Принцип работы гидрокомпенсаторов клапанов ваз

Обновлено: 25.04.2024

mark2grande71 › Блог › Устройство и принцип работы гидрокомпенсатора

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.
Размеры деталей работающего двигателя внутреннего сгорания вследствие нагрева увеличиваются. — само по себе ничего страшного не привносит. Но, поскольку двигатель состоит из деталей, сделанных из разных материалов (чугун, сталь, аллюминий), у которых разные коэффициенты теплового расширения, то увеличиваются они в разной степени. Эту проблему отчасти и решают гидрокомпенсаторы.
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. Зазор в клапанном механизме может как увеличиваться так и уменьшаться в зависимости от конструкции ГРМ и применяемых материалов.
Гидрокомпенсаторы можно устанавливать на все типы газораспределительных механизмов (ГРМ) — с коромыслами, рычагами, штангами — и при любом расположении распредвала (верхнем или нижнем). В зависимости от конструкции ГРМ различают четыре базовых типа гидрокомпенсаторов: гидротолкатели; гидроопоры; гидроопоры, предназначенные для установки в рычаги или коромысла; роликовые гидротолкатели.
Гидрокомпенсатор в толкателе с верхним распредвалом работает следующим образом:
Кулачок распредвала, повернутый к толкателю тыльной стороной, не передает на него усилие, и плунжерная пружина свободно выдвигает плунжер из втулки, выбирая тем самым необходимый зазор. Образовавшаяся полость под плунжером, через шариковый клапан вбирает в себя масло. После того как масло заполнит полость, срабатывает шариковый клапан, который под действием своей пружины, закрывая появившуюся полость.
Поворачиваясь выпуклым профилем к толкателю, кулачок нажимает на него и перемещает его вниз. В течении этого воздействия гидравлический толкатель передает усилие на клапан как «жесткий» узел, так как обратный клапан закрыт, и масло в замкнутой полости не сжимается. Во время нижнего перемещение толкателя и плунжерной пары, небольшая часть масла выдавливается через зазоры из полости под плунжером. Длина гидрокомпенсатора незначительно уменьшается и образуется тепловой зазор между кулачком и толкателем. Ушедшее масло вновь восстанавливается из системы смазки двигателя.
Тепловое расширение деталей клапанного механизма приводит к изменению объема «восстанавливающей» порции масла и длину гидрокомпенсатора, то есть он автоматически восстанавливает зазор, как от теплового расширения материала, так и от естественного износа деталей газораспределительного механизма.
Гидравлические толкатели работают надежно лишь при применении масла высокого качества, сохраняющего при изменении температуры примерно постоянную вязкость.

Где: 1 — кулачок; 2 — плунжер; 3 — втулка плунжера; 4 — полость под плунжером; 5 — плунжерная пружина; 6 — пружина обратного клапана; 7 — фиксирующее кольцо; 8 — рычаг привода клапана; 9 — сливное отверстие.

Конструкция
Устройство и принцип работы гидрокомпенсатора рассмотрим на примере гидротолкателя, установленного в головке блока цилиндров. Остальные типы гидрокомпенсаторов хотя и отличаются по конструкции, но работают по тому же принципу. Гидротолкатель представляет собой корпус, внутри которого установлена подвижная плунжерная пара с шариковым клапаном. Корпус подвижен относительно направляющего седла, сделанного в головке блока цилиндров. Если ГК вмонтирован в рычаги привода клапанов (в рокеры или коромысла), его подвижной частью является только плунжер, выступающая часть которого выполнена в виде шаровой опоры или опорного башмака.
Основная часть ГК — плунжерная пара. Зазор между втулкой и плунжером составляет всего 5-8 мкм, что обеспечивает высокую герметичность соединения, при этом подвижность деталей сохраняется. В нижней части плунжера сделано отверстие для поступления масла, которое закрывается подпружиненным обратным шариковым клапаном. Между втулкой и плунжером установлена достаточно жесткая возвратная пружина.
Принцип действия
Когда кулачок распредвала расположен тыльной стороной к корпусу толкателя, внешней сжимающей нагрузки нет и между корпусом и кулачком холодного двигателя имеется зазор. Возвратная пружина выталкивает плунжер до тех пор, пока этот зазор не будет «выбран» — уменьшен практически до нуля. Одновременно масло из системы смазки двигателя через шариковый клапан и перепускной канал поступает во внутреннюю полость плунжера и заполняет ее.
По мере того, как вал поворачивается, кулачок начинает давить на корпус толкателя и перемещает его вниз, перекрывая масляные каналы — системы смазки двигателя и перепускной канал. Шариковый клапан при этом закрывается, и давление масла под плунжером увеличивается. Так как жидкость несжимаема, плунжерная пара начинает работать как жесткая опора, передавая усилие кулачка на шток клапана двигателя.
Хотя зазор в плунжерной паре очень мал, немного масла все же продавливается обратно через технологический зазор между плунжером и втулкой, поэтому толкатель опускается («проседает») на 10-50 мкм. Величина «просадки» зависит от оборотов вращения коленвала двигателя. Если они увеличиваются, за счет уменьшения времени нажатия на корпус гидротолкателя снижаются утечки масла из-под плунжера.
Образование зазора при сходе кулачка с толкателя исключается благодаря действию возвратной пружины плунжера и давлению масла в системе смазки двигателя. Таким образом, гидрокомпенсатор обеспечивает отсутствие зазоров — за счет постоянной жесткой связи между элементами ГРМ. Из-за нагревания двигателя длина деталей самого гидрокомпенсатора несколько меняется, но он автоматически компенсирует и эти изменения.
Плюсы и минусы
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.
Основные причины выхода из строя гидрокомпенсатора (ГК) — загрязнение масляных каналов двигателя и износ рабочих поверхностей обратного клапана и плунжерной пары, изготовленных с высокой степенью точности. К загрязнению приводит использование несоответствующего масла, несоблюдение сроков его замены или неисправность масляного фильтра, пропускающего грязное масло через перепускной клапан.
При увеличении посадочного зазора в плунжерной паре повышается утечка масла из камеры высокого давления. Гидрокомпенсатор теряет «жесткость», поэтому эффективность передачи усилия кулачка на стержень клапана ГРМ снижается. То же самое происходит при износе обратного клапана камеры высокого давления. Неисправности системы смазки двигателя замедляют наполнение ГК маслом и не позволяют поглощать зазоры в ГРМ.
Внутренний объем ГК должен быть заполнен маслом. Пустой или частично заполненный («завоздушенный») гидрокомпенсатор не выполняет своего основного назначения — устранения зазоров в деталях ГРМ. В результате возникают ударные нагрузки, которые проявляются характерным стуком. Это приводит к ускоренному износу деталей ГРМ и ухудшению работы мотора. Поломкам способствует и попадание в ГК с маслом частиц изношенных деталей: узел может заклинить. В зависимости от того, в каком положении это произошло, в ГРМ либо появятся большие зазоры, либо клапаны окажутся «зажатыми» (возрастает нагрузка на распредвал, падает мощность и т.д.).

