какую функцию выполняют гидрокомпенсаторы в двигателе
Почему стучат гидрокомпенсаторы?
«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:
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:
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!
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!
Гидрокомпенсатор. Принцип его работы.
По мере прогрева двигателя, детали ГРМ также нагреваются, что ведет к их тепловому расширению, а следовательно изменению зазоров между ними. Не правильная регулировка зазоров, а именно выставление очень маленького зазора может привести к не плотному закрытию клапана, что вызовет его прогорание или стуки в системе ГРМ при выставлении слишком большого зазора. К тому же этот зазор изменяется в процессе эксплуатации двигателя вследствие износа.
Так как регулировка зазора клапанов является довольно сложным и ответственным мероприятием, на смену рычагам и шайбам, которые требуют регулировки, пришли гидрокомпенсаторы которые автоматически выбирают зазор и при этом, не требуется никаких дополнительных настроек.
Устройство гидрокомпенсатора приведено на (Рис 1).
Стук гидрокомпенсаторов говорит об их не правильной работе. Стук происходит из-за того, что компенсатор не успевает выбирать зазор, то есть он не справляется со своей работой.
Стучать гидрокомпенсаторы могут по следующим причинам:
В системе смазки создается не достаточное давление масла, что приводит к тому, что компенсаторы не заполняются необходимым количеством масла. Устранение неисправности: В этом случае гидрокомпенсаторы исправны, причину нужно искать в системе смазки.
Износ в плунжерной паре. Масло вытекает между втулкой плунжера 3 и самим плунжером 4 из полости под плунжером. Вследствие чего гидрокомпенсатор не успевает выбирать зазор. Устранение неисправности: Замена гидрокомпенсаторов.
Износ или засорение шарикового клапана в плунжерной паре, что приводит к дополнительным утечкам масла из плунжерной пары. Так же как и в предыдущем случае гидрокомпенсатор не успевает выбирать зазор. Устранение неисправности: Засорение шарикового клапана обычно происходит вследствие использования низкокачественного масла. Поэтому промывка гидрокомпенсатора может отсрочить их замену, но все же если на них проехали уже приличное расстояние, то их лучше заменить.
Заклинивание плунжерной пары. В этом случае работа гидрокомпенсатора полностью парализована.
Для продления срока службы как гидрокомпенсаторов, так и всех трущихся частей двигателя, нужно не экономить на качестве масла. Покупать масло следует только в проверенных магазинах, где вы уверены, что приобретете не подделку, а настоящее качественное масло. Помните, что буквально один раз стоит залить подделку, и вы в разы сократите ресурс вашего двигателя, а то и вообще можно испортить его. Так же помните о своевременной замене масла и масляного фильтра.
Гидрокомпенсаторы
Современные автомобили стали более совершенными, более умными. Современный автомобиль требует меньше внимание к своему обслуживанию, чем скажем автомобиль 20 лет назад. В конструкции автомобиля все больше и больше появляется устройств, которые предназначены облегчить эксплуатацию автомобиля. Одним таким технологическим прорывом, являются гидрокомпенсаторы. Но многие не знают или не понимают, зачем нужны эти гидрокомпенсаторы?
Гидрокомпенсаторы – это устройства, которые сами регулируют зазор клапана. 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 в ручную, то есть приходилось снимать клапанную крышку и выставлять зазоры, причем существовали специальные щупы, которые различались по пробегу. Если регулировку не произвести, то двигатель автомобиля, начинал шуметь, динамические характеристики снижались, а расход топлива возрастал. А 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. И вот на смену механической регулировке клапана (которая еще и разборная), пришли гидрокомпенсаторы. Тут все просто, теперь вам не нужно регулировать клапана в ручную, за вас все сделают гидрокомпенсаторы. Они сами выставят нужный зазор клапана двигателя, благодаря чему увеличивается ресурс двигателя, увеличивается мощность, снижается расход топлива, да и механизм ходит довольно долго 120 – 150 000 километров. В общем, шаг вперед. Однако многие не понимают, как работают гидрокомпенсаторы. Поэтому…
Гидрокомпенсатор, через специальный клапан (шариковый), набирает внутрь себя масло двигателя. Это масло начинает выдвигать поршень гидрокомпенсатора, соответственно меняя его высоту. Высота увеличивается до тех пор, пока гидрокомпенсатор по максиму не уменьшит зазор клапана, в газораспределительном механизме. Масло двигателя больше не поступает в гидрокомпенсатор, потому как существует максимальный предел прижатия. После того как появляется выработка между гидрокомпенсатором и клапаном, шариковый клапан опять открывается и накачивает в себя масло. Тем самым всегда создавая максимальное давление внутри гидрокомпенсатора, а это значит, прижатие будет максимальным, как и зазор между клапаном и гидрокомпенсатором. Вот так просто можно обрисовать работу гидрокомпенсатора.
