Зазор утворюється в результаті зносу клапанів. Налагодження клапанної системи рекомендувалося проводити через кожні 15 000 км. Доводилося розкривати ГБЦ, а зробити це міг лише кваліфікований майстер.

Але автопром продовжував розвиватись, і фахівці розробили пристрій, що підтримує зазор клапанів без регулювання. За його роботи враховується знос ГРМ. Пристрій виконує роль штовхача, конструкцію якого входять пружини. Вони в постійному русі та змінюються у розмірі пропорційно зазорам. Цей механізм називають гідравлічним компенсатором.

Як виглядають гідрокомпенсатори?

Є компенсатори для двигунів, виконаних за схемами SOHC та DOHC. За конструкцією вони різняться, але трохи. Будь-який гідроштовхач встановлений у металевий корпус, що не підлягає розбиранню. У моторах SOHC його ставлять у гнізда коромисел клапанів, у двигунах DOHC – у гніздах ГБЦ. Пристрій складається з:

• плунжера;
• його втулки;
• клапанної пружини;
• кулькоподібного клапана;
• пружини плунжера.

Навіщо потрібні гідрокомпенсатори?

З прогріванням двигуна до його робочої температури відбувається паралельне нагрівання інших пристроїв силового агрегату. Деталі розширюються, через що між елементами конструкції зменшуються проміжки.

Якщо говорити про ГРМ, точність проміжків дуже важлива - від цього залежить чіткість роботи ДВС. Зазори клапанних механізмів можна регулювати як вручну, так і за допомогою спеціальних пристроїв. Клапани знаходяться під постійним тепловим та ударним навантаженнями. До речі, всі деталі ГРМ прогріваються нерівномірно, і природне зношування - це основна «хвороба» клапанного механізму.

Термічний зазор забезпечує нормальну роботу клапанної системи. Випускні клапани через контакт з гарячими газами нагріваються набагато сильніше за впускні, тому і зазори тут більше. Відрегульовані зазори постійно змінюються через знос механізму та з інших причин. Їхні зміни ведуть до передчасного зносу ГРМ. Клапани починають стукати, паливо витрачається стрімко, потужність двигуна падає.

Випускні клапани страждають набагато більше від впускних. Гарячий газ, проходячи через порушені ущільнення, може зруйнувати сідло клапана та його тарілку. А ще утворення зазору веде до збільшення ударних навантаженьта до втрати потужності силовим агрегатом.

Регулювання зазорів можна провести вручну – але лише за наявності досвіду та відповідних навичок. Підстроювання має проводитися через кожні 15 000 км. Проводити процедуру доводиться з урахуванням температурних коливань - середнє значення тут не береться. З гідрокомпенсаторами, що регулюють зазор автоматично, виникає кудись менше проблем.

Як працюють гідрокомпенсатор клапанів?

Принцип роботи гідрокомпенсаторів – раціональна зміна зазору між клапанами та паралельними осями. Усі зміни виконуються автоматично. Переміщення деталей відбуваються через подачу масла та дії пружин. За наявності цього механізму відпадає необхідність регулювати клапанну систему - відкриття та закриття клапанів відбувається без зовнішнього втручання. Коли проміжок змінюється, штовхач «дотискає» клапан до необхідного положення.

Пристрій гідрокомпенсатора включає плунжерну пару і клапан, що проводить масло. Для компенсатора олія вкрай важлива. Показник стиснення невисокий, тому масляний тиск є головною силою роботи "гідрику".

Де знаходиться гідрокомпенсатор?

На вершині силового агрегату знаходиться головка блоку циліндрів. Усередині неї відбувається обертання розподільчих валів. За своїм виглядом розподільний вал нагадує звичайну вісь з кулачками, під якими і розташовуються компенсатори. Олія легко заповнює їх, коли вони у розслабленому стані, а ось його вихід відбувається протягом кількох годин. Підведення робочої рідини здійснюється з каналу, розташованого в підшипниковому корпусі, через спеціальний отвір.

Головні елементи пристрою – плунжерні пари, встановлені в ГБЦ замість звичайних втулок та болтів. Плунжер весь час тисне на важіль клапана, притискаючи його до кулачка. розподільчого валу.

Види гідрокомпенсаторів

Є 4 види пристроїв:

1. Гідроштовхач. Стоїть на сучасних моделяхавтомобілів. Регулює зазори між розподільним валом і клапаном.
2. Гідроопора.
3. Гідравлічна опора для роботи в коромислах та важелях. Тепер цей пристрій майже не використовується. Активно застосовувалося воно у колишніх моделях газорозподільних механізмів.
4. Гідроштовхач на роликовій основі.

Сьогодні все більше використовують гідроштовхачі, а гідроопори поступово йдуть у минуле. Зустрічаються всі 4 конструкції.

Плюси та мінуси застосування

Пряме призначення компенсатора - регулювання зазору, що утворюється між клапаном та валом. Без цього нормального силовий агрегат працювати не зможе. Відбувається це автоматично за рахунок тиску олії. Переваги застосування механізму такі:

• паливо витрачається повільніше;
• покращується динаміка;
• мотор працює м'яко та безшумно;
• збільшується термін служби ГРМ, підвищується точність його фаз;
• потужність та ресурс роботи ДВСзбільшується.

Не обходиться і без мінусів. Як мовилося раніше, основний штовхальної силою системи є масло. Слід використовувати тільки якісні, а отже, дорогі олії. Переважна синтетична робоча рідина. Крім того, масло доводиться часто міняти, а це теж «пахне» значними витратами.