Чтобы избежать этого, необходимо:
* контролировать и поддерживать внутреннюю чистоту двигателя — проводить смену масла и масляного фильтра в сроки, рекомендованные автопроизводителем, с понижающим коэффициентом 0,6 — 0,9, учитывающим условия эксплуатации машины;
* промывать двигатель перед очередной сменой масла, используя медленно действующие промывки «на пробег». При загрязнении внутренних поверхностей двигателя (что обнаруживается, например, при снятии кожуха ГРМ) быстродействующие средства промывки применять не рекомендуется, так как отслоившиеся куски грязи с потоком масла могут попасть во внутренние полости компенсаторов и вывести их из строя.
Необходимо знать, что малые зазоры между подвижными элементами гидрокомпенсатора обуславливают применение в двигателе маловязких масел высокого качества — синтетических или полусинтетических (SAE 0W40, 5W40, 10W30 и др.). Использовать минеральные масла (например, SAE 15W40) из-за их повышенной вязкости и склонности к смолистым отложениям не рекомендуется.

Диагностика и замена
При выходе из строя одного или нескольких ГК появляется стук, похожий на клапанный. Этот звук хорошо распространяется в металле, поэтому для определения неисправного гидрокомпенсатора применяют фонендоскоп. Аналог этого прибора можно изготовить и самостоятельно из стального стержня длиной около 700 мм и диаметром 5-6 мм. На один торец стержня крепится жестяная банка из-под пива с обрезанным верхом, а на его середину — деревянная ручка. Приложив ухо к банке и поочередно приставляя свободный торец «фонендоскопа» к головке блока в зоне каждого компенсатора, на слух определяют неисправный по усиленному стуку. «Подозрительный» ГК следует демонтировать и проверить.
Извлечь ГК из седла можно с помощью магнита. Если это не удается (ГК «прикипел» или заклинил), его извлекают съемником, предварительно приварив к нему тягу с крюком. Некоторые гидрокомпенсаторы поддаются разборке, что позволяет определить степень износа внутренних деталей. Разборку следует производить с особой аккуратностью, чтобы не повредить поверхности сопряженных элементов.
Гидроопоры разбираются после снятия стопорного кольца; внутренние детали гидротолкателя «вытряхивают», аккуратно постукивая его корпусом о металлическую поверхность. Загрязненный компенсатор промывают в ацетоне или в другом растворителе.
Визуальный осмотр позволяет обнаружить внешние повреждения торцевой поверхности гидрокомпенсатора, подвергающейся нагрузкам (выбоины, царапины или задиры). В процессе эксплуатации на ней может образоваться даже углубление.
Существует еще один простой и действенный способ контроля состояния демонтированного ГК: после заполнения маслом он не должен сжиматься при прикладывании усилия рук. В противном случае он неисправен и подлежит замене. Работоспособный ГК, сжатый в струбцине, оказывает значительное сопротивление и незначительно уменьшает длину только через 20-30 сек.
Секреты установки
Для нормального функционирования ГРМ с гидрокомпенсаторами (после их замены) следует соблюдать определенные правила:
* новые ГК на заводе-изготовителе заполняются консервирующим масляным составом, который при установке удалять не нужно. После запуска мотора этот состав без каких-либо последствий смешивается с маслом из системы смазки двигателя;
* не следует устанавливать в ГРМ пустые гидрокомпенсаторы, «завоздушенность» которых образовалась вследствие разборки и промывки. Сначала их нужно заполнить маслом. Несоблюдение этого правила может привести к появлению значительных ударных нагрузок, особенно при первом пуске двигателя (пока «прокачается» система смазки);
* после установки ГК на двигатель рекомендуется 5-7 раз провернуть коленвал за храповик ключом и перед первым пуском мотора выждать 10-15 мин. Это необходимо для того, чтобы под давлением кулачков распредвала плунжерные пары нагруженных компенсаторов заняли рабочее положение;
* при ремонте и замене ГК нужно промыть масляную систему, заменить масляный фильтр, залить в двигатель свежее масло. Вращая коленвал, можно визуально проверить поступление масла через масляные каналы к установочным седлам (при извлеченных гидрокомпенсаторах);
* в ходе ремонта двигателя автомобиля с пробегом свыше 150-200 тыс. км гидрокомпенсаторы зазоров клапанов желательно заменить (при таком пробеге, как правило, они выходят из строя). Использование некачественных масел и несоблюдение сроков их замены может вдвое уменьшить срок службы ГК;
* при наличии одного или нескольких неисправных гидрокомпенсаторов менять желательно весь комплект, иначе скоро придется повторно вскрывать ГРМ для ремонта.
Прокачка гидрокомпенсаторов
При определенных условиях эксплуатации автомобиля (длительные перерывы в работе, износ плунжерных пар ГК) может произойти частичное вытекание масла из гидрокомпенсаторов (завоздушивание). Это проявляется стуками в приводе ГРМ прогретого двигателя.
Удалить воздух из компенсаторов можно следующим образом: сначала следует дать двигателю поработать 2-3 мин. при постоянных оборотах (2-2,5 тыс. об/мин), затем при переменных (2-3 тыс. об/мин), а после этого 30-50 сек на холостых. Шумы в ГРМ должны исчезнуть, но если они сохраняются, весь цикл повторяется, иногда — несколько раз. Если это не поможет, следует искать неисправные ГК и причину их выхода из строя.