Теперь плюсы и минусы гидрокомпенсаторов
Плюсы гидрокомпенсатора
1) Хорошая тяга
2) Уменьшенный расход топлива
3) Увеличенный ресурс системы газораспределения
4) Тихая работа двигателя
Минусы гидрокомпенсаторов
1) Требуется более качественное масло
Устройство и принцип работы гидрокомпенсаторов
«Плюсы» и «минусы» использования гидрокомпенсаторов в двигателях
Внедрение ГК позволило избежать регулировки зазоров клапанного механизма и сделать его работу более «мягкой»; уменьшить ударные нагрузки, то есть снизить износ деталей ГРМ и исключить повышенную шумность двигателя; более точно соблюдать длительность фаз газораспределения, что положительно сказывается на сохранности двигателя, его мощности и расходе топлива.
При всех своих преимуществах гидрокомпенсаторы обладают и недостатками, а двигатели, оборудованные ими, — некоторыми особенностями эксплуатации. Один из конструкционных недостатков простых гидрокомпенсаторов проявляется в некачественной работе холодного двигателя в первые секунды пуска, когда давление масла в системе смазки отсутствует или оно минимально. Об особенностях эксплуатации, ремонта и обслуживания двигателей с ГК читайте в следующих номерах «АЦ».
Без последствий не бывает
Впускные и выпускные клапаны нагреваются до разной температуры, поэтому величины необходимых для них тепловых зазоров различны: для впускных клапанов — 0,15: 0,25 мм, а для выпускных — 0,20: 0,35 мм и даже больше. Если эти величины не соблюдены, последствия могут быть самыми разными:
Первые патенты на гидрокомпенсаторы зазоров клапанов были зарегистрированы в США в 1920 году. С 1960 года 90% всех американских легковых автомобилей стали серийно выпускаться с гидрокомпенсаторами. Производство ГК в ФРГ было начато в 1971 году. С 1978 года большинство остальных ведущих автомобильных фирм серийно применяют эту технологию.
Устройство и принцип работы гидрокомпенсаторов
Устройство стандартного гидравлического компенсатора представлено корпусом с подвижной плунжерной парой внутри, в состав которой входит подпружиненный плунжер с шариковым клапаном и втулка. В качестве корпуса может использоваться часть головки блока цилиндров, цилиндрический толкатель или элементы рычагов привода клапанов.
Работа гидрокомпенсатора во многом зависит от плунжерной пары. Благодаря зазору в 5 — 8 микрон между плунжером и втулкой с одной стороны соединение полностью герметично, а с другой стороны детали свободно перемещаются друг относительно друга.
Обратный шариковый клапан закрывает отверстие в нижней части плунжера, а пружина необходимой жесткости установлена между плунжером и втулкой.
Принцип работы гидрокомпенсаторов клапанов далее рассмотрен более подробно:
Как выявить неисправный гидрокомпенсатор
Так как в двигателе имеется несколько таких элементов, то требуется перед заменой определить, какой компенсатор издает стук во время работы. В автосервисах выявление неисправной детали производится специальным оборудованием для замера шумовых характеристик. Акустическая диагностика в этом случае стала эффективным способом выявления неисправного гидрокомпенсатора.
Также осуществить диагностику такой детали можно на снятом двигателе. Для проверки этих деталей понадобится снять крышку клапанов, далее нужно продавливать каждый компенсатор отдельно. Детали, которые при надавливании будут легко утапливаться, обладают малым давлением масла, что свидетельствует об их поломке. Гидрокомпенсатор, который заклинил, надавить не получится усилием руки человека. Важным моментом является то, чтобы при диагностике компенсаторы не прижимались кулачком распредвала.
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.
