Гидрокомпенсаторы принцип работы: Устройство и принцип работы гидрокомпенсатора — moto strangers

Стучат гидрокомпенсаторы

Гидрокомпенсатор – узел газораспределительного механизма (ГРМ), обеспечивающий его работоспособность, путем поддержания оптимального зазора между кулачком распредвала (или коромыслом) и своей рабочей поверхностью.

Стук гидрокомпенсаторов говорит о неисправности, устранение которой позволит получать от двигателя полную отдачу.

Он состоит из:

• корпуса со специальными проточками и отверстиями;
• плунжерной пары с пружинкой и шариковым клапаном.

Верхний конец стержня клапана автомобиля упирается в дно плунжера. То есть, компенсатор – промежуточное звено между клапаном и кулачком вала ГРМ.

Содержание

1. Что там внутри
2. Стук стуку рознь, потому что последствия разные
3. Принимаем меры

Что там внутри

Регулировка зазора происходит автоматически. Принцип работы гидрокомпенсаторов базируется на ничтожно малом коэффициенте сжатия масла.

В момент, когда совпадут отверстия (сделанные специально для пропуска смазки) в головке блока цилиндров и корпусе компенсатора, в него поступит масло. Далее, оно через проточку попадет в верхнюю камеру плунжера, а потом, через открывшийся шариковый клапан, заполнит нижнюю камеру.

Так как, масло подается под давлением, плунжер выдавливается, толкая корпус компенсатора вверх, пока тот не упрется в кулачок. Кулачок вала, проворачиваясь, давит на гидрокомпенсатор, который идет вниз. Отверстия перекрываются, поступление масла прекращается и закрывается шариковый клапан.

Масло обладает свойством несжимаемости, поэтому усилие кулачка вала ГРМ, через гидрокомпенсатор передается на автомобильный клапан. Он открывается. Дальнейший ход кулачка приводит к тому, что пружина клапана толкает его вверх, и он закрывается.

Часть масла может просачиваться через седло шарика плунжера в обратном направлении, увеличивая зазор, но, в следующем цикле, когда отверстия маслопроводов снова совпадут, объем масла пополнится и зазор нормализуется.

Работа ГРМ приводит к выработке поверхности компенсатора, при этом зазор увеличивается. Пополнение объема масла в цикле снова нормализует его. Тепловое расширение деталей тоже влияет на зазор, но и тут гидрокомпенсатор позволяет избавиться от сверхнорматива.

Стук стуку рознь, потому что последствия разные

Чем удобны эти устройства? Тем, что выполняют свои функции, не требуя обслуживания и специального ухода.

О них можно не вспоминать до тех пор, пока не слышен определенный, специфический стук гидрокомпенсаторов.

Причем, он может появляться только при запуске и по мере прогрева исчезать, а может продолжаться все время.

Что происходит, когда стучат гидрокомпенсаторы:

• прекращается функционирование плунжерной пары;
• увеличивается динамическая нагрузка на детали и узлы ГРМ;
• повышается расход горючего;
• прогорают головки клапанов с последующим повреждением головки блока;
• возникают шумы в двигателе, затрудняющие общую диагностику;
• ухудшается разгонная динамика.

Почему стучат гидрокомпенсаторы? Ответов может быть несколько, в зависимости от обстоятельств. Необходимо установить момент, когда начинается стук. Это помогает прояснить ситуацию.

Если слышен стук гидрокомпенсаторов на холодную, то есть, сразу после запуска и продолжается до тех пор, пока мотор не прогреется, то вероятными причинами могут быть следующие:

1. Клапан плунжера пропускает масло при выключенном двигателе.
2. Сужение маслопроводящих каналов загрязнителями. В момент пуска масло имеет большую вязкость и не поступает в плунжер, поэтому и стучат гидрокомпенсаторы на холодную. При разогреве вязкость уменьшается и увеличивается его проникающая способность.
3. Высокая вязкость масла. Стук пропадает по мере увеличения текучести.

Такое явление не очень критично, хотя не стоит оставлять его без внимания. Часто «гидрики» стучат только в момент пуска. Это происходит от того, что при остановке, часть клапанов двигателя замирает в открытом положении и клапан плунжера «стравливает» немного масла.

Не следует причислять эти звуки к признакам неисправности. На холодном двигателе это допустимо. Новые гидрокомпенсаторы, стукнут при пуске, потому что при длительном хранении часть масла может вытечь.

Ну, а если стучат гидрокомпенсаторы на горячую? Хотя вопрос поставлен несколько не корректно. Разберемся, от чего стук появляется при запуске движка и не прекращается по мере прогрева. В этом случае, как и в предыдущем, вероятных причин несколько:

1. Масло плохого качества изначально или давно не менялось. Стук, чаще всего, прекращается после замены масла.
2. Неисправность самого гидрокомпенсатора.
3. Загрязнение масляного фильтра.
4. Стук гидрокомпенсаторов на горячую возникает, если масляный насос не развивает необходимого давления.

Есть еще одна причина, которая, почему-то, проявляется на Приоре. Стук в компенсаторах появляется после замены масла 5W40 на 0W40.

Принимаем меры

Итак, стучат гидрокомпенсаторы, что делать? Не паниковать. Подобное явление еще не доводило автомобиль до исключения из перевозочного процесса.

Функционирование этой важной детали непосредственно связано с системой смазки. Если застучали гидрокомпенсаторы, вероятность того, что масло утратило первоначальные характеристики, достаточно велика.

Не стоит сразу думать о разборке мотора. Первым делом, чтобы устранить стук, меняют масло и фильтр. После замены, при пуске не вздрагивайте от стука гидрокомпенсаторов, в процессе слива масла, оно уйдет и из них, а наполнятся плунжеры, когда запустился масленый насос.

Если это не помогло, то необходимо выяснить, какой гидрокомпенсатор стучит. Возникает вопрос, как определить тот, который необходимо менять? К примеру, у ВАЗ 2112 16 клапанов, как узнать, какой не функционирует?

Для этого необходимо поставить кулачок распредвала (коромысло) так, чтобы он не мешал и попробовать выколоткой надавить на компенсатор.

Исправный продавится если приложено значительное усилие, неисправный уйдет вниз легко. Его необходимо убирать.

Как проверить гидрокомпенсаторы без разборки? Неисправный можно выявить и на работающем двигателе.

Место его установки определяется при помощи фонендоскопа. Некоторые умельцы делают приспособление, используя металлический стержень и резонатор из алюминиевой банки. Опытные мотористы обнаруживают просто на слух. Далее, устраняется причина стука гидрокомпенсаторов.

После обнаружения неисправных деталей, некоторые автовладельцы снимают их, с целью убрать загрязнители из плунжера путем разборки и промывки. Другие идут на их удаление и замену. Часто, после этих манипуляций удается устранить стук лишь на некоторое время.

Разбор и анализ периодичности ремонта этих узлов подсказывает, что их износ и условия эксплуатации, примерно одинаковы, а значит и состояние тоже. Поэтому рекомендуется менять гидрокомпенсаторы комплектом.

Как работают гидрокомпенсаторы, и как избежать прогара клапана

Содержание

Газораспределительный механизм моторов с течением времени существенно модернизировался. Развитие не обошло стороной и клапанное устройство ДВС. Поначалу возникающие зазоры между клапанами и распределительным валом корректировались вручную, затем появились механические регуляторы, однако вершиной настройки стали гидравлические компенсаторы. Мало знаете о подобных деталях? Тогда обязательно ознакомьтесь с приведённой ниже статьёй, которая поможет всем желающим понять, почему стучат гидрокомпенсаторы, что они собой представляют и поддаются ли ремонту.

Устройство и принцип работы гидрокомпенсаторов

Любой более-менее опытный автомобилист знает, что клапанный механизм двигателя регулирует впуск топливной смеси в цилиндры и выпуск из них отработанных газов. В процессе своей работы клапаны мотора попарно открываются и, естественно, работают в условиях колоссальной нагрузки, что связано с высокой температурой горения топлива.

Для минимизации отрицательных свойств температурного расширения между узлами всего ГРМ предусмотрены тепловые зазоры, регуляцией которых и занимается стандартный гидрокомпенсатор.

Отличие гидравлических компенсаторов от иных регуляторов зазора клапанов заключается в том, что первые работают полностью автоматически, в то время как другие механизмы требуют того или иного участия автомобилиста в своей жизни. Что это значит? А значит это то, что при отсутствии гидрокомпенсаторов владелец автомобиля с некоторой периодичностью должен собственноручно выставлять тепловой зазор клапанов и внимательно следить за ними в процессе эксплуатации агрегата.

Говоря простыми словами, устройство гидрокомпенсатора – это механизм-связка, установленный между распредвалом мотора и каждым клапаном. Работает деталь по принципу плунжерной пары и циркуляции масла, выступая при этом «прокладкой» между ранее отмеченными элементами ГРМ. В итоге, получается так, что в зависимости от температурного режима работы двигателя между распределительным валом и рабочим клапаном всегда имеется взаимодействие, а самое главное – правильно настроенный тепловой зазор.

Почему появляется стук гидрокомпенсаторов

От многих автомобилистов нередко можно услышать фразы по типу:

• «Почему стучат гидрокомпенсаторы на холодную? Что делать?»;
• «Из-за чего стучат гидрокомпенсаторы на горячую? Где регулировать?»;
• «Застучали гидрокомпенсаторы. Как их теперь починить?».

Сразу отметим: формулировка проблемы подобным образом изначально неправильна. Важно понимать одну простую вещь – гидрокомпенсаторы клапанов стучать не могут, стучит сам клапанный механизм из-за неправильного функционирования. А вот последнее уже нередко провоцируют именно неисправности гидрокомпенсаторов. Но обо всём по порядку.

Выше было отмечено, что любой тип гидравлического компенсатора – это гидромеханизм, работающий за счёт плунжерной пары и масла, поступающего в него из мотора. То есть, причина стука гидрокомпенсаторов или клапанов, как будет правильней, кроется либо в неправильной работе плунжеров, либо в проблемах с маслообеспечением данного механизма. Если быть точнее, то неприятный звук может появиться по нескольким причинам:

• Масла, доходящего до гидрокомпенсаторов, недостаточно или оно имеет очень низкое качество. В итоге, плунжерная пара не получает должной смазки, давление в системе не появляется и регуляция зазора не происходит. Естественно, начинается стук клапанов, спровоцированный неправильным тепловым зазором;
• Каналы ГБЦ или самого гидравлического механизма забились выработкой. Подобное явление случается по причине неправильного использования масла. То есть, отсутствие своевременной замены масла или его чрезмерное выгорание способно забить масляные каналы и сделать из рабочего узла совершенно неисправный гидрокомпенсатор;
• Вышел из строя сам гидравлический механизм. Тут возможны две основные поломки: клин плунжерной пары или неправильная работа шарикового клапана, воздействующего непосредственно на тепловой клапан мотора. Случиться подобное может либо из-за нагара, появляющегося по причине использования плохого масла, либо же из-за брака, допущенного при сборке механизма. Физический износ узла практически исключён, ибо он в действительности вечен. В любом случае, определить точную причину неисправности поможет только тщательная проверка гидрокомпенсаторов и профессиональный взгляд на их состояние.

Сетовать на неправильную работу гидромеханизмов в конструкции ГРМ есть смысл лишь в том случае, когда наличие иных поломок в системе исключено (особенно – поломок клапанов). При иных же обстоятельствах ремонт гидрокомпенсаторов будет выглядеть чем-то ненужным и бессмысленным.

Ремонт гидрокомпенсаторов

Замена гидрокомпенсаторов или ремонт данных элементов ГРМ своими руками требуется, прямо скажем, очень редко. Связано это с тем, что конструкция механизмов продумана до мелочей и их реальную поломку зачастую вызывают не условия работы, а беспечность владельца машины. Последняя, конечно, есть не у всех автомобилистов, поэтому и ремонт гидрокомпенсаторов требуется не многим.

В любом случае, знание – это сила, поэтому информация о симптоматике и общих принципах починки гидравлических регуляторов зазоров будет нелишней. Сначала обратим внимание на признаки поломки гидрокомпенсаторов. Зачастую они более чем прозрачны и представлены следующим перечнем:

• мотор стал работать нестабильно;
• нарушилась динамика движения;
• появились «стучащие» шумы в работе ДВС;
• прогорели клапана;
• повысился расход топлива.

Естественно, чем большее количество симптомов появляется – тем большие основания имеются для того, чтобы задуматься о ремонте гидрокомпенсаторов своими руками. Почему именно собственноручно, а не на СТО? Всё просто. Особых сложностей в ремонте деталей нет, поэтому отдавать немалую сумму денег другим людям, наверное, бессмысленно.

Возвращаясь к вопросу о том, как проверить гидрокомпенсаторы на правильность работы, придётся констатировать неприятную для многих автомобилистов вещь – без снятия элементов с двигателя диагностику осуществить не получится. Учитывая эту особенность ремонта, замену и проверку гидромеханизмов рассмотрим совместно. В общем виде, процесс починки гидрокомпенсаторов выглядит так:

1. В первую очередь, полностью меняем масло в двигателе и масляный фильтр. Если после этого, стук или иные симптомы поломки не прошли, приступаем к следующему шагу. При этом не забудьте, что после смены масла требуется прокачка гидрокомпенсаторов. Как прокачать гидрокомпенсаторы? Никак, система сделает всё сама после запуска мотора. Если говорить точнее, то новая смазка масляным насосом накачается в каждый гидравлический механизм и лишь после этого они перестанут стучать, что позволит оценить их новую работу. Зачастую на это уходит 5-15 минут, не более;
2. Итак, судя по всему – эффекта нет? Тогда частично разбираем мотор для доступа к клапанному механизму. На многих моделях авто достаточно снять ГБЦ и демонтировать иные узлы мотора, мешающие доступу к клапанам;
3. После этого есть два варианта действий:
   • Первый — поиск неисправного гидрокомпенсатора. Процедура не сложная и проводится следующим образом: отводим коромысло и штангу толкателя каждого клапана максимально в сторону от гидромеханизма и пытаемся выколоткой надавить на последний. Если компенсатор уходит вниз под значительным давлением, то он исправен, в ином случае следует снять деталь для более качественной проверки;
   • Второй – снятие всех гидрокомпенсаторов для проверки каждого. При выборе этого варианта проводится стандартная разборка клапанного механизма и интересующих нас элементов соответственно.
4. Осуществив описанные выше операции, остаётся лишь заменить неисправный элемент ГРМ и вернуть автомобиль в первоначальное состояние. Если же проводилась разборка механизмов, то требуется проверить их внутреннее состояние и очистить от нагара. В случае, когда с регулятором всё в норме, то установить гидрокомпенсатор следует обратно в конструкцию мотора и уже потом проверять его на работоспособность. При иных обстоятельствах узел требуется полностью заменить. Более подробно говорить о том, как разобрать гидрокомпенсатор не будем, так как данная процедура не столь сложна и под силу любому автомобилисту. Главное – действовать аккуратно и не спеша.

Пожалуй, больше информации относительно того, как заменить гидрокомпенсаторы, излагать бессмысленно. Тут большее значение имеет практика, поэтому запасайтесь базовым набором авторемонтника и направляйтесь в гараж, конечно, если необходимость подобного у вас имеется.

Профилактика поломок

Как стало ясно, проверка, ремонт и установка гидрокомпенсаторов – процедуры простые, а регулировка узла и вовсе не требуется. Несмотря на это, поломок машины не хочет допускать совершенно любой автомобилист, поэтому было бы целесообразно поговорить о предотвращении неисправностей и компенсаторов.

Главное в профилактике — убрать из «рациона» мотора авто дешёвую и некачественную смазку. Спросите, как же определить хорошего производителя масла? Ответ очень прост – по отзывам автомобилистов. Согласно исследованиями нашего ресурса, лучшие масла у следующих компаний:

• Liqui Moly (Ликви Моли) – немецкая организация, знаменитая огромным количеством смазочных товаров для автомобилей. Сразу отметим, что присадки для гидрокомпенсаторов от Liqui Moly покупать не нужно (такие средства совершенно от любого производителя лишь засоряют полости мотора), а вот моторное масло – обязательно;
• Motul (Мотуль) – британский производитель тех же смазочных средств для машин. Пожалуй, самый главный конкурент в своей сферы деятельности для Liqui Moly, что лучше именно для вас – решайте сами. Однозначно можно сказать, что оба производителя достойны внимания и уважения;
• Castrol (Кастрол) – также как и Motul, производитель с Туманного Альбиона. По статусности и отзывам данная компания, конечно, уступает рассмотренным выше. Однако по сравнению с остальными представителями рынка, именно Castrol имеет лучшие отзывы о своей продукции, поэтому наш ресурс может лишь рекомендовать её масла для покупки.

Помимо подборки смазки, желательно снимать гидрокомпенсаторы хотя бы раз в 80-100 000 километров для прочистки и качественной проверки. В остальном же данные элементы ГРМ обслуживания не требуют и при правильной эксплуатации отъездят полный эксплуатационный срок двигателя любого автомобиля.

В целом, по сегодняшней теме больше сказать нечего. Надеемся, представленный выше материал был для вас полезен и дал ответы на интересующие ответы. Удачи на дорогах и в обслуживании авто!

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Поделиться с друзьями:

Основы толкателей клапанов и не только

Толкатели клапанов играют ключевую роль в клапанном механизме двигателей с толкателями. Они восходят к самым ранним дням двигателя внутреннего сгорания. Самые ранние двигатели не имели толкателей или коромысла. Они были «плоской» конструкции с клапанами в блоке. Толкатели (также называемые «толкателями» из-за производимого ими лязгающего шума) двигались на выступах кулачка в блоке и приводили в действие клапаны напрямую. Это была простая конструкция, но не лучшая конфигурация для эффективности дыхания или мощности.

Перемещение клапанов в головку цилиндров стало важным шагом вперед в двигателях с верхним расположением клапанов (OHV), поскольку это позволило двигателю дышать более эффективно и развивать большую мощность при том же рабочем объеме. Конструкция верхнего клапана усложняла клапанный механизм, поскольку требовала добавления толкателей и коромыслов. Подъемникам также приходилось направлять масло через толкатели для смазки верхних компонентов клапанного механизма.

В двигателях с верхним расположением распредвала (OHC) распределительные валы находятся в головке(ах) цилиндра и приводят в действие клапаны непосредственно или через толкатели кулачка, поэтому толкатели отсутствуют. Однако большинство современных двигателей с верхним расположением распредвала имеют некоторые типы гидравлических регуляторов зазора клапанов. Регулятор может быть установлен в головке и служить точкой опоры для поддержания нулевого зазора между толкателем кулачка и клапаном, или может быть расположен внутри ковша, который надевается на верхнюю часть клапана, или «мини-регулятор», установленный на конце. коромысла.

Роль толкателя в клапанном механизме

Основная функция толкателя клапана довольно проста. Он сидит на распределительном валу и передает движения кулачка вверх через толкатели и коромысла, чтобы открывать и закрывать клапаны. Размер и форма выступа кулачка под толкателем (умноженные на соотношение коромыслов) определяют подъем клапана и продолжительность. Таким образом, подъемник просто следует за движениями кулачка. Но это играет роль в люфте (зазоре) и шуме клапанного механизма.

В двигателях со сплошным толкателем толкатель представляет собой просто полый ковш. У него твердое дно, которое опирается на кулачок, и чашка сверху, которая поддерживает нижний конец толкателя. Толкатель имеет впускное отверстие сбоку, чтобы масло под давлением могло заполнять корпус толкателя, и выпускное отверстие в центре чаши толкателя, чтобы масло могло течь вверх через толкатель для смазки верхних компонентов клапанного механизма.

В двигателях с толкателями с плоскими толкателями днища толкателей кажутся плоскими. Но на самом деле в большинстве случаев дно подъемника слегка выпуклое. Центр примерно на 0,001–0,002 дюйма выше края. Кроме того, выступы на плоских кулачках толкателей не идеально плоские, а имеют небольшой конус (от 0,0007 до 0,002 дюйма) с одной стороны. Кроме того, осевая линия толкателей немного смещена относительно выступов кулачка. Это заставляет толкатели вращаться при повороте кулачка, что помогает уменьшить трение и износ.

Область контакта между толкателями и выступами кулачка является самой нагруженной поверхностью внутри двигателя, с давлением от 200 000 до 300 000 фунтов на квадратный дюйм в точке контакта в зависимости от давления пружины клапана! Следовательно, крайне важно, чтобы оба компонента имели правильную геометрию (как выпуклую, так и коническую), чтобы обе поверхности имели достаточную твердость, чтобы противостоять преждевременному износу и выходу из строя, и чтобы точка контакта хорошо смазывалась моторным маслом, содержащим достаточное количество примесей. противоизносная присадка высокого давления (например, ZDDP).

Смазка была проблемой в последние годы, потому что количество ZDDP в моторном масле было значительно уменьшено, чтобы продлить срок службы каталитических нейтрализаторов. Цинк и фосфор в противоизносной присадке ZDDP загрязняют катализатор, если двигатель сжигает масло из-за изношенных направляющих клапанов, уплотнений и/или поршневых колец. Снижение ZDDP до уровня менее 600 частей на миллион не создало проблем для большинства двигателей последних моделей, поскольку они имеют роликовые подъемники с низким коэффициентом трения или толкатели верхних кулачков. Но в старых двигателях с плоскими кулачками использование моторного масла с низким содержанием ZDDP может не обеспечить адекватной защиты от износа кулачка и толкателей, особенно если установлены более жесткие пружины клапанов. Обходной путь заключается в использовании масла для обкатки, которое содержит более высокие уровни ZDDP, а затем заправке картера моторным маслом со специальной формулой «для уличных характеристик» или «гонок», которое содержит дополнительное количество ZDDP. Добавка ZDDP также может использоваться для обогащения обычных и синтетических моторных масел с низким ZDDP.

Поставщики кулачков вторичного рынка также повысили свою игру, увеличив твердость поверхности своих кулачков с плоскими толкателями, чтобы сделать их более устойчивыми к износу при использовании современных моторных масел. Некоторые поставщики предлагают подъемники, в которых в центре нижней части корпуса подъемника прожжено небольшое отверстие для направления масла прямо на выступ кулачка. Другой поставщик шлифует несколько небольших лысок глубиной всего в несколько тысячных дюйма по бокам своих толкателей, чтобы больше масла могло стекать на кулачок.

Роликовые подъемники

Большое усовершенствование произошло с изобретением роликовых подъемников. Поместив небольшое колесо на дно подъемника, трение между кулачком и подъемником значительно снижается. Вот почему все современные двигатели с толкателями имеют роликовые подъемники. Роликовые подъемники также позволяют использовать более радикальные профили кулачков с более быстрыми наклонами открытия и закрытия, что обеспечивает более полное открытие клапана для заданного подъема и продолжительности. Вот почему роликовые кулачки — это горячая установка для гонок.

Установка колеса в нижней части подъемника также изменяет динамику между подъемником и кулачком. Роликовый подъемник должен удерживаться в фиксированном положении с кулачком, чтобы колесо плавно катилось по кулачку, поэтому вы не хотите, чтобы подъемник вращался или скручивался. Для этого необходимо добавить соединительную планку между соседними подъемниками, чтобы они оставались прямыми, или обработать корпус подъемника и отверстия подъемника плоской поверхностью, чтобы предотвратить их скручивание.

Одно из различий между роликовым кулачком и плоским кулачком с толкателем состоит в том, что выступы на роликовом кулачке действительно плоские, тогда как выступы на плоском кулачке с толкателем имеют небольшую конусность. Если кулачок или подъемники неправильного типа используются вместе (плоский кулачок с роликовыми подъемниками или роликовый кулачок с плоскими толкателями), несоответствие быстро приведет к плохим последствиям.

Еще одна вещь, которую никогда не следует делать при восстановлении двигателя, — это установка нового кулачка с бывшими в употреблении толкателями. Кулачок и подъемники изнашиваются по специфической схеме по мере их установки. Если кулачок с большим пробегом изношен или один или несколько подъемников имеют вогнутый износ на нижней части, кулачок и подъемники необходимо заменить.

Если исходный кулачок и подъемники все еще в хорошем состоянии и используются повторно, убедитесь, что все подъемники снова установлены в исходные отверстия (то же место, что и раньше). Однако, если оригинальный кулачок изношен и нуждается в замене, замените также толкатели. Не портите новый или переточенный кулачок, повторно используя изношенные подъемники.

Единственным исключением из этого правила являются роликовые кулачки. Поскольку кулачки кулачка плоские, а подъемники имеют ролики, а не выпуклую поверхность, новый роликовый кулачок можно установить на бывшие в употреблении роликовые подъемники при условии, что все подъемники находятся в хорошем состоянии и не имеют повреждений, изъянов или трещин.

Гидравлические подъемники

Гидравлические подъемники были впервые разработаны еще в 1930-х годах и стали широко использоваться в серийных двигателях в 1950-х годах. Гидравлические толкатели устраняют стук, производимый массивными толкателями, потому что клапанный механизм работает с нулевым зазором (зазором). Цельным толкателям требуется небольшой воздушный зазор между кончиками коромысла и верхними частями штоков клапанов, чтобы компенсировать тепловое расширение двигателя при его нагреве. Регулировка зазора имеет решающее значение, потому что слишком большой зазор делает клапаны шумными и снижает подъем клапана, продолжительность и производительность. Слишком маленький зазор также может создать проблемы, поскольку из-за этого клапаны открываются раньше и закрываются позже, что снижает рассеивание тепла через седла клапанов, когда клапаны закрыты. Это может привести к перегреву некоторых клапанов (особенно выпускных клапанов) и выходу их из строя. Если зазор слишком тугой и полностью закрывается, он может удерживать клапан открытым, вызывая потерю компрессии и, возможно, контакт между клапаном и поршнем.

Цельные подъемники требуют регулярной регулировки зазоров клапанов для компенсации износа клапанного механизма. Для гоночных двигателей также может потребоваться регулировка зазоров клапанов для точной настройки двигателя в соответствии с преобладающими погодными условиями и условиями трассы. Изменение зазора клапана имеет тот же эффект, что и изменение подъема клапана и продолжительности. Меньший зазор увеличивает подъемную силу и продолжительность для более высокой конечной мощности, в то время как открытие регулировки зазора уменьшает подъемную силу и продолжительность для улучшения крутящего момента на низких оборотах и ​​реакции дроссельной заслонки.

Гидравлические подъемники устраняют стук и необходимость периодической регулировки, поддерживая нулевой зазор при работающем двигателе. Они делают это, используя давление масла на подпружиненный плунжер внутри корпуса подъемника. Масло заполняет полость под плунжером при закрытом клапане. Это толкает поршень вверх, чтобы устранить слабину в клапанном механизме и удерживать его в натянутом состоянии. Односторонний обратный клапан внутри подъемника удерживает давление внутри подъемника, когда клапан открывается. Поскольку масло несжимаемо, масло, оставшееся под плунжером, препятствует сжатию плунжера, а подъемник действует как твердый подъемник, открывая клапан.

Гидравлические подъемники также бережнее относятся к компонентам клапанного механизма, чем сплошные подъемники, потому что нулевой зазор в клапанах уменьшает ударный эффект, возникающий, когда клапаны захлопываются при более высоких оборотах двигателя. Воздушного зазора для заполнения нет, поэтому клапан просто следует за кулачком, когда он закрывается для более мягкой посадки. Это также снижает уровень шума и помогает продлить срок службы компонентов клапанного механизма.

При нормальных условиях вождения нет опасности того, что клапаны вытолкнут из своих седел или не полностью закроются, поскольку пружины клапанов оказывают большее давление на клапанный механизм, чем давление масла внутри толкателей. Но при высоких оборотах двигателя (скажем, от 6000 до 6500 об/мин) гидрокомпенсаторы испытывают некоторые ограничения.

На высокой скорости гидравлические подъемники могут «накачивать» и удерживать клапаны открытыми, что приводит к плаванию клапанов. Это может произойти, если пружины клапанов недостаточно сильны, чтобы поддерживать нормальное управление клапанами, и толкатели пытаются компенсировать слабину, которой на самом деле нет. Это приводит к чрезмерному удлинению плунжера и препятствует полному закрытию клапана. То же самое может произойти, если масло внутри толкателя не стравливается достаточно быстро между циклами для поддержания нормального зазора клапана.

Гидравлические подъемники также могут «откачиваться» или разрушаться при высоких оборотах, если внутри них происходит слишком большая утечка масла из-за небрежных допусков при сборке. Это создает слишком большой зазор в клапанном механизме, что приводит к шуму и потере мощности.

Гидравлические подъемники представляют собой узлы с точной посадкой. Плунжер плотно прилегает к корпусу, чтобы обеспечить минимальный зазор, поэтому скорость утечки не слишком велика или слишком мала. Вот почему вы никогда не должны смешивать внутренние детали при очистке и восстановлении комплекта гидравлических подъемников. Делайте каждый подъемник отдельно, чтобы сохранить исходные допуски сборки.

Одно из основных различий между серийными гидравлическими подъемниками и подъемниками послепродажного обслуживания заключается в том, что последние обычно имеют более жесткие внутренние допуски для лучшего контроля масла. Многие высокопроизводительные гидравлические подъемники также имеют улучшенную арматуру, которая позволяет им выдерживать большее количество оборотов в минуту, чем их стандартные аналоги. Хороший набор гидравлических подъемников послепродажного обслуживания, как правило, позволяет двигателю развивать скорость на 1000 об/мин выше, чем стандартные гидравлические подъемники. Некоторые могут обрабатывать даже больше RPM. Тем не менее, большинство гидравлических подъемников не могут сравниться по производительности и надежности со сплошными подъемниками со скоростью выше 8000 об/мин. Вот почему высокооборотные двигатели в NASCAR, дрэг-карах и автомобилях с кольцевой трассой до сих пор используют сплошные подъемники.

Гидравлические регулировки

Гидравлические подъемники необходимо отрегулировать при первоначальной установке, чтобы плунжер работал в среднем диапазоне хода. Если плунжер опустится до упора, это может помешать закрытию клапана, что приведет к неровной работе двигателя и возможному контакту клапана с поршнем. Плунжер, который чрезмерно выдвинут и находится вблизи верхнего предела своего хода, может быть не в состоянии поддерживать нулевой зазор при изменении температуры двигателя. Это может увеличить шум двигателя и даже привести к ударам плунжера по стопорному кольцу, что приведет к его выходу из строя.

Плунжер гидрокомпенсатора также может чрезмерно выдвинуться, если в двигателе заедают клапаны или происходит чрезмерный износ клапанного механизма. Он может занять столько слабины, прежде чем выйдет из строя.

Еще кое-что, о чем следует помнить, если вы заменяете набор гидравлических подъемников, это убедиться, что высота плунжера в новых подъемниках такая же, как и в старых подъемниках. Для компенсации разницы в высоте плунжера потребуются более длинные или более короткие толкатели.

Новый дизайн подъемника

Постоянное стремление добиться большей топливной экономичности современных двигателей привело к разработке различных технологий «рабочего объема по требованию», «переменного рабочего объема» или «отключения цилиндров» на некоторых двигателях. По сути, идея состоит в том, чтобы отключить до половины цилиндров двигателя, когда он находится под небольшой нагрузкой, для экономии топлива. Отключение топливных форсунок для отключения определенных цилиндров экономит топливо. Но если клапаны все еще открываются и закрываются, двигатель тратит энергию на прокачку воздуха через мертвые цилиндры. Клапаны также должны быть деактивированы в то же время, чтобы максимизировать экономию энергии.

Деактивация клапанов захватывает воздух в мертвых цилиндрах. Это создает эффект «воздушной пружины», который возвращает почти столько же энергии при ходе поршня вниз, сколько затрачивается при ходе сжатия вверх. Двигатель сжимает воздух во время такта сжатия, а воздух отталкивается назад, когда он расширяется во время хода вниз.

Существуют различные способы деактивации цилиндров, в том числе кулачки с разными кулачками для каждого цилиндра, изменение положения коромысла или использование гидравлических подъемников, которые могут складываться по команде для устранения подъема клапана. Толкатель клапана с регулируемым положением может работать с нормальной высотой плунжера или с уменьшенной высотой плунжера. Для этого требуется вторичное отверстие для подачи масла и клапан для изменения положения плунжера внутри подъемника.

Модуль управления силовым агрегатом (PCM) регулирует давление масла в толкателях с помощью электромагнитных клапанов. При отключении нескольких цилиндров можно использовать несколько соленоидов для управления потоком масла к различным парам толкателей. Деактивация цилиндров усложняет клапанный механизм и увеличивает вероятность того, что что-то пойдет не так и приведет к потере мощности, если цилиндры остаются деактивированными, когда они должны производить мощность. Проблемы с датчиками двигателя (в частности, MAP, датчиками расхода воздуха и положения дроссельной заслонки), соленоидами управления потоком масла, давлением моторного масла (если двигатель также оснащен масляным насосом переменной производительности), PCM или неисправности проводки могут повлиять на нормальную работу. такой системы.

Советы по сборке

При установке нового или отшлифованного кулачка и толкателей используйте смазку для кулачков высокого давления, а не моторное масло или сборочную смазку общего назначения, чтобы покрыть выступы кулачков и днища подъемников, и используйте обкатку. масло, содержащее дополнительный ZDDP. Смазка под высоким давлением необходима для защиты кулачка и толкателей после первоначального запуска и обкатки.

Новый кулачок и толкатели могут быть испорчены, если их не обкатать должным образом. Большинство из них требуют поддержания оборотов двигателя от 1500 до 2000 об/мин в течение 20 минут. Не позволяйте двигателю работать на холостом ходу и не перегружайте его. Кулачок и подъемники нуждаются в обильной смазке в этот период и минимальном напряжении, поскольку подъемники и лепестки знакомятся друг с другом. Окончательная регулировка клапанного механизма и настройка двигателя могут быть выполнены после завершения первоначального периода обкатки кулачка.

Роликовые кулачки более щадящие, чем плоские кулачки, в том, что касается обкатки, потому что трение намного меньше. Тем не менее, обороты двигателя должны поддерживаться на уровне от 1500 до 2000 об/мин после первоначального запуска в течение нескольких минут, чтобы убедиться, что все совместимо и получает достаточную смазку.

Гидравлические подъемники обычно издают некоторый шум при первом запуске двигателя, но вскоре он должен стихнуть, когда масло заполнит подъемники, а подъемники расширятся, чтобы уменьшить люфт в клапанном механизме. Некоторые эксперты говорят, что перед установкой гидрокомпенсаторы следует предварительно замочить в масле и прокачать. Другие говорят, что в этом нет необходимости, и на самом деле увеличивается риск того, что подъемники будут держать клапаны слишком открытыми.

Обычная процедура регулировки комплекта гидравлических толкателей заключается в вращении кулачка таким образом, чтобы каждая пара подъемников находилась в самом нижнем положении на базовой окружности кулачка. Это делается путем поворота кривошипа так, чтобы цилиндр находился в верхней мертвой точке на такте сжатия, при этом оба клапана были полностью закрыты. Затем коромысла настраиваются на нулевой зазор, а затем дополнительно поворачиваются на 1/2–3/4, чтобы толкнуть плунжеры внутри толкателей вниз в среднее положение. Затем процедура повторяется для каждого цилиндра, пока все подъемники не будут настроены. Если толкатели предварительно заполнены маслом, они могут не нажимать вниз, когда коромысла получают дополнительный поворот, в результате чего вместо этого клапаны поднимаются со своих седел.

Технология подъемника клапана

Основная функция подъемника клапана довольно проста. Он сидит на распределительном валу и передает движения кулачка вверх через толкатели и коромысла, чтобы открывать и закрывать клапаны. Размер и форма выступа кулачка под толкателем (умноженные на соотношение коромыслов) определяют подъем клапана и продолжительность. Таким образом, подъемник просто следует за движениями кулачка. Но это играет роль в люфте (зазоре) и шуме клапанного механизма.

Область контакта между толкателями и выступами кулачка является самой нагруженной поверхностью внутри двигателя, от 200 000 до 300 000 фунтов на квадратный дюйм в точке контакта в зависимости от давления пружины клапана! Следовательно, крайне важно, чтобы оба компонента имели правильную геометрию (как выпуклую, так и коническую), чтобы обе поверхности имели достаточную твердость, чтобы противостоять преждевременному износу и разрушению, и чтобы точка контакта хорошо смазывалась моторным маслом.

Роликовые подъемники

Большое усовершенствование произошло с изобретением роликовых подъемников. Поместив небольшое колесо на дно подъемника, трение между кулачком и подъемником значительно снижается. Вот почему все современные двигатели с толкателями имеют роликовые подъемники. Роликовые подъемники также позволяют использовать более радикальные профили кулачков с более быстрыми наклонами открытия и закрытия, которые обеспечивают большее полное открытие клапана для заданного подъема и продолжительности.

Установка колеса в нижней части подъемника также изменяет динамику между подъемником и кулачком. Роликовый подъемник должен удерживаться в фиксированном положении с кулачком, чтобы колесо плавно катилось по кулачку, поэтому вы не хотите, чтобы подъемник вращался или скручивался.

Если исходный кулачок и подъемники все еще в хорошем состоянии и используются повторно, убедитесь, что все подъемники снова установлены в исходные отверстия (то же место, что и раньше). Однако, если оригинальный кулачок изношен и нуждается в замене, также замените подъемники. Не портите новый или переточенный кулачок, повторно используя изношенные подъемники.

Единственным исключением из этого правила являются роликовые кулачки. Поскольку выступы кулачка плоские, а подъемники имеют ролики, а не выпуклую поверхность, новый роликовый кулачок можно установить на бывшие в употреблении роликовые подъемники, при условии, что все подъемники находятся в хорошем состоянии и не имеют повреждений, точечной коррозии или трещин.

Гидравлические подъемники

Гидравлические подъемники были впервые разработаны еще в 1930-х годах и стали широко использоваться в серийных двигателях в 1950-х годах. Гидравлические толкатели устраняют стук, производимый массивными толкателями, потому что клапанный механизм работает с нулевым зазором (зазором). Цельным толкателям требуется небольшой воздушный зазор между кончиками коромысла и верхними частями штоков клапанов, чтобы компенсировать тепловое расширение двигателя при его нагреве.

Регулировка зазоров имеет решающее значение, поскольку слишком большой зазор делает работу клапанов шумной и снижает подъем клапана, продолжительность и производительность. Слишком маленький зазор также может создать проблемы, поскольку из-за этого клапаны открываются раньше и закрываются позже, что снижает рассеивание тепла через седла клапанов, когда клапаны закрыты. Это может привести к перегреву некоторых клапанов (особенно выпускных клапанов) и выходу их из строя.

Если зазор слишком тугой и полностью закрывается, он может удерживать клапан открытым, вызывая потерю компрессии и, возможно, контакт между клапаном и поршнем.

Гидравлические подъемники устраняют стук и необходимость периодической регулировки за счет поддержания нулевого зазора при работающем двигателе. Они делают это, используя давление масла на подпружиненный плунжер внутри корпуса подъемника. Масло заполняет полость под плунжером при закрытом клапане. Это толкает поршень вверх, чтобы устранить слабину в клапанном механизме и удерживать его в натянутом состоянии.

Односторонний обратный клапан внутри подъемника удерживает давление внутри подъемника, когда клапан открывается. Поскольку масло несжимаемо, масло, оставшееся под плунжером, предотвращает сжатие плунжера, а подъемник действует как твердый подъемник, открывая клапан.

Гидравлические подъемники также бережнее относятся к компонентам клапанного механизма, чем сплошные подъемники, поскольку нулевой зазор клапана снижает ударный эффект, который возникает, когда клапаны захлопываются при более высоких оборотах двигателя. Воздушного зазора для заполнения нет, поэтому клапан просто следует за кулачком, когда он закрывается для более мягкой посадки. Это также снижает уровень шума и помогает продлить срок службы компонентов клапанного механизма.

На высокой скорости гидравлические подъемники могут «накачивать» и удерживать клапаны открытыми, что приводит к плаванию клапанов. Это может произойти, если пружины клапана недостаточно сильны, чтобы поддерживать нормальное управление клапаном, и толкатели пытаются устранить слабину, которой на самом деле нет. Это приводит к чрезмерному удлинению плунжера и препятствует полному закрытию клапана. То же самое может произойти, если масло внутри толкателя не стравливается достаточно быстро между циклами для поддержания нормального зазора клапана.

Гидравлические подъемники представляют собой узлы с точной посадкой. Плунжер плотно прилегает к корпусу, чтобы обеспечить минимальный зазор, поэтому скорость утечки не слишком велика или слишком мала. Вот почему вы никогда не должны смешивать внутренние детали при очистке и восстановлении комплекта гидравлических подъемников. Очистите каждый подъемник отдельно, чтобы сохранить исходные допуски сборки.

Новые конструкции подъемника

Постоянное стремление добиться большей топливной экономичности современных двигателей привело к разработке различных технологий «рабочего объема по требованию», «переменного рабочего объема» или «отключения цилиндров» на некоторых двигателях. По сути, идея состоит в том, чтобы отключить до половины цилиндров двигателя, когда он находится под небольшой нагрузкой, для экономии топлива. Отключение топливных форсунок для отключения определенных цилиндров экономит топливо. Но если клапаны все еще открываются и закрываются, двигатель тратит энергию на прокачку воздуха через мертвые цилиндры. Клапаны также должны быть деактивированы в то же время, чтобы максимизировать экономию энергии.

Деактивация клапанов захватывает воздух в мертвых цилиндрах. Это создает эффект «воздушной пружины», который возвращает почти столько же энергии при ходе поршня вниз, сколько затрачивается при ходе сжатия вверх. Двигатель сжимает воздух во время такта сжатия, а воздух отталкивается назад, когда он расширяется во время хода вниз.

Существуют различные способы деактивации цилиндров, в том числе кулачки с разными кулачками для каждого цилиндра, изменение положения коромысла или использование гидравлических подъемников, которые могут складываться по команде для устранения подъема клапана. Толкатель клапана с регулируемым положением может работать с нормальной высотой плунжера или с уменьшенной высотой плунжера. Для этого требуется вторичное отверстие для подачи масла и клапан для изменения положения плунжера внутри подъемника.

Модуль управления силовым агрегатом (PCM) регулирует давление масла в толкателях с помощью электромагнитных клапанов. При отключении нескольких цилиндров можно использовать несколько соленоидов для управления потоком масла к различным парам толкателей. Проблемы с датчиками двигателя (в частности, MAP, датчиками расхода воздуха и положения дроссельной заслонки), соленоидами управления потоком масла, давлением моторного масла (если двигатель также оснащен масляным насосом переменной производительности), PCM или неисправности проводки могут повлиять на нормальную работу. такой системы.

Советы по сборке

Гидравлические толкатели обычно издают некоторый шум при первом запуске двигателя, но вскоре он должен стихнуть, когда масло заполняет толкатели, и толкатели расширяются, чтобы уменьшить люфт в клапанном механизме. Некоторые эксперты говорят, что перед установкой гидрокомпенсаторы следует предварительно замочить в масле и прокачать.