В каких дизельных двигателях есть гидрокомпенсаторы

Гидрокомпенсатор

Гидрокомпенсатор — устройство, предназначенное для автоматической регулировки тепловых зазоров клапанов двигателя.

Содержание

• 1 Принцип действия
• 2 Устройство
• 3 Работа
• 4 Основные неисправности
• 5 Ссылки
• 6 См. также

Принцип действия [ править | править код ]

Заключается в автоматическом изменении длины гидрокомпенсатора на величину равную зазору в газораспределительном механизме (ГРМ). Это достигается перемещением его деталей под действием пружины и подачей масла из системы смазки двигателя.

Устройство [ править | править код ]

Основными деталями гидрокомпенсатора являются: корпус, плунжерная пара, пружина плунжера и обратный клапан

• Корпусом может служить (в зависимости от конструкции привода клапанов) цилиндрический толкатель, коромысло или часть головки блока цилиндров.
• Плунжерная пара состоит из:

1. втулки, обеспечивающей движение плунжера в строго заданном направлении. Зазор между ними составляет 5-8 мкм для обеспечения герметичности;
2. плунжера — стального цилиндра, в нижней части которого имеется отверстие, соединяющее полости внутри плунжера и под ним. В некоторых конструкциях с одноплечим рычагом используется плунжер без внутренней полости, а верхняя часть его имеет вид сферической головки и служит опорой.

• Пружина плунжера расположена между ним и втулкой (в полости под плунжером).
• Обратный клапан в большинстве случаев представляет собой стальной подпружиненный шарик.

Работа [ править | править код ]

Кулачок распредвала, повёрнутый к толкателю тыльной стороной — не передаёт на него усилие и плунжерная пружина выдвигает плунжер из втулки, выбирая зазор. В увеличившийся объём полости под плунжером через шариковый клапан поступает масло из системы смазки. После её заполнения шариковый клапан закрывается под действием своей пружины.

Поворачиваясь выпуклой стороной к толкателю, кулачок начинает перемещать его вниз. В этот момент гидрокомпенсатор передаёт усилие на клапан ГРМ как «жёсткий» элемент, так как шариковый клапан закрыт, а масло в замкнутой полости под плунжером практически не сжимается.

При перемещении толкателя и, соответственно, плунжерной пары вниз небольшая часть масла выдавливается через зазоры из полости под плунжером. Длина гидрокомпенсатора незначительно уменьшается и образуется зазор (упомянутый выше) между кулачком и толкателем. Утечки компенсируются дополнительной порцией масла из системы смазки двигателя.

Расширение деталей при нагреве приводит к изменению объёма «пополняющей» порции масла и длины гидрокомпенсатора, то есть он автоматически «выбирает» зазор как от теплового расширения, так и от износа деталей ГРМ.

Основные неисправности [ править | править код ]

Использование низкокачественного моторного масла и (или) его загрязнённость (например, при несвоевременной замене фильтра системы смазки и масла) могут привести к следующим последствиям:

• увеличению зазора в плунжерной паре, что вызывает повышенные утечки масла из полости под плунжером. Гидрокомпенсатор не успевает выбирать зазоры в ГРМ, появляются характерные стуки;
• износу или засорению шарикового клапана, вызывающему неплотное его закрытие и, соответственно, увеличение утечек масла из полости под плунжером;
• заклиниванию плунжерной пары, которое полностью выводит гидрокомпенсатор из строя. В ГРМ возникают ударные нагрузки, приводящие к повышенному износу деталей и преждевременному выходу их из строя.

Засорение клапана в некоторых случаях может быть устранено промывкой двигателя специальным маслом. Все остальные неисправности, как правило, требуют замены гидрокомпенсаторов.

Как работает гидрокомпенсатор?

• Гидрокомпенсатор — что это такое в двигателе?
• Как выглядят гидрокомпенсаторы?
• Зачем нужны гидрокомпенсаторы?
• Как работают гидрокомпенсаторы клапанов?
• Где находится гидрокомпенсатор?
• Виды гидрокомпенсаторов
• Плюсы и минусы применения

Первый двигатель с гидрокомпенсатором был установлен на Кадиллак в 1930 году. В то время об обслуживании силовых агрегатов никто не думал, поэтому по-настоящему востребованными «гидрики», как их теперь называют в народе, получили только в 80 годах. Тогда японский автопром вышел на мировой рынок, а потом завоевал его.

Но применение этих элементов вело к усложнению конструкции мотора и увеличивало стоимость машин, поэтому ставить их стали реже. Надежность двигателей по экономическим причинам несколько утратила свою важность, но все же владельцы машин с гидрокомпенсаторами могут считать себя везунчиками.

Гидрокомпенсатор — что это такое в двигателе?

В моторах, созданных во времена развития автомобильной промышленности, тепловые зазоры регулировались специальными механизмами. Зазор появляется в результате износа клапанов. Настройку клапанной системы рекомендовалось производить через каждые 15 000 км. Приходилось вскрывать ГБЦ, а сделать это мог только квалифицированный мастер.

Но автопром продолжал развиваться, и специалисты разработали устройство, поддерживающее зазор клапанов без регулировки. При его работе учитывается износ ГРМ. Устройство выполняет роль толкателя, в конструкцию которого входят пружины. Они в постоянном движении и меняются в размере пропорционально зазорам. Этот механизм и называют гидравлическим компенсатором.

Как выглядят гидрокомпенсаторы?

Есть компенсаторы для двигателей, выполненных по схемам SOHC и DOHC. По конструкции они различаются, но незначительно. Любой гидротолкатель установлен в металлический корпус, не подлежащий разборке. В моторах SOHC его ставят в гнезда коромысел клапанов, в двигателях DOHC — в гнездах ГБЦ. Устройство состоит из:

• плунжера;
• его втулки;
• клапанной пружины;
• шарикообразного клапана;
• пружины плунжера.

Зачем нужны гидрокомпенсаторы?

С прогревом двигателя до его рабочей температуры происходит параллельное нагревание других устройств силового агрегата. Детали расширяются, из-за чего между элементами конструкции уменьшаются зазоры.

Если говорить о ГРМ, точность зазоров очень важна — от этого зависит чёткость работы ДВС. Зазоры клапанных механизмов можно регулировать как вручную, так и при помощи специальных устройств. Клапаны находятся под постоянной тепловой и ударной нагрузками. Кстати, все детали ГРМ прогреваются неравномерно, и естественный износ — это основная «болезнь» клапанного