Устройство и принцип работы гидрокомпенсаторов
Размеры деталей работающего двигателя внутреннего сгорания вследствие нагрева увеличиваются. Чтобы это не привело к поломкам, ускоренному износу, ухудшению характеристик силовых агрегатов, между некоторыми деталями на этапе конструирования создают тепловые зазоры. При разогреве мотора за счет расширения деталей они «выбираются» (поглощаются). Тем не менее по мере износа деталей их нагрева оказывается недостаточно для поглощения зазоров, что отрицательно сказывается на характеристиках двигателя.
Тепловой зазор в механизме привода клапанов напрямую влияет на работоспособность силового агрегата. Так как из-за износа деталей клапанные зазоры постоянно изменяются, еще в начале прошлого века в двигатель внедрили механизм их регулирования с помощью обычных гаечных ключей. Делать это следовало регулярно, а значит, повышалась трудоемкость техобслуживания и увеличивалась его стоимость. Гидрокомпенсаторы (ГК) позволяют избежать этих проблем. Они должны полностью поглощать зазоры между рабочими поверхностями распредвала и рокерами коромыслами, клапанами, штангами — независимо от температурного режима и степени износа деталей.
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.
Почему стучат гидрокомпенсаторы
Гидравлический компенсатор – это устройство, отвечающее за автоматическую регулировку теплового зазора в отдельном клапане. Благодаря их применению, эксплуатация двигателя становится проще. Причина – не приходится регулировать клапаны вручную. Также они увеличивают ресурс работы газораспределительного механизма. Он равномернее функционирует, потому что тепловой зазор постоянно находится в пределах допусков от производителя.
Но бывает, что гидрокомпенсатор начинает стучать. Со временем стук усиливается, становится невозможно это игнорировать. Зачастую причин три.
Водитель должен помнить, что компенсатор способен стучать не только постоянно, но и в определенном режиме работы двигателя.
На холодную
Если начали стучать гидрокомпенсаторы на холодную, проверьте, что из перечисленного ниже верно.
На горячую
Иногда владельцы замечают, как начинают стучать гидрокомпенсаторы на горячую, когда мотор доведен до рабочей температуры. Причины также три.
Почему стучат новые гидрокомпенсаторы
Не всегда после замены гидравлических компенсаторов проблема уходит. Особенно, если в двигателе установлены новые элементы, а также залито свежее масло. Вариантов несколько.
Как правило, лечить стук приходится методом промывки головки блока цилиндров. Если это не поможет, значит, надо менять новый масляный насос. Подобное поведение указывает на значительный естественный износ. Устранение неисправности таким способом – явление редкое, потому что в 90% случаев устранение проблемы происходит после замены выбранного масла, промывки гидрокомпенсаторов.
Могут ли стучать гидрокомпенсаторы из-за масла
Да, это возможно. Причем причины не всегда заключаются лишь в плохом состоянии смазки. На правильность работы гидрокомпенсаторов также влияет вязкость, концентрация вредных присадок в его структуре.
Даже если проблема не связана со смазкой, водитель обязан выбирать ее, опираясь на требования производителя автомобиля. Они приведены в сервисной документации.
Причины стука при холодном моторе
Не работает гидрокомпенсатор, при этом стук продолжается даже при нагретом моторе. Такая особенность проявляется, когда:
Завоздушивание ГК
Клапан гидрокомпенсатора плохо держит, поэтому масло при отключенном моторе вытекает. Тогда возможно завоздушивание ГК. Правда, такой эффект пропадает после того, как попавший воздух вытесняется маслом. На это может уйти в среднем 6 минут.
Минусовая температура внешней среды
На улице наблюдается низкая температура или мороз, а масло, применяемое в системе, не соответствует температурным условиям. В таких случаях маслянистая жидкость приобретает вязкость до тех пор, пока двигатель не нагреется до рабочей температуры. Только тогда масло сможет восстановить собственные характеристики и качества.
Впускное отверстие для подачи масла забито
Когда забито впускное отверстие, которое отвечает за подачу масла, также наблюдается стук. При нагревании мотора осуществляется разжижение засора, поэтому масло подается уже в нормальном режиме. Те же компоненты, которые являются достаточно вязкими, забивают клапан гидрокомпенсатора дальше, поэтому масло не может поступать в систему в стандартном режиме.
Масляный фильтр забит
На холодную стук ГК наблюдается в случаях, когда забит масляный фильтр. Тогда прекращение стука исчезает при нагретом моторе. Небольшое количество масла все же может поступать при росте температуры. Достаточно часто этого не происходит, поэтому гидрокомпенсатор продолжает стучать, даже когда двигатель нагрелся.
Износ клапана
Клапан гидрокомпенсатора не держит. При горячем моторе маслянистая жидкость вытекает непосредственно через клапан. Понятное дело, что при таком положении вещей ГК может завоздушиться. И пока мотор будет холодным, масло не станет попадать в систему.
В такой ситуации нужна достаточно долгая прокачка ГК до тех пор, пока система не будет работать в штатном режиме. И если это все же случилось, надо сразу же заниматься заменой масла и ремонтом ГК. Когда ремонт не возможен, также осуществляется замена элемента.
Это интересно: Моторное масло для митсубиси аутлендер 3 объем двигателя 2 литра
Производители гидрокомпенсаторов
Комплект гидрокомпенсаторов фирмы INA
Существует устоявшееся мнение, что оригинальные (от производителя авто) расходники и детали, в том числе гидрокомпенсаторы — лучше. Очень часто так и бывает, но существует пара нюансов. Первый — оригинальные запчасти, как правило, дороже, иногда и в несколько раз, чем аналоги. Второй — некоторые аналоги, все же, бывают и получше чем, оригинал.
Исходя из этого, кто в погоне за экономией, а кто за лучшим качеством, водители могут выбрать аналоговые гидрокомпенсаторы. Поэтому напоследок предоставляем вам краткую информацию и отзывы о производителях компенсаторов. Итак:
Неисправности
Нередко водители современных автомобилей, оснащенных моторами с гидротолкателями, сталкиваются с проблемами стучащих компенсаторов. Обычно подобные неисправности появляются на пробегах свыше 40 000км или больше. Почему стучат гидрокомпенсаторы? Причин для появления злополучного цокота может быть много, разберем их по порядку.
При заливке в мотор дешевых и некачественных масел, детали гидрокомпенсаторы подвергаются преждевременному износу: засоряются масляные каналы и клапан компенсатора (шарик), из-за чего компенсатор не полностью закрывается. Кроме того, при низкокачественном масле и неправильной работе плунжерной пары, часто происходят утечки масла и неправильный выбор зазора.
Редкая смена моторного масла также является одной из причин стука компенсаторов. Масло потерявшее свои рабочие свойства склонно к пригоранию и закоксовыванию, из-за чего отложения на стенках каналов мешают нормальному проходу и оттоку масла от компенсаторов.
Автовладельцам не стоит забывать, что необходимо постоянно следить за уровнем масла в двигателе посредством щупа, причем делать это рекомендуется при каждом открытии капота, благо эта процедура по времени не занимает больше двух минут. Поэтому при появлении цокота из под клапанной крышки в первую очередь следует проверить уровень масла.
Разные модели силовых агрегатов имеют свои типичные «болячки», одна из таковых — утечки масла. И если подобные конструктивные недостатки в современных моделях двигателей можно встретить крайне редко, то проблемы с расходниками встречаются гораздо чаще. Использование неоригинальных или некачественных сальников и прокладок способно спровоцировать течи масла и понижение общего давления масла. Поэтому не стоит удивляться, если при «запотевшей» крышке ГБЦ или при подтеках на блоке цилиндров, начнут стучать компенсаторы. Кроме текущих сальников и прокладок проблемным местом также может быть неисправный масляный фильтр, из-за которого падает давление в системе и масло плохо поступает в колодцы для компенсаторов.
Выход из строя компенсаторов на иностранных автомобилях — явление не частое, но при эксплуатации в условиях стран РФ и СНГ всё-таки случается. Основных причин здесь две: — некачественные ГСМ (поддельное или дешевое масло, низкооктановый бензин со вредными присадками и т.д); — дешевый (ненадежный) производитель самих компенсаторов.
Использование низкокачественных ГСМ ведет к тому, что элементы гидротолкателей со временем попросту выходят из строя: — заклинивает плунжерная пара; — выходит из строя пружина плунжера.
При большом пробеге гидротолкателей (свыше 60 000 — 70 000 км) внутренние части компенсатора изнашиваются, в следствие чего появляются утечки масла из внутренней полости детали. Также на таких пробегах не редки случаи с подклиниванием плунжерной пары из-за чего часто возникает паразитный цокот.