Компенсатори часто забиваються – це ще один мінус механізму. Привід ГРМ починає видавати сильний шум, а робота силового агрегату погіршується.

Конструкцію складно ремонтувати – краще довірити цю справу фахівцям. Щоб не довелося постійно відвідувати автосервіс та змінювати гідравлічні компенсатори, потрібно стежити за тим, щоб двигун був у чистоті. При першій необхідності міняйте масло в системі, ретельно промивайте мотор. Несправності потрібно усувати відразу після їх виявлення.

Пам'ятайте: вихід з ладу компенсатора може викликати серйозні проблемиз ДВЗ. Так чому б просто не дотримуватись правил експлуатації?

Деталі газорозподільного механізму двигуна в процесі роботи зазнають великих навантажень і високу температуру. Від нагрівання вони розширюються нерівномірно, оскільки виготовлені з різних сплавів. Для забезпечення нормальної роботи клапанів у конструкції повинен бути передбачений спеціальний тепловий зазор між ними та кулачками розподільного валу, який закривається в процесі роботи мотора.

Зазор повинен завжди залишатися в передбачених межах, тому клапана потребують періодичного регулювання, тобто підбору штовхачів або шайб потрібного розміру. Позбавитися необхідності регулювання теплового зазору, і зменшити шум на непрогрітому двигуні дозволяють гідрокомпенсатори, іноді їх називають просто «гідрики» або гідроштовхачі.

Пристрій гідрокомпенсатора

Гідрокомпенсатори автоматично регулюють тепловий зазор, що змінюється. Приставка «гідро» має на увазі дію якоїсь рідини у роботі деталі. Цією рідиною виступає олія, яка подається до гідрокомпенсаторів під тиском. Складна та точна система пружин усередині регулює зазор.

Різні види гідрокомпенсаторів

Застосування гідрокомпенсаторів передбачає наявність таких переваг:

• відсутність необхідності періодичного регулювання клапанів;
• правильна;
• зменшення шуму під час роботи мотора;
• збільшення ресурсу деталей газорозподільного механізму

Основними компонентами гідрокомпенсатора є:

Принцип роботи

Роботу деталі можна описати кількома етапами:

1. Кулачок розподільного валу не чинить тиску на компенсатор і повернутий до нього тильною стороною, при цьому між ними є невеликий зазор. Плунжерна пружина всередині гідрокомпенсатора штовхає плунжер із втулки. У цей час під плунжером утворюється порожнина, яка заповнюється маслом під тиском через суміщений канал та отвір у корпусі. Об'єм масла набирається до потрібного рівня та кульковий клапан закривається під дією пружини. Тягач упирається в кулачок, рух плунжера припиняється, і масляний канал перекривається. При цьому проміжок зникає.
2. Коли кулачок починає повертатись, він натискає на гідрокомпенсатор, переміщуючи його вниз. За рахунок набраного об'єму олії плунжерна пара стає жорсткою і передає зусилля далі на клапан. Клапан під тиском відкривається і в камеру згоряння надходить паливоповітряна суміш.
3. Під час руху вниз трохи олії витікає із порожнини під плунжером. Після того як кулачок пройде активну фазу впливу, цикл роботи повторюється знову.

Гідрокомпенсатор також регулює зазор, що виникає внаслідок природного зношування деталей ГРМ. Це простий, але в той же час складний по виконанню механізм з точним підганянням деталей.

Правильна робота гідравлічних компенсаторів багато в чому залежить від тиску олії в системі та від ступеня її в'язкості. Занадто в'язка і холодна олія не зможе в потрібній кількості надійти через канали в тіло штовхача. Слабкий тиск та протікання також знижують працездатність механізму.

Види гідрокомпенсаторів

Залежно від компонування ГРМ та місця встановлення розрізняють чотири основні види гідрокомпенсаторів:

• гідроштовхачі;
• роликові гідроштовхачі;
• гідроопори;
• гідроопори, які встановлюються під коромисли чи важелі.

Всі види дещо відрізняються за конструкцією, але мають один і той же принцип дії. Найбільшого поширенняв сучасних автомобіляхотримали звичайні гідроштовхачі з плоскою опорою під кулачок розподільного валу. Ці механізми встановлюються безпосередньо на стрижні клапана. Кулачок розподільного валу впливає на гідроштовхач безпосередньо.

При нижньому розташуванні розподільного валу встановлюються гідроопори під важелі і коромисла. У такому положенні кулачок штовхає механізм знизу, а зусилля на клапан передається через важіль або коромисло.

За таким самим принципом працюють і роликові гідроопори. Для меншого впливу тертя застосовуються ролики, які контактують із кулачками. Роликові гідроопори застосовуються переважно на двигунах японського виробництва.

Переваги і недоліки

Гідравлічні компенсатори дозволяють уникнути множини технічних проблемпід час експлуатації двигуна. Відпадає необхідність регулювання теплового проміжку, наприклад, за допомогою шайб. Також гідроштовхачі зменшують рівень шуму та ударні навантаження. Плавна та правильна роботазнижує знос деталей ГРМ.

Серед переваг є свої недоліки. Двигуни, в яких використовуються гідрокомпенсатори, мають особливості експлуатації. Найяскравіший із них – нерівна робота холодного двигуна на момент запуску. З'являються характерні стуки, які при досягненні температури та тиску зникають. Це відбувається через те, що при запуску тиск олії недостатній. Воно не надходить у компенсатори, тому з'являється стукіт.