shapik8312 › Блог › 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).

Стучат гидрокомпенсаторы.

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 клапанов — помощь двигателю автомобиля

Большой популярностью у автолюбителей пользуются автомобили, моторы которых имеют гидрокомпенсаторы клапанов. Однако эксплуатация такого двигателя обязывает водителя выполнять некоторые условия. Первое из них — это необходимость знать устройство и принцип работы компенсаторов.

Назначение и принцип работы гидрокомпенсаторов клапанов

Как известно, главной деталью газораспределительного механизма является клапан. В зависимости от модели двигателя их количество может варьироваться от 2-х до 4-х на каждый . Задача клапанов заключается в открытии каналов для подачи топливной смеси в цилиндр и отведении отработанных газов.

Если есть клапан, значит обязательно должно быть устройство для регулирования теплового зазора между его торцевой частью и толкателем. Автомобили ВАЗ и другие модели, которые выпускались ранее, имеют две разновидности регулирования тепловых зазоров:

С помощью регулировочного болта;
подбором шайб.

Инсталлированные в новых моделях гидрокомпенсаторы клапанов ВАЗ, освободили автовладельцев от необходимости заниматься ручным регулированием. Гидрокомпенсатор выполняет функцию автоматического регулирования теплового зазора. В качестве рабочей жидкости используется моторное масло из системы смазки двигателя. Тот факт, что оно находится в системе под определённым давлением, дал возможность использовать это свойство.

Масло, которое во время находится в системе под давлением, подаётся в устройство и прижимает его рабочую часть к эксцентрику распределительного вала, устраняя зазор. С повышением рабочей температуры двигателя тепловой зазор уменьшается, и компенсатор для выполнения своей функции использует меньшую порцию моторного масла.

Гидрокомпенсаторы клапанов ВАЗ — устройство и принцип работы

Технически гидрокомпенсатор зазора в механизме привода клапанов устроен достаточно просто. Его корпус внешне похож на поршень. На верхнюю часть корпуса оказывает давление толкатель или эксцентрик . Боковая стенка корпуса обязательно имеет канавку и отверстия для подачи масла.

Внутри в центре корпуса размещается плунжер и поршень, являющиеся главными рабочими частями. Под воздействием давления масла поршень смещается вниз и давит на торец клапана. Между поршнем и плунжером имеется пружина с шайбой в центре отверстия и шариком, который выполняет функцию запорного клапана, удерживающего в полости поршня достаточное количество масла.

Когда клапан находится в положении «закрыто», то масляные каналы корпуса сообщаются с каналами системы смазки мотора. Давление масла уравнивается. При давлении эксцентрика корпус смещается с клапаном вниз и сообщающиеся каналы перекрываются. В этот момент в плунжере находится именно такое количество масла, которое обеспечивает беззазорное соприкосновение рабочих частей. Поэтому клапана с такими компенсаторами не стучат.

Гидрокомпенсаторы — деталь, требующая внимания

Полное освобождение от необходимости регулирования тепловых зазоров, обязывает автовладельцев более внимательно относиться к состоянию мотора. Система компенсации зазоров будет работать долго и исправно лишь при условии грамотной эксплуатации движка.

Система гидрокомпенсации может потребовать ремонта, если не производить замену масла после положенного пробега или использовать моторное масло низкого качества. Большой вред устройству может причинить перегрев двигателя и низкокачественное топливо, оставляющее нагар на рабочих поверхностях.

При условии соблюдения обычных правил технического обслуживания и аккуратного вождения машины, клапана никогда не напомнят о себе неприятным металлических звоном.

Гидрокомпенсаторы как работают и что это такое – просто о сложном

Сегодня подробно разберем, что такое гидрокомпенсаторы и как они работают. Посмотрим это на наглядном примере. Попробую объяснить их устройство и назначение в автомобиле.

Что это такое

Внутри двигателя есть газораспределительный механизм, который отвечает за степень и скорость открытия впускных и выпускных клапанов. Сами клапана открываются непосредственно при помощи распределительного вала ГРМ.

У него есть кулачки – отливы на вале определенной формы и размера. Когда он начинает вращаться, они воздействуют на клапан, надавливая на него, клапан идет вниз, он открывается. Когда кулачек проворачивается и воздействие прекращается, клапан закрывается.

При нагреве металла изменяются линейные размеры деталей. Это относится к валу и клапану. Чтобы не происходило заклинивание при расширении, между ними устанавливается тепловой зазор. Он имеет размеры в десятые доли миллиметра, невооруженным глазом его не видать.

При долгой эксплуатации двигателя происходит износ деталей. Тепловой зазор может меняться. В случае увеличения, слышен металлический стук при работе мотора. Это стучат «пальцы» - клапана газораспределительного механизма.

Чтобы убрать ручное вмешательство в работу ГРМ, были придуманы гидрокомпенсаторы – устройства автоматической регулировки теплового зазора между клапанами и распределительным валом . Они самостоятельно «выбирают» это расстояние, чтобы происходило полное закрытие или открытие клапанов, не нарушалась правильная работа газораспределения.

Из чего они состоят

Их существует несколько видов:

Гидротолкатель;
Гидроопора;
Роликовый гидротолкатель;
Гидроопора для установки в рычаг или коромысло.

Конструкция у всех схожа. Есть основные элементы, за счет которых гидрокомпенсатор работает:

Корпус с отверстием для подачи масла;
Палец с пружиной и клапаном в виде шарика.

Как работают гидрокомпенсаторы

Масло подается через отверстие в корпусе. Палец, под действием возвратной пружины, набирает масло в полость корпуса по принципу медицинского шприца (наглядный пример показан в ролике ниже).

Заполнив маслом емкость гидрокомпенсатора, обратный клапан запирается. Палец жестко упирается в распределительный вал или клапан. Так как жидкость не сжимаема, то вращаясь кулачок распредвала давит на «гидрик», а тот в свою очередь на головку клапана. Он открывается.

При этом часть масла может выйти из-под клапана. Пружина поднимает палец, он вновь добирает недостающей жидкость, чтобы плотно упираться в кулак. Таким образом, автоматически происходит уменьшение теплового зазора.

Это общий принцип работы гидрокомпенсаторов автомобиля. В зависимости от конструкции некоторые детали могут меняться. Например, в гидротолкателях давление масла, создаваемого масляным насосом, передавливает упругость возвратной пружины шарика-клапана. Жидкость набирается в полость плунжера и выталкивает его. Давление уравнивается до и после клапана, он запирается. Кулачок распределительного вала давит гидроопору, она на клапан. В таком случае потери давления через клапан минимальны. Поэтому подобные виды гидрокомпенсаторов считаются лучшими.

Теперь смотрим видео, где доходчиво на примере медицинского шприца показан принцип работы гидрокомпенсаторов в автомобиле.

В этом видосе можно более подробно узнать про гидроопоры, гидротолкатели, из чего они состоят и как работают:

Почему стучат гидрокомпенсаторы?

Если это устройство автоматически регулирует зазор, а точнее его убирает, то металлического стука не должно быть слышно. А он есть! Это происходит по нескольким причинам:

Механический износ кулачков и самого распредвала, он может люфтить в постели. Из-за этого палец гидротолкателя может подниматься на недопустимую высоту. Кроме этого, поверхность пальца тоже может изнашиваться, плотного прилегания уже не будет. По этой причине увеличивается зазор и раздается стук на холостых оборотах.
Не качественное или «грязное» масло. Если долго не менять масло в двигателе, то оно может содержать в себе частички угара, износа трущихся частей мотора. Все это легко забивает отверстия в корпусах гидрокомпенсаторов. По этой причине они полностью не набираются жидкость, соответственно, палец не выходит на необходимую длину. Образуется зазор и стук в работе.

Если игнорировать это, то со временем клапана и седла могут прогореть, а это ремонт головки блока цилиндров. Клапана полностью не закрываются, двигатель теряет компрессию, отработавшие газы «слизывают» тонкую кромку клапана при его не полном закрытии. Они прогорают, появляются «язвы» на кромках и седлах, меняется геометрия поверхности прилегания. Это потеря мощности, неровная работа двигателя, перерасход топлива и дорогостоящий ремонт.

Кроме этого, происходит повышенный износ кулачков распредвала. Если запустить эту проблему, то можно попасть на замену распределительных валов ГРМ двигателя, а это уже существенные деньги.

На видео наглядно показаны последствия стука гидрокомпенсаторов для распредвала:

Принцип работы гидрокомпенсатора

Не нужно быть особенно опытным специалистом в области регулировки газораспределительного механизма для того, чтобы на слух отличить работу Жигулей от Самар. Если старый фиатовский мотор запущен и не обслужен, а регулировки двигателя выполняются от случая к случаю, то работу мотора классических ВАЗ можно спутать с небольшим тракторным дизелем. По крайней мере, на слух. Зазоры — это основной источник шума, а влияют они не только на акустический комфорт, но и на работу мотора в первую очередь.

Содержание:

Зачем нужен гидрокомпенсатор

В старых Жигулях шумит обычно привод газораспределительного механизма и изношенные детали. Шум может проявляться периодически и пропадать после прогрева мотора, а это уже явный признак того, что с тепловыми зазорами в головке блока цилиндров не все в порядке.

В принципе, какие проблемы, отрегулировали зазоры и поехали дальше, но конструкция газораспределительного механизма со времени появления двигателя Фиат 124 в конце 50-х годов ушла далеко вперед, а конструкторская муза озарила КБ АвтоВАЗа только в 80-е года, через полвека после того, как во всем мире уже активно использовались гидрокомпенсаторы.

Из истории гидрокомпенсатора

Гидрокомпенсаторный механизм был запатентован еще в 20-х годах прошлого века в США, откуда, собственно, и исходят все свежие автомобильные напасти. Работу двигателя Кадиллака модели 462 с мотором V16 можно было отличить от любого другого автомобиля по небывало низкому уровню шума. Именно в этой машине в 32-м году впервые в мире были установлены гидрокомпенсаторы теплового зазора клапанного механизма.

Особого распространения они, однако, не получили. В то время не слишком много внимания уделялось как акустическому комфорту, так и точности проведения регулировок и доводок ДВС, поэтому излишнее удорожание конструкции автомобильного двигателя производители считали не первостепенной задачей. Все американские автомобили массово перешли на гидрокомпенсаторы уже в 60-е годы. Только в 80-х годах массово на немецких моделях и на Фордах, собираемых за океаном, стали применяться гидрокомпенсаторы, а японцы подхватили эту идею со свойственным им самурайским энтузиазмом и с тех пор ни один автомобиль в мире не обходится без этого устройства.

Как работает гидрокомпенсатор

Головка блока цилиндров работает в кошмарных условиях. Это и неравномерность прогрева деталей, связанная с применением разных по структуре металлов, и недостаток смазки, и высочайшие нагрузки, и постоянные тепловые перепады и расширения. Поэтому приходилось постоянно регулировать клапанный механизм, чтобы компенсировать тепловой зазор между клапаном и кулачком распредвала, грубо говоря.

Механизм гидрокомпенсатора выполняет эту работу за нас. Благодаря плунжерному устройству, принцип работы гидрокомпенсатора совершенно не влияет на характеристики двигателя, а заключается он в следующем. Плунжерная пара, которая заполнена маслом, полностью компенсирует тепловой зазор между кулачком распредвала и клапаном, а регулируется этот зазор обычным давлением масла, поступающим в плунжер по специальному масляному каналу. Устройство нескольких вариантов гидрокомпенсатора мы привели на схемах, но принцип работы и их обслуживание общие для всех.

Устройство и конструкция системы гидрокомпенсации зазора

Сам принцип работы устройства основан на свойствах моторного масла — высокому сопротивлению на сжатие. Именно благодаря несжимаемости масла и появилась возможность автоматически выбирать зазор при помощи регуляторного шарикового клапана с пружиной и подачей масла по каналу маслопровода в головке блока. Когда кулачок распредвала повернут к толкателю тыльной стороной, пружина подводит толкатель практически впритык к кулачку. Как только распредвал проворачивается рабочей поверхностью к толкателю и опускает его, компенсатор открывает клапан. В это время подача масла в плунжер прекращается, так как масляный канал перекрывается самим корпусом компенсатора, как показано на рисунке.

Поскольку масло не сжимается, а объем его в плунжерной паре уже постоянный, то усилие полностью передается на клапан. Когда вал с кулачком начинают проворачиваться, компенсатор поднимается и позволяет закрываться клапану двигателя. В это время масло по каналу снова начинает поступать в плунжерную пару, практически полностью выбирая тепловой зазор, каким бы он ни был. Простое и эффективное устройство, но требующее определенного ухода и обслуживания.

Как проверить и разрядить гидрокомпенсатор

Для того чтобы гидрокомпенсаторы не создавали проблем, необходимо следовать простым правилам:

Двигатель должен быть максимально чистым. Мы имеем в виду не блестящую крышку фильтра, а чистое масло, чистые фильтры, своевременная их замена и применение только сертифицированного, дорогого, качественного масла.
Промывать двигатель после замены масла, но не быстродействующими ракетными присадками. Это только будет способствовать закоксовыванию технологических зазоров в гидрокомпенсаторах.
При появлении стуков в компенсаторах, необходимо знать, как разрядить гидрокомпенсатор. То есть, стравить воздух, удалить воздушную пробку, которая может образоваться при установке. Это можно сделать при помощи простой струбцины — перед установкой нужно заполнить компенсатор маслом и струбциной сжать его до полного выхода воздуха.
После установки компенсаторов необходимо провернуть 4-5 раз коленвал двигателя перед запуском, после чего выждать 15-20 минут. Только тогда плунжеры смогут автоматически занять рабочее положение.
Гидрокомпенсаторы подлежат замене после 120-180 тысяч пробега и меняются только комплектом.

Самой распространенной причиной стука в гидрокомпенсаторах есть завоздушивание. Воздух может проникнуть в плунжер либо по причине чрезмерного износа, либо после длительного простоя автомобиля. В этом случае необходимо дать поработать прогретому двигателю без нагрузки в режиме средних стабильных оборотов минуты три-четыре, после на переменных в районе 3-3,5 тысяч оборотов, а после этого около минуты мотор должен отработать на холостых.

Это все, что нужно знать для того, чтобы гидрокомпенсаторы служили долго и без проблем выполняли свои функции. Тихой работы вашему двигателю и удачи всем в дороге!

Гидрокомпенсаторы клапанов — помощь двигателю автомобиля

Назначение и принцип работы гидрокомпенсаторов клапанов

Как известно, главной деталью газораспределительного механизма является клапан. В зависимости от модели двигателя их количество может варьироваться от 2-х до 4-х на каждый цилиндр. Задача клапанов заключается в открытии каналов для подачи топливной смеси в цилиндр и отведении отработанных газов.

С помощью регулировочного болта;
подбором шайб.

Масло, которое во время работы двигателя находится в системе под давлением, подаётся в устройство и прижимает его рабочую часть к эксцентрику распределительного вала, устраняя зазор. С повышением рабочей температуры двигателя тепловой зазор уменьшается, и компенсатор для выполнения своей функции использует меньшую порцию моторного масла.

Гидрокомпенсаторы клапанов ВАЗ — устройство и принцип работы

Технически гидрокомпенсатор зазора в механизме привода клапанов устроен достаточно просто. Его корпус внешне похож на поршень. На верхнюю часть корпуса оказывает давление толкатель или эксцентрик распредвала. Боковая стенка корпуса обязательно имеет канавку и отверстия для подачи масла.

Гидрокомпенсаторы — деталь, требующая внимания

Гидрокомпенсатор ВАЗ-2112: назначение, характеристики, возможные проблемы и способы решения

В процессе работы двигателя каждая из деталей нагревается. Из законов физики известно, что при повышении температуры любые материалы, в том числе и металл, расширяются. При нагреве деталей в двигателе меняются их размеры. Инженеры "АвтоВАЗа" при создании двигателя учли эти тепловые расширения. Чтобы двигатель не вышел из строя, они оснастили мотор ВАЗ-2112 гидрокомпенсаторами.

Что это такое?

Деталь представляет собой небольшое гидравлическое устройство. Оно автоматически устраняет последствия линейного расширения в механизме клапанного привода в процессе работы двигателя, когда детали расширяются.

Регулировка зазоров осуществляется за счет давления масла в двигателе. Зазор настраивается между клапаном и распределительным валом. С помощью такой компенсации тепловых зазоров двигатель не теряет в динамических характеристиках, расход топлива оптимальный после прогрева. Также за счет наличия гидрокомпенсаторов в ВАЗ-2112 двигатель работает тише, чем аналогичные моторы с системой механической регулировки клапанов.

Как они появились?

Гидравлический компенсатор на автомобилях ВАЗ пришел на смену неэффективным механическим регулировкам механизма ГРМ. Часто обычный клапан на классических моторах ВАЗ не оснащен компенсатором. Поэтому водители регулировали зазоры клапанов через каждые 10 тысяч километров пробега. Работу выполнять приходилось вручную. Снималась клапанная крышка, щупом проводились измерения и выставлялся нужный зазор.

Если водитель не регулировал клапана, то работа двигателя сопровождалась сильным шумом, терялась динамика, возрастал расход горючего. Через примерно 50 тысяч километров пробега клапана требовали замены, так как на них был сильный износ. В качестве альтернативы механической регулировке в "АвтоВАЗе" решили предложить более модернизированную конструкцию.

На моторах для переднеприводных авто устанавливались перед клапаном специальные толкатели. На клапан надевалась “шляпка”. Диаметр толкателя достаточно большой, и за счет этого снизился износ. Нужно больше времени, чтобы износился больший диаметр. Да, скорость износа уменьшилась, но необходимость в регулировке клапанов осталась, хоть теперь делать ее приходилось реже.

Обычно настройка заключалась в подкладывании настроечных шайб, которые уменьшали или увеличивали высоту толкателя. Такая регулировка, несмотря на архаичность, достаточно эффективна, и некоторые автопроизводители применяют такой способ по сей день. Настраивать зазоры клапанов в таком механизме нужно один раз в 50 тысяч километров. На некоторых зарубежных авто толкатели способны жить и еще дольше.

Среди плюсов такого решения можно выделить простоту конструкции, отсутствие требований к маслу – подойдет даже минеральное. Кроме того, конструкция получилась очень дешевой. Среди минусов отзывы отмечают, что если шайба сработалась, то работа мотора становится шумной, увеличивается расход топлива, падает динамика. В "АвтоВАЗе" задумались о конструкции, которая бы автоматически регулировала тепловые зазоры в клапанном механизме.

И вот, вместо механических регулировок появились гидрокомпенсаторы ВАЗ-2112. На тот момент это была совершенно новая технология. На самом деле все очень просто – водителю больше нет необходимости в ручной настройке зазоров. Гидрокомпенсаторы сами автоматически выберут нужный параметр для каждого клапана.

Устройство

Гидрокомпенсатор ВАЗ-2112 представляет собой плунжерный механизм. Внутри металлического корпуса имеется плунжерный клапан, шарик, пружина. Также внутри элемента присутствует канал для прохода масла. Если рассмотреть принцип действия, то устройство можно будет понять лучше.

Принцип работы

Гидрокомпенсатор представляет собой промежуточную деталь между клапаном и кулачком распределительного вала. Когда кулачок не оказывает давления на компенсатор, то клапан закрыт под действием пружины ГБЦ. Внутри пружина давит на детали плунжерной пары. За счет этого корпус компенсатора движется к кулачку распредвала, пока полностью не упрется в него. При этом зазор будет минимальный.

Нужное давление внутри плунжерной пары оказывается за счет давления масла. Оно подается по каналам в ГБЦ и далее проходит через отверстия в компенсаторе. Затем внутри оно отгибает клапан и создает нужное давление.

Далее кулачок направляется вниз и давит на компенсатор. Масло, находящееся внутри плунжера, давит на клапан и закрывает его. Компенсатор превращается в жесткий элемент, который под давлением кулачка открывает клапан механизма ГРМ.

Нужно сказать, что гидрокомпенсаторы на ВАЗ-2112 (16 клапанов) – это достаточно высокоэффективные устройства. Масло из плунжера выдавливается, прежде чем шарик закроется. Так, может образовываться совсем незначительный зазор, который уйдет при следующей подаче масла. Компенсатор снова станет жестким.

Неважно, до какой температуры нагрелся двигатель: зазор будет наиболее оптимальным всегда. Механизм не требует регулировок в течение всего срока службы. Даже если есть износ, регулировка не нужна. Компенсатор всегда поджимается к распределительному валу.

Проблемы

Среди проблем с гидрокомпенсаторами владельцы выделяют их стук. Он говорит о том, что работают данные элементы не так, как задумано. Также стук может сообщать о неполадках с системой смазки двигателя. Давайте рассмотрим, почему стучат гидрокомпенсаторы на ВАЗ-2112.

Причины звука

Одна из самых основных причин связана с качеством и уровня масла в двигателе. Так, чаще всего стук слышен из-за недостаточного уровня. Масло неэффективно поступает в масляные каналы и внутрь плунжерной пары не заходит. В результате необходимого давления в гидрокомпенсаторе для его полноценной работы нет.

Также могут быть забиты масляные каналы в ГБЦ или же в самом компенсаторе. Это случается по причине несвоевременной замены масла. Оно сгорает, и на стенках механизма образуется нагар. Последний может закупоривать каналы смазочной системы. Масло не имеет возможности эффективно поступать внутрь гидрокомпенсатора.

Еще можно выделить и механические проблемы. Чаще всего стучит гидрокомпенсатор на ВАЗ-2112 (16 клапанов) по причине выхода из строя плунжерной пары – эти элементы заклинивает. Стук будет, если шариковый клапан в плунжере вышел из строя. Звук может говорить и о нагаре на наружной части корпуса плунжера. Он не позволяет механизму двигаться и регулировать автоматически зазор.

Как решать проблему?

Самое эффективное решение – это замена гидрокомпенсаторов на ВАЗ-2112. Но если в системе образовался нагар, то данные механизмы снимают и промывают. После промывки иногда удается восстановить их работоспособность. Однако если пробеги авто большие, то компенсатор разбивается и тогда точно подлежит только замене.

Качественная работа механизма во многом зависит от того, какое масло заливают в двигатель и как часто его меняют. Для тихой и надежной работы механизма автоматической компенсации тепловых зазоров необходимо заливать качественное синтетическое масло и регулярно его менять. Тогда элементы прослужат дольше. Иногда может потребоваться и менее вязкое масло, чтобы поднять давление в системе.

Заключение

Гидрокомпенсаторы на ВАЗ-2112 (16 клапанов) избавляют водителя от необходимости регулировок зазоров, и это большое преимущество данных двигателей. При должном уходе за двигателем проблем с компенсаторами не будет.

Суть работы гидрокомпенсаторов: 10 причин стука и способы устранения неполадки

Почему так важны гидрокомпенсаторы, что это такое, и в каких случаях механизм выходит из строя? Газораспределительный механизм выступает в роли одной из ключевых систем двигателя внутреннего сгорания и предназначен для выпуска выхлопных газов, а также распределения бензино-воздушной смеси по цилиндрам в бензиновых двигателях или воздуха в дизельных. Среди составляющих элементов и узлов ГРМ стоит выделить один или несколько валов с кулачками, клапаны и прочие детали, к которым относятся коромысла, рычаги, штанги, толкатели и пружины. Продолжительность и последовательность открытия и закрытия клапанов напрямую зависит от порядка расположения и формы кулачков.

Элементы ГРМ нагреваются при прогреве двигателя, и их размер увеличивается. Плотное закрытие клапанов при высокой температуре обеспечивает наличие термических зазоров между элементами данной системы. При неправильной регулировке теплового зазора возникают технические неисправности, поэтому для их предотвращения используются гидрокомпенсаторы теплового зазора клапанов.

Что такое гидрокомпенсатор и зачем он нужен?

Гидрокомпенсаторы представлены в виде устройств, позволяющих регулировать зазоры между валом и клапанам в автоматическом порядке за счет давления масла. Среди положительных аспектов использования подобных механизмов стоит выделить следующие:

уменьшение расхода топлива;
улучшение динамических характеристик;
повышение акустического комфорта за счет снижения шума при работе двигателя;
минимизация ударных нагрузок и смягчение работы двигателя;
износ деталей ГРМ снижается;
повышается точность фаз газораспределения;
увеличение крутящего момента двигателя, его мощности и ресурса.

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:

Тепловой зазор остается между распределительным валом и корпусом в момент, когда кулачок распределительного вала тыльной стороной располагается к толкателю.
Посредством масляного канала из системы смазки в плунжер поступает масло, одновременно пружина действует на плунжер и поднимает его, компенсируя зазор. Масло попадает также и в полость под плунжером.
По мере поворачивания вала возникает давление на толкатель со стороны кулачка, из-за чего тот перемещается вниз.
Происходит закрытие обратного шарикового клапана, а плунжерная пара берет на себя роль жесткого элемента, передавая усилие клапану.
Из-под плунжера выдавливается немного масла, поскольку между ним и втулкой есть зазор, но поскольку масло поступает из смазочной системы, происходит компенсация утечки.
Длина гидрокомпенсатора несколько изменяется, поскольку при запущенном двигателе детали нагреваются, но зазор компенсируется в автоматическом порядке за счет изменения объема порции масла.

Виды гидрокомпенсаторов

Учитывая конструктивные особенности, гидрокомпенсаторы принято классифицировать следующим образом:

гидравлическая опора коромысла;
гидроопора;
роликовый гидротолкатель;
гидротолкатель.

Схема реализации в каждом из указанных случаев разная, но предназначение остается единым, как и принцип действия.

Причины стука гидрокомпенсаторов

Существует две проблемные ситуации, которые объясняют, почему стучат гидрокомпенсаторы – неполадки в системе двигателя, которая подает масло или проблемы в механике гидрокомпенсатора.

Проблемы с механикой могут быть следующими:

Детали гидрокомпенсатора загрязнены из-за постепенного нагара масла и попадания чужеродных примесей.
В гидравлический компенсатор попал воздух, поскольку масло в механизм подавалось в недостаточном количестве.
Залипание клапана подачи масла из-за его засорения.
Заводкой брак отдельных элементов гидравлического компенсатора.
Ударная поверхность плунжерной пары со временем изнашивается, поскольку на рабочей поверхности плунжера появляются вмятины от кулачков распределительного вала.

Что касается неполадок в системе двигателя, они могут быть следующими:

попадание в масло воздуха, если его уровень в двигателе ниже или выше необходимого;
выход масляного фильтра из строя;
засорение масляных каналов грязью и нагаром;
изменение характеристик моторного масла ввиду перегрева двигателя;
неподходящие характеристики масла (климатические условия, качество, вязкость).

Стучат гидрокомпенсаторы на холодную и на горячую. Если двигатель уже прогрет, а стук не прекращается, проблема может быть в масле. Его нужно заменить на более качественное или просто залить новое. Проблема также может заключаться в грязном масляном фильтре. Проверьте его и замените новым при необходимости. Если проблема не исчезла, первопричину стука нужно искать в других узлах.

Стук на холодную может возникать из-за вязкости масла, поскольку при непрогретом двигателе оно не может попасть внутрь компенсатора. После прогрева вязкость меняется и стук пропадает.

Устранение неисправности

Поскольку гидрокомпенсаторов в автомобиле несколько, стоит применить акустическую диагностику для определения неисправного. Опытный мастер знает, как проверить гидрокомпенсаторы на работоспособность с помощью акустической диагностики, то есть на звук.

Для опытного мастера такие манипуляции не сложны. После определения проблемного гидравлического компенсатора, для устранения стука, необходимо его промыть, вернуть на место и повторно запустить двигатель. Если данная мера не помогла, придется заменять его. Рассмотрим поэтапные действия в случае обеих процедур.

Как промыть гидрокомпенсатор?

Промывать рассматриваемый механизм необходимо в условиях защищенного от пыли и сквозняков помещения. Не разбирать двигатель совсем не получится, но избавлять его от каждого винтика тоже нет никакой необходимости.

На подготовительном этапе приготовьте три глубоких емкости под размер компенсатора, а также промывочную жидкость, в роли которой может выступить керосин или хороший 92-й бензин.

Также перед промыванием оставьте автомобиль на сутки в гараже, чтобы в поддон стекло как можно больше масла. Дальнейшие действия следующие:

Отключите аккумуляторную батарею, чтобы обесточить авто.
Избавьтесь от воздушного фильтра.
Открутите болты, чтобы снять крышку ГБЦ.
Извлеките гидравлический компенсатор из гнезд после снятия осей коромысел.
Используйте щетку с синтетической щетиной для очищения наружных сторон деталей.
Промойте гидрокомпенсаторы в первой емкости. Для этого погрузите в жидкость каждый из них и надавите на шариковый клапан через отверстие в плунжере с помощью проволоки. Будьте аккуратны и не сломайте пружину. Далее нажимайте на сам плунжер. Как только вы заметите, что ход стал более легким, тщательно отожмите шарик клапана и слейте жидкость из компенсатора. Используйте шприц для дополнительного промывания каналов в корпусе и переходите к аналогичному промыванию во второй емкости.
На завершающем этапе вас ожидает проверка, для этого понадобится третья емкость с промывочной жидкостью. Как проверить гидрокомпенсаторы перед установкой на место? Достаточно окунуть их в третью емкость, набрать жидкость в ГК и опустить клапан, после чего плунжером вверх вынимайте деталь. Если надавить на плунжер пальцем, он не должен двигаться.
При отсутствии движения возвращайте детали на место путем установки коромысел, крышки головки блока цилиндров и остальных элементов. Помните о необходимости зажимать болты от середины к краям.

После того как сборка будет завершена, запустите двигатель и подождите пару минут, пока он поработает на холостых оборотах, на которых стука не должно быть после промывки. Очистка также помогает избавиться от стука после прогревания двигателя и его выхода на рабочий температурный режим.

Замена гидрокомпенсатора

Если очистка не помогла, замена гидравлических компенсаторов станет единственным разумным решением. Порядок замены гидрокомпенсаторов следующий:

Демонтируйте неисправный механизм с помощью съемника или магнита. Последний способ целесообразен только при свободном движении гидрокомпенсатора. Если же он прикипел к наружной поверхности, поможет только съемник.
Промойте всю систему подачи масла, замените масляный фильтр и залейте новое масло, проверьте его подачу в посадочное место компенсаторов путем прокручивания коленчатого вала. Гидравлический компенсатор уже должен быть снят.
Категорически запрещена установка компенсаторов без масла, в противном случае возникают критические ударные нагрузки.
После установки на посадочное место нового механизма не заводите силовой агрегат сразу. Используйте ключ для проворачивания коленвала на несколько оборотов и подождите полчаса. За это время детали найдут свои рабочие места, а внутреннее давление нормализуется.

Поскольку из строя может выйти как один, так и несколько гидрокомпенсаторов, вам придется самостоятельно решить, сколько из них подвергнуть замене. В данном случае решающим фактором является финансовое положение. При наличии разборных механизмов возможен ремонт и профилактика каждого по отдельности.

Если же вы отдали предпочтение комплексной замене, данное решение будет оптимальным и даст вам гарантию на отсутствие проблем в ближайшем будущем. Никогда не экономьте на качестве масла, что позволит вам существенно продлить не только эксплуатационный срок компенсатора, но также трущихся элементов мотора.

Читайте также: