Принцип работы гидрокомпенсаторов в двигателе

Мы уже писали про то, как важно и необходимо регулировать клапаны двигателя. От четкой согласованной работы газораспределительного механизма, основными составляющими которого являются клапаны, зависит то, насколько правильно будет сгорать смесь в цилиндрах, а значит, эффективность и экономичность всего мотора в целом.

Обязательное условие – наличие между клапанами и распределительным валом тепловых зазоров. Температуры в камерах сгорания ДВС большие, и, если не компенсировать нагрев и расширение металла клапанов, их открытие и закрытие станет невозможным. Зазоры регулируются при помощи болтов (винтов), шайб и регулировочных стаканчиков. Эти системы достаточно надежны, но имеют один существенный минус: со временем регулировки сбиваются, и процедуру нужно повторять.

 

СТРОЕНИЕ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ГИДРОКОМПЕНСТАТОРА

Главное назначение гидрокомпенсаторов – автоматически подстраивать тепловые зазоры между ножками клапанов и кулачками распредвала. Исправные компенсаторы позволят избежать регулировки клапанного механизма на всем протяжении эксплуатации двигателя. Кроме того, применение в двигателе гидравлических толкателей (или опор) имеет еще несколько плюсов:

• позволяет избежать процедуры регулировки клапанов;

• снижает уровень шума, производимого клапанной группой;

• уменьшает ударную нагрузку на клапаны;

• положительно влияет на расход топлива.

Система позволяет компенсировать увеличение зазоров, вызванные как температурными процессами, так и износом деталей, существенно увеличивая межсервисный интервал обслуживания клапанной группы.     

Гидрокомпенсатор состоит из корпуса (1), поршня (2), пружины (3), плунжера (4), обратного клапана, или шарика (5) и его фиксатора (6). В процессе работы гидрокомпенсатору приходится иметь дело с двумя разнонаправленными силами (они показаны красными стрелками и обозначены римскими цифрами):  І – давление кулачка распределительного вала (7), ІІ – ножки клапана (8).

Под воздействием их усилий гидрокомпенсатор совершает возвратно-поступательные движения. При нахождении его в верхней точке, масляные каналы в его корпусе и в корпусе головки блока цилиндров совпадают (показано зеленой стрелкой), и масло (желтое на схеме) попадает внутрь – сначала в полость плунжера (4), а после, через открытый обратный клапан (5) в полость поршня (2), который перемещается под действием пружины (3). Собственно, ее усилием и обеспечивается отсутствие зазоров между поршнем и клапаном (8).

Кулачок распредвала (7) перемещает корпус гидрокомпенсатора (1) вниз, в результате чего масляные каналы закрываются. Клапан (8) удерживает от перемещения вниз его пружина, усилие которой намного больше, чем пружины компенсатора (3). Поэтому поршню (2) приходится сжиматься, что приводит к увеличению давления масла внутри корпуса (1). Это приводит к закрытию обратного клапана (5), в результате чего гидрокомпенсатор превращается в монолитное тело, передающее усилие от кулачка (7) на ножку клапана (8) без зазоров и потерь.

По мере ослабевания давления кулачка (имеющего форму эксцентрика), клапан, под действием своей распрямляющейся пружины, передвигает компенсатора в направлении ІІ. Давление масла внутри гидрокомпенсатора также уменьшается, и когда в полости поршня (2) оно становится меньше, чем в полости корпуса (1), обратный клапан (5) снова открывается. При возвращении компенсатора в верхнее положение открываются и масляные каналы, обеспечивая смену масла. 

ТИПЫ ГИДРОКОМПЕНСАТОРОВ

 

Возможность использования гидрокомпенсаторов существует во всех видах газораспределительных механизмов любых типов двигателей. Но в зависимости от типа ГРМ (с нижним или верхним положением распределительного вала) их различают четыре вида:

• гидроопоры обычные;

• гидроопоры для коромысел (рычагов);

• гидротолкатели обычные; 

• гидротолкатели роликовые.

Различия заключаются лишь в конструкции и применяемости, общий принцип работы, описанный выше, от форм-фактора гидрокомпенсатора не зависит. В настоящее время наибольшее применение получили обычные гидротолкатели, устанавливающиеся непосредственно на ножке клапана и имеющие плоскую опору под кулачок распредвала.

 

НЕИСПРАВНОСТИ ГИДРОКОМПЕНСАТОРОВ

Понять, что работа компенсаторов отличается от нормальной, можно по стуку в двигателе, в верхней его части. Стучат гидрокомпенсаторы достаточно громко, издают резкий «стрекот» с частотой вдвое меньше оборотов мотора. Причины этого явления можно объединить в четыре группы:

• износ и неисправность самой детали, гидроопоры или гидротолкателя;

• применение в двигателе некачественного, неподходящего по параметрам или загрязненного моторного масла;

• попадание в масло пузырьков воздуха;

• неисправности в системе смазки автомобиля.

Следует заметить, что случаи отказа именно самой детали достаточно редки, и они также чаще всего бывают следствием проблем с маслом. Гидрокомпенсатор не выполняет свои функции, если:

• заклинило поршень, давящий на ножку клапана;

• между плунжером и гильзой, наоборот, слишком большой зазор;

• не работает обратный клапан;

• засорен масляный канал.

На практике в большинстве случаев стук еще не означает, что гидрокомпенсаторы неисправны. Чаще всего проблему можно решить заменой масла и фильтра, а в отдельных случаях – разборкой и промывкой компенсаторов. Однако, если деталь неработоспособна, ремонту она не подлежит и нуждается в замене.

Очень часто встречается мнение о том, что стук гидрокомпенсаторов на холодную (в первые 1-2 минуты работы непрогретого двигателя) не является неисправностью. Однако даже такая легкая форма «проявления недовольства» ведет к износу как самих компенсаторов, так и сопряженных с ними других деталей клапанной группы. Происходит это из-за недостаточной вязкости моторного масла и требует, как минимум, задуматься о его качестве.

Вообще, двигатели, оснащенные гидрокомпенсаторами, несколько более требовательны к качеству моторного масла (что многими воспринимается как их минус). Владельцам таких моторов следует строго придерживаться правил замены и подбора масла:

1. Применять смазочные материалы и фильтры строго в соответствии со спецификациями производителя.

2. Не использовать масла вязкостью 15W40 и ниже.

3. Следовать регламенту обслуживания автомобиля – менять масло не реже, а желательно, чаще, чем это предписано инструкцией по эксплуатации. В особенности это касается двигателей с серьезным пробегом, 100 000 км и выше.

4. Постоянно проверять уровень масла, не допускать масляного голодания.

Чаще всего после замены масла и восстановлении его штатного уровня проблемы с гидрокомпенсаторами исчезают. Если же этого не произошло, значит, неисправность кроется глубже, и для ее устранения необходимо посетить СТО – самостоятельная замена компенсаторов, а тем более, чистка масляных каналов двигателя весьма проблематичны. Эти работы хотя и не очень сложны, требуют опыта и квалификации. Избавиться от досадного и неприятного стука «гидриков» помогут сотрудники любой из станций сети умных автосервисов Wilgood– быстро и надежно.