Ще одним недоліком можна назвати вартість деталей та обслуговування. Якщо потрібно заміна, то це варто довірити майстру. Також гідрокомпенсатори вимогливі до якості олії та роботи всієї системи мастила. Якщо залити неякісне масло, це може безпосередньо позначитися їх роботі.

Основні несправності, можливі причини та заміна

Стук, що з'явився, говорить про несправності в газорозподільному механізмі. Якщо стоять гідрокомпенсатори, то причина може бути в них:

• Несправність самих гідроштовхачів: вихід з ладу плунжерної пари або заклинювання плунжерів, заклинювання кулькового клапана, природне зношування.
• Низький тиск олії в системі.
• Засмічення масляних каналів у головці блоку циліндрів;
• Попадання повітря у .

Визначити несправний компенсатор зазору звичайному автолюбителю досить важко. Для цього, наприклад, можна скористатися автомобільним стетоскопом. Достатньо прослухати кожен гідрокомпенсатор, щоб визначити несправний характерним стукотом.

Також працездатність гідрокомпенсаторів можна перевірити, якщо вдасться зняти їх із двигуна. У заповненому стані вони не повинні стискатися. Деякі види можна розібрати та визначити ступінь зносу внутрішніх деталей.

Неякісна олія призводить до засмічення масляних каналів. Виправити це можна шляхом заміни самої олії, масляного фільтра та промивання гідрокомпенсаторів. Промити можна спеціальними рідинами, ацетоном або високооктановим бензином. Якщо справа в олії, то це має допомогти усунути стукіт.

При заміні гідравлічних компенсаторів зазору потрібно дотримуватися деяких нюансів:

• Нові гідроштовхачі вже заповнені масляним складом. Видаляти цю олію не потрібно. Олія змішується в системі мастила, і повітря не потрапить до системи.
• Не можна ставити «порожні» компенсатори (без олії) після промивання або розбирання. Так у систему потрапляє повітря.
• Після встановлення нових гідрокомпенсаторів рекомендується кілька разів провернути колінчастий вал. Це робиться для того, щоб плунжерні пари прийшли в робочий стан і підвищився тиск.
• Після заміни гідроштовхачів рекомендується поміняти олію та фільтр.

Щоб гідрокомпенсатори доставляли якнайменше проблем при експлуатації, потрібно використовувати якісне моторне масло, яке рекомендується в посібнику з експлуатації автомобіля. Також необхідно дотримуватися регламенту заміни масла та фільтра. Дотримуючись цих правил, гідравлічні компенсатори прослужать довго.

Сучасні автомобілі стають більш досконалими та розумними. Це стосується й газорозподільного механізму. Дуже важливо, щоб клапан завжди відкривався і закривався в потрібний момент, щоб в ідеалі, не було зазорів між розподільчим валомта самим клапаном. Це дає багато переваг, наприклад збільшення потужності та зменшення витрати палива. Раніше клапани регулювалися вручну, потім з'явилися механічні «широкі» штовхачі (які, до речі, використовуються й досі на багатьох авто), але вершиною еволюції стали гідравлічні компенсатори або просто «гідрокомпенсатори». Вони мають багато позитивних моментів, але й негативних вистачає, зокрема, вони можуть стукати. Сьогодні я постараюся простою та зрозумілою мовою розповісти про пристрій, а також про деякі поломки, буде і відео версія наприкінці …

Для початку визначення:

Гідрокомпенсатори – це пристрої, які використовують тиск масла для автоматичного регулювання зазорів між клапанами та розподільними валами (або валом). Таким чином, покращуючи динамічні характеристикизменшуючи витрату палива. Покращується і акустичний комфорт, банально двигун працює тихіше.

А до появи гідрокомпенсаторів, на автомобілі встановлювалися механічні регулятори клапанів.

Трохи історії

Гідравлічні компенсатори прийшли на зміну менш ефективним механічним регуляторамгазорозподільних механізмів Як правило, звичайний клапан двигуна, скажімо на класичному двигуніВАЗ 2105 - 2107, не має гідрокомпенсатора, тому його часто доводилося регулювати, в середньому через 10 000 кілометрів. Регулювання клапана, ВАЗ 2105 – 2107, проводилося вручну, тобто доводилося знімати клапанну кришку і виставляти зазори, за допомогою спеціального щупа, які розрізнялися по товщині, а значить ви могли підібрати для вашого пробігу.

Якщо регулювання не проводити, то двигун автомобіля починав шуміти, динамічні характеристики знижувалися, а витрата палива зростала. Через 40 – 50000 кілометрів клапана взагалі слід було міняти. Тобто механічне регулювання клапана, «м'яко» скажемо — зжила себе, потрібно було щось робити, так би мовити удосконалити конструкцію.

Так на двигунах передньопривідних ВАЗ почали встановлювати механічні штовхачі перед клапаном. Якщо утрувати, то на клапан зверху просто одягався великий «капелюшок», у нього великий діаметр (ніж у старої конструкції), а тому знос набагато зменшився, адже зносити більший діаметр набагато складніше, ніж малий. Але регулювання все одно залишилося, звичайно, не кожні 10 000 кілометрів, набагато рідше, але його все одно рекомендується робити. Зазвичай це відбувалося шляхом підкладання ремонтних шайб, збільшеної висоти. Варто відзначити, що такі механічні регулювання досить ефективні і використовуються деякими виробниками до цих пір, регулювання шайбами ​​рекомендується не раніше 40 - 50 000 кілометрів (якщо говорити про наших ВАЗ) на деяких іномарках штовхачі ходять ще довше. Великими плюсами є простота конструкції, невибагливість (можна лити напівсинтетичні олії), а також відносна дешевизна конструкції. Мінусами можна відзначити те, що при виробленні «шайб» зверху двигун починав працювати гучніше, падали динамічні характеристики та збільшувалася витрата. Потрібна була конструкція, яка автоматично регулювала проміжок.

І ось на зміну механічного регулюванняклапана, прийшла зовсім нова технологія. Тут все просто - тепер вам не потрібно регулювати клапан вручну, за вас все зроблять гідрокомпенсатори. Вони самі виставлять необхідний проміжок клапана двигуна, завдяки чому збільшується ресурс двигуна, збільшується потужність, знижується витрата палива, та й механізм ходить досить довго 120 – 150 000 кілометрів (при належному обслуговуванні). Загалом крок уперед.

Які бувають типи гідрокомпенсаторів

Ці пристрої широко застосовуються саме у системах ГРМ. Однак їх аналоги застосовуються і в натягах ланцюгів, так званий «натягувач ланцюги ГРМ». На даний проміжок часу використовуються всього 4 конструкції.

• Гідроштовхач. Часто застосовується на сучасних авто для регулювання зазору між клапаном та розподільчим валом
• Гідроопора
• Гідроопора для встановлення в важелі та коромисла. В основному застосовувалися на старих механізмах ГРМ
• Роликовий гідроштовхач

Всі 4 типи мають місце бути на різних конструкціях, хоча «гідроопори» часто застосовувалися раніше у двигунах. Зараз все більше виробників йдуть до «гідроштовхачів». З типами трохи зрозуміло, тепер докладніше, як вони працюють.

Принцип роботи гідрокомпенсатора

Для початку я хочу розібрати складові гідроштовхача:

1. Кулачок распредвала
2. Проточка в тілі гідрокомпенсатора
3. Втулка плунжера
4. Плунжер
5. Пружина клапана плунжера
6. Пружина ГРМ
7. Зазор між гідрокомпенсатором та кулачком розподільчого валу.
8. Кулька (клапан)
9. Масляний канал у тілі гідрокомпенсатора
10. Масляний канал у головці блоку циліндрів
11. Пружина плунжера
12. Клапан ГРМ

Гідрокомпенсатор це як би проміжна ланка між клапаном та розподільчим валом газорозподільного механізму. Коли кулачок валу (1) не тисне на гідравлічний компенсатор, то клапан (12) знаходиться в закритому стані, за впливом пружини (6).

Пружина плунжера (11) тисне на плунжерну пару (3 і 4) за рахунок цього корпус гідрокомпенсатора переміщається до валу, поки не впирається в нього, тим самим ділячи мінімальний зазор.

Тиск усередині плунжера проводиться за допомогою тиску масла, від двигуна воно рухається каналом (10) і потім в канал самого компенсатора (9). Далі через канавку (2) заходить усередину, де відгинає клапан (8) та проходить створюючи тиск.

Потім кулачок розподільного валу йде вниз, утворюючи тиск на гідравлічний компенсатор. Олія, яка зайшла всередину плужерної пари, створює тиск на клапан (8) фактично запаковуючи його. Як ми з вами знаємо, олія практично не стискається, тому після замикання компенсатор виступає як жорсткий елемент, який тисне на клапан ГРМ, відкриваючи його.

Варто відзначити, що це високоефективний пристрій, масло з плунжерної пари трохи видавлюється перш ніж кулькоподібний клапан (8) його заборона всередині. Таким чином, може утворитися невеликий зазор, який забереться при наступному накачуванні олії через канали (9 і 10) і гідрокомпенсатор знову стане жорстким.

Таким чином, не дивлячись на температуру двигуна, теплове розширення завжди буде встановлюватися максимально можливий зазор. Цей механізм не потрібно регулювати весь термін служби, навіть не дивлячись на вироблення, адже він завжди ефективно підібгає до розподільчого валу.

Плюси та мінуси гідравлічного компенсатора

Позитивних сторін такого механізму багато:

• Він повністю не обслуговується, працює автоматично
• Збільшений ресурс системи ГРМ
• Максимальний притиск, що дає хорошу тягу
• Мінімальна витрата палива
• Двигун працює завжди тихо

Що ж не дивлячись на всю сучасну конструкцію, є і досить велика кількість мінусів.

• Так як вся робота будується на тиск масла, потрібно заливати тільки якісні мастила. Бажана синтетика
• Потрібно частіше міняти олію
• Конструкція складніша
• Дорогий ремонт
• Згодом можуть забиватися, що погіршує роботу двигуна (витрата та тяга), а також ГРМ починає шуміти

Найбільші мінуси, це те, що конструкція дорога і складна, і ДУЖЕ дуже вимоглива до якості масла. Якщо лити «не зрозумій що» дуже швидко вийдуть з ладу і вимагатимуть заміни. Наприклад, звичайні механічні штовхачі набагато простіші і менш вимогливі до якості мастила.

Чому гідрокомпенсатори стукають

Для початку хочеться відзначити якщо компенсатори стукають, це говорить про не правильну їхню роботу, швидше за все вони вийшли з ладу, або щось не так з мастилом двигуна.

Власне основна причина криється як і рівень масла, хоча є купа механічних несправностей.

• Недостатньо олії. Таке теж буває, воно не ефективно закачується в канали і тому не закачується плунжерної пари, тобто не створюється потрібного тиску всередині

• Забиті канали в голівці блоку або самому гідрокомпенсатор. Відбувається це через невчасної заміниолії, вона пригорає і на стінках утворюються нагари, які закупорюють канали, олія не може ефективно проходити у компенсатор.

• Вийшла з ладу плунжерна пара, найчастіше її просто клинить
• Вийшов з ладу кульковий клапан плунжера
• Нагар на корпусі плунжера зовні. Він фізично не дає йому підніматися та компенсувати зазори

Звичайно буває стукають через те, що в системі є нагар, тоді потрібно просто їх зняти і промити, працездатність може відновитися. А при великих пробігах, вони розбиваються (виявляється вироблення), вимагають заміни.

Теплове розширення внаслідок нагрівання штука підступна. Наприклад, якщо клапан механізму газорозподілу через температурне розширення металу подовжиться настільки, що торцем свого стрижня упреться в сусідню деталь у кінематичній схемі ГРМ, тарілка клапана не зможе щільно сідати в сідло і забезпечувати герметичність камери згоряння.

В результаті втрачається компресія, двигун не розвиває потужність, а тарілка клапана, втративши можливість під час посадки в сідлі віддавати тепло голівці циліндрів і охолоджуватися, перегрівається і може прогоріти, що для усунення несправності вимагатиме дорогого ремонту силового агрегату.

Щоб уникнути негативних наслідків теплового розширення клапанів, між клапанами та їх штовхачами необхідно передбачити проміжки. Називаються вони тепловими, що недвозначно вказує на призначення проміжків - убезпечити двигун від проблем, пов'язаних зі зміною розмірів за рахунок різного розширення по-різному нагрітих деталей.

Однак знос, якому в процесі експлуатації крім сідел клапанів в головці циліндрів, ущільнювальних фасок на тарілках і завзятих торців стрижнів клапанів піддаються також інші деталі приводу, що труться, не менш підступний, ніж теплове розширення.

У міру зношування зазор, встановлений при конвеєрній збірці двигуна на випадок температурного розширення, збільшується. Це веде, по-перше, до скорочення періоду, коли клапан відкритий. Клапан відкривається пізніше і закривається раніше, що в залежності від того, з впускним або випускним клапаном подібне відбувається, негативно позначається на наповненні циліндрів свіжим зарядом та їх очищення від газів, що відпрацювали. Таке спотворення фаз газорозподілу викликає зниження потужності двигуна та зростання витрати палива.

По-друге, через те, що зі збільшенням зазору кулачок розподільного валу передчасно відривається від штовхача, тарілка клапана починає повертатися в сідло не плавно, як має бути, а з ударом. І кулачок розподіляла, замість того щоб плавно натискати на штовхач, теж починає бити по ньому. Ударна робота прискорює знос і може сприяти появі мікротріщин на контактних поверхнях, подальшим розвитком яких, очевидно, пояснюються багато відомих випадків висипання сідел клапанів з головки циліндрів. Свідчить, що деталі ГРМ відчувають ударні навантаження, поява шуму.

Це означає, що наявності теплового зазору мало. Потрібно також передбачити можливість його регулювання в процесі експлуатації двигуна і прописати цю процедуру як обов'язкове при технічному обслуговуванні.

Але є інший вихід. Щоб позбутися неприємностей, пов'язаних з температурним розширенням та зносом, було розроблено спеціальний пристрій, яке автоматично вибирає тепловий зазор у клапанах та компенсує наслідки механічного зносу.

Для користувачів найбільш очевидна перевага застосування гідравлічних компенсаторів у механізмі газорозподілу - відсутність необхідності періодично перевіряти та регулювати зазори в клапанах.

Однак сказане вище ілюструє, що значно важливіше те, що завдяки роботі гідрокомпенсаторів залишаються практично незмінними оптимальні фази газорозподілу і з ними - динамічні та економічні характеристики двигуна, а також компонентний склад газів, що відпрацювали. Крім того, застосування гідрокомпенсаторів зменшує рівень шуму від двигуна, а оскільки це свідчить про зниження динамічних навантажень, можна говорити про збільшення довговічності деталей ГРМ.

Інша назва гідрокомпенсаторів теплового зазору - гідроштовхачі, але по-справжньому справедлива вона тільки для вузлів, розташованих безпосередньо перед клапанами. Однак залежно від кінематичної схеми приводу клапанів та конструктивних міркувань гідрокомпенсатори можуть розміщуватись в інших точках приводу.

Зокрема, за наявності у приводі клапанів коромисел, що є двоплечим важелем, гідрокомпенсатор нерідко виконують у вигляді опори для плеча, протилежного плечу, яке впливає на клапан.

Такі нюанси роблять гідрокомпенсатори візуально несхожими один на одного, але їхня конструктивна сутність від цього не змінюється.

Складається гідрокомпенсатор із корпусу, поршня, розміщеної між ними пружини та запірного клапана. Пружина розтискає корпус і поршень у різні боки, у результаті вибирається клапанний зазор. У порожнину, утворену у внутрішньому обсязі над поршнем, з системи мастила двигуна під тиском надходить масло і створює підпір, що забезпечує беззазорний кінематичний зв'язок між клапаном і деталями приводу під час роботи мотора.

У моменти натискання на гідрокомпенсатор кулачком або коромислом клапан замикає масляну порожнину над поршнем зсередини. Це запобігає зворотному виходу олії з порожнини через вхідний отвір. Втрати олії через зазор між корпусом і поршнем заповнюються в період "спокою", коли кулачок або коромисло перестають тиснути на гідрокомпенсатор.

У всього є термін служби, і у гідрокомпенсатора він теж є. Гідрокомпенсатор нормально працює, поки за час "спокою" встигають заповнитися витікання олії з порожнини над поршнем. Але коли баланс порушується у бік витоків, привод починає працювати з ударами, які заявлять про себе характерними стуками.

Олія може дуже швидко видавлюватися з гідрокомпенсатора з двох причин. По-перше, зазор між поршнем і внутрішньою поверхнею корпусу надмірно збільшився у зв'язку з природним зносом, який супроводжує переміщення будь-яких деталей, що труться один про одного.

Друга причина - несправність клапана, що замикає внутрішню порожнину гідрокомпенсатора. Для клапана критичний як знос, а й відкладення продуктів старіння олії.

Крім проблем, пов'язаних із витіканням олії, існує ще одна неприємність, яка може статися з гідрокомпенсатором, - заклинювання поршня в корпусі. Як зазначають виробники, це основна причина повернення гідрокомпенсаторів у період гарантії. Однак і після її закінчення сторонні частинки, що потрапили в гідрокомпенсатор разом з маслом і проникли в зазор між плунжером і гільзою, теж можуть викликати заклинювання.

У будь-якому випадку визначає термін служби гідрокомпенсаторів якість мастила. Звідси вимогливість до характеристик моторної оліїта неухильне дотримання періодичності заміни олії та масляного фільтра.

Але який все-таки ресурс гідрокомпенсаторів? Якщо проштудувати інформацію виробників цих пристроїв, з'ясується, що безпроблемну експлуатацію можна розраховувати лише до пробігу 120 тис. км. Далі – як карти ляжуть.

Безперечно, озвучена цифра піділлє олії у вогонь суперечок, що краще - гідрокомпенсатори або їх відсутність та регулювання теплових зазорів вручну, адже, як показує практика, вона може знадобитися лише до зазначеного пробігу. А може й не знадобитися – така практика експлуатації теж знає. Якщо врахувати всі переваги та недоліки використання гідрокомпенсаторів, то істина, мабуть, як завжди, десь посередині.

Розміри деталей працюючого двигуна внутрішнього згоряннявнаслідок нагрівання збільшуються. Щоб це не призвело до поломок, прискореного зносу, погіршення характеристик силових агрегатів між деякими деталями на етапі конструювання створюють теплові зазори. При розігріві двигуна за рахунок розширення деталей вони «вибираються» (поглинаються). Проте в міру зносу деталей їх нагріву виявляється недостатньо для поглинання проміжків, що негативно позначається на характеристиках двигуна.

Тепловий зазор у механізмі приводу клапанів впливає на працездатність силового агрегату. Тому що через знос деталей клапанні зазорипостійно змінюються, ще на початку минулого століття двигун впровадили механізм їх регулювання за допомогою звичайних гайкових ключів. Робити це слід регулярно, а значить, підвищувалася трудомісткість техобслуговування і збільшувалася його вартість. Гідрокомпенсатори (ГК) дозволяють уникнути цих проблем. Вони повинні повністю поглинати зазори між робочими поверхнями розподільного валу та рокерами коромислами, клапанами, штангами - незалежно від температурного режиму та ступеня зносу деталей.

Гідрокомпенсатори можна встановлювати на всі типи газорозподільних механізмів (ГРМ) – з коромислами, важелями, штангами – і при будь-якому розташуванні розподільного валу (верхньому або нижньому, рис. 1).

Залежно від конструкції ГРМ розрізняють чотири базові типи гідрокомпенсаторів (див. фото нижче): гідроштовхачі; гідроопори; гідроопори, призначені для встановлення в важелі або коромисла; роликові гідроштовхачі.

Конструкція гідрокомпенсаторів

Пристрій та принцип роботи гідрокомпенсатора розглянемо на прикладі гідроштовхача, встановленого в головці блоку циліндрів. Інші типи гідрокомпенсаторів хоч і відрізняються за конструкцією, але працюють за тим самим принципом. Гідроштовхач є корпусом, всередині якого встановлена ​​рухома плунжерна пара з кульковим клапаном. Корпус рухливий щодо напрямного сідла, зробленого голівці блоку циліндрів. Якщо ГК вмонтовано в важелі приводу клапанів (у рокери або коромисла), його рухомою частиною є тільки плунжер, частина якого виступає виконана у вигляді кульової опори або опорного черевика.

Основна частина ЦК – плунжерна пара. Зазор між втулкою та плунжером становить всього 5-8 мкм, що забезпечує високу герметичність з'єднання, при цьому рухливість деталей зберігається. У нижній частині плунжера зроблено отвір для надходження масла, яке закривається підпружиненим зворотним кульковим клапаном. Між втулкою та плунжером встановлена ​​досить жорстка зворотна пружина.

Принцип дії гідрокомпенсаторів

Коли кулачок розподільного валу розташований тильною стороною до корпусу штовхача (рис. 2а), зовнішнього стискаючого навантаження немає і між корпусом і кулачком холодного двигуна є зазор (Н). Поворотна пружина виштовхує плунжер доти, доки цей зазор не буде «вибраний» - зменшений практично до нуля. Одночасно масло із системи змащення двигуна через кульковий клапан і перепускний канал надходить у внутрішню порожнину плунжера та заповнює її.

У міру того, як вал повертається, кулачок починає тиснути на корпус штовхача і переміщає його вниз, перекриваючи масляні канали - системи мастила двигуна та канал перепуску (рис. 2б). Кульковий клапан при цьому закривається і тиск масла під плунжером збільшується. Так як рідина несжимаема, плунжерна пара починає працювати як жорстка опора, передаючи зусилля кулачка на шток клапана двигуна.

Хоча зазор у плунжерній парі дуже малий, трохи олії все ж таки продавлюється назад через технологічний зазор між плунжером і втулкою, тому штовхач опускається («просідає») на 10-50 мкм. Величина «просідання» залежить від оборотів обертання колінвала двигуна. Якщо вони збільшуються, за рахунок зменшення часу натискання на корпус гідроштовхача знижуються витоку олії з-під плунжера.

Утворення зазору при сході кулачка з штовхача виключається завдяки дії пружини зворотної плунжера і тиску масла в системі змащення двигуна. Таким чином, гідрокомпенсатор забезпечує відсутність проміжків - за рахунок постійного жорсткого зв'язку між елементами ГРМ. Через нагрівання двигуна довжина деталей самого гідрокомпенсатора дещо змінюється, але він автоматично компенсує ці зміни.

«Плюси» та «мінуси» використання гідрокомпенсаторів у двигунах

Використання ГК дозволило уникнути регулювання зазорів клапанного механізму і зробити його роботу більш «м'якою»; зменшити ударні навантаження, тобто знизити зношування деталей ГРМ і виключити підвищену шумність двигуна; більш точно дотримуватись тривалості фаз газорозподілу, що позитивно позначається на збереженні двигуна, його потужності та витраті палива.

За всіх своїх переваг гідрокомпенсатори мають і недоліки, а двигуни, обладнані ними, - деякими особливостями експлуатації. Один з конструкційних недоліків простих гідрокомпенсаторів проявляється в неякісній роботі холодного двигуна в перші секунди пуску, коли тиск олії в системі мастила відсутній або мінімальний. Про особливості експлуатації, ремонту та обслуговування двигунів із ГК читайте у наступних номерах «АЦ».

Зворотний бік… опори

Основні причини виходу з ладу гідрокомпенсатора (ГК) – забруднення масляних каналів двигуна та знос робочих поверхонь зворотного клапана та плунжерної пари, виготовлених з високим ступенем точності. До забруднення призводить використання невідповідної олії, недотримання термінів її заміни або несправність масляного фільтра, що пропускає брудне масло через перепускний клапан.

При збільшенні посадкового зазору в плунжерній парі підвищується витік олії з камери високого тиску. Гідрокомпенсатор втрачає жорсткість, тому ефективність передачі зусилля кулачка на стрижень клапана ГРМ знижується. Те саме відбувається при зносі зворотного клапана камери високого тиску. Несправності системи змащення двигуна уповільнюють наповнення ГК маслом і не дозволяють поглинати зазори ГРМ.

Внутрішній обсяг ГК має бути заповнений олією. Порожній або частково заповнений («заповітряний») гідрокомпенсатор не виконує свого основного призначення – усунення зазорів у деталях ГРМ. В результаті виникають ударні навантаження, які проявляються характерним стукотом. Це призводить до прискореного зносу деталей ГРМ та погіршення роботи мотора. Поломкам сприяє і попадання в ГК з олією частинок зношених деталей: вузол може заклинити. Залежно від того, в якому положенні це сталося, у ГРМ або з'являться великі зазори, або клапани виявляться «затиснутими» (зростає навантаження на розподільний вал, падає потужність тощо).

Щоб уникнути цього, необхідно:

• контролювати та підтримувати внутрішню чистоту двигуна - проводити зміну мастила та масляного фільтра в терміни, рекомендовані автовиробником, з понижувальним коефіцієнтом 0,6 - 0,9, що враховує умови експлуатації машини;
• промивати двигун перед черговою зміною масла, використовуючи промивання, що повільно діють, «на пробіг». При забрудненні внутрішніх поверхонь двигуна (що виявляється, наприклад, при знятті кожуха ГРМ) швидкодіючі засоби промивки застосовувати не рекомендується, так як шматки бруду, що відшаровуються, з потоком масла можуть потрапити у внутрішні порожнини компенсаторів і вивести їх з ладу.

Необхідно знати, що малі зазори між рухомими елементами гідрокомпенсатора зумовлюють застосування двигуна малов'язких масел високої якості- синтетичних або напівсинтетичних (SAE 0W40, 5W40, 10W30 та ін.). Використати мінеральні олії(наприклад, SAE 15W40) через їх підвищену в'язкість та схильність до смолистих відкладень не рекомендується.

Діагностика та заміна гідрокомпенсаторів

При виході з ладу одного або кількох ГК з'являється стукіт, схожий на клапанний. Цей звук добре поширюється у металі, тому визначення несправного гидрокомпенсатора застосовують фонендоскоп. Аналог цього приладу можна виготовити самостійно зі сталевого стрижня довжиною близько 700 мм і діаметром 5-6 мм. На один торець стрижня кріпиться бляшанка з-під пива з обрізаним верхом, а на його середину - дерев'яна ручка. Приклавши вухо до банку і по черзі приставляючи вільний торець «фонендоскопа» до голівки блоку в зоні кожного компенсатора, на слух визначають несправний посилений стукіт. «Підоглядний» ЦК слід демонтувати та перевірити.

Витягти ГК із сідла можна за допомогою магніту. Якщо це не вдається (ГК «прикипів» або заклинив), його витягають знімачом, попередньо приваривши до нього тягу з гаком. Деякі гідрокомпенсатори піддаються розбиранню, що дозволяє визначити ступінь зношування внутрішніх деталей. Розбирання слід проводити з особливою акуратністю, щоб не пошкодити поверхні сполучених елементів.

Гідроопори розбираються після зняття стопорного кільця; внутрішні деталі гідроштовхача «витрушують», акуратно постукуючи його корпусом об металеву поверхню. Забруднений компенсатор промивають в ацетоні або іншому розчиннику.

Візуальний огляд дозволяє виявити зовнішні пошкодження торцевої поверхні гідрокомпенсатора, що зазнає навантажень (вибоїни, подряпини або задирки). У процесі експлуатації у ньому може утворитися навіть поглиблення.

Існує ще один простий і дієвий спосібконтролю стану демонтованого ДК: після заповнення олією він повинен стискатися під час докладання зусилля рук. В іншому випадку він несправний та підлягає заміні. Працездатний ГК, стиснутий у струбціні, чинить значний опір і трохи зменшує довжину тільки через 20-30 сек.

Секрети встановлення гідрокомпенсаторів

Для нормального функціонування ГРМ з гідрокомпенсаторами (після їх заміни) слід дотримуватись певних правил:

• нові ГК на заводі-виробнику заповнюються консервуючим масляним складом, який при встановленні видаляти не потрібно. Після запуску двигуна цей склад без будь-яких наслідків змішується з маслом із системи мастила двигуна;
• не слід встановлювати в ГРМ порожні гідрокомпенсатори, «заповітність» яких утворилася внаслідок розбирання та промивання. Спочатку їх потрібно заповнити олією. Недотримання цього правила може призвести до появи значних ударних навантажень, особливо при першому пуску двигуна (поки «прокачається» система мастила);
• після установки ГК на двигун рекомендується 5-7 разів провернути колінвал за храповик ключем і перед першим пуском двигуна почекати 10-15 хв. Це необхідно для того, щоб під тиском кулачків розподіляла плунжерні пари навантажених компенсаторів зайняли робоче положення;
• при ремонті та заміні ГК потрібно промити масляну систему, замінити масляний фільтр, залити в двигун свіжу олію. Обертаючи колінвал, можна візуально перевірити надходження олії через масляні канали до настановних сідлів (при вилучених гідрокомпенсаторах);
• в ході ремонту двигуна автомобіля з пробігом понад 150-200 тис. км. гідрокомпенсатори зазорів клапанів бажано замінити (при такому пробігу, як правило, вони виходять з ладу). Використання неякісних олій та недотримання термінів їх заміни може вдвічі зменшити термін служби ЦК;
• за наявності одного або кількох несправних гідрокомпенсаторів міняти бажано весь комплект, інакше скоро доведеться повторно розкривати ГРМ для ремонту.

Прокачування гідрокомпенсаторів

За певних умов експлуатації автомобіля (тривалі перерви в роботі, знос плунжерних пар ДК) може відбутися часткове витікання олії з гідрокомпенсаторів (заповітря). Це проявляється стукотом у приводі ГРМ прогрітого двигуна.

Видалити повітря з компенсаторів можна так: спочатку слід дати двигуну попрацювати 2-3 хв. при постійних оборотах (2-2,5 тис. об/хв), потім при змінних (2-3 тис. об/хв), а потім 30-50 сек на неодружених. Шуми в ГРМ повинні зникнути, але якщо вони зберігаються, весь цикл повторюється, іноді кілька разів. Якщо це не допоможе, слід шукати несправні ГК та причину їхнього виходу з ладу.

Розцінки

Заміна компенсаторів – задоволення не з дешевих. Вартість одного нового ЦК в залежності від його типу – 27-109 грн. Робота із заміни комплекту гідрокомпенсаторів на СТО коштуватиме власнику ще 150-170 грн. Якщо клапани «застукали» (через знос плунжерної пари), можна на якийсь час відсунути ремонт, замінивши масло в двигуні більш в'язким. Допускається заміна синтетичного масланапівсинтетичним, а в іномарках - навіть мінеральним. Хоча в останньому випадку, як ми згадували раніше, можлива поява інших негативних явищ.

Стук гідрокомпенсатора - можливі фактори та їх вирішення.

Є дві причини стукоту гідрокомпенсатора – у його внутрішню порожнину не надходить олія (або надходить, але мало), зношені робочі поверхні, через що олія з наповненого компенсатора видавлюється назовні. Олія може не надходити в гідрокомпенсатор через попадання металевої стружки (залишки виробництва) в дуже тонкий канал або його закоксовування при використанні неякісного мастила. Проблеми через стружку зазвичай виникають на етапі обкатки або після неї. Якщо ж стукіт у приводі клапанів почав з'являтися після 20 тис. км, найімовірніше, закоксувалися тонкі масляні канали.

В останньому випадку проблему може вирішити промивання двигуна з використанням відповідної добавки до олії. Якщо після пробігу, вказаного в інструкції до промивання, стукіт на прогрітому і холодному двигуні не зник, доведеться демонтувати гідрокомпенсатор і промити його (якщо він розбірний), або замінити на новий. Канал у головці блоку можна почистити за допомогою йоржика для чищення зубів. У двигунах ЗМЗ-406, які встановлювали на модифікації «Газелі», зустрічаються як розбірні, і нерозбірні гідрокомпенсатори.

Якщо стукіт зник після промивання двигуна, бажано змінити масло. І не заощаджуйте, а залийте в мотор гарна олія– той тип та сорт, який вказаний у посібнику з експлуатації машини.

Володимир Корницький
Фото Юрія Нестерова

Відео-перевірка гідрокомпенсаторів:

(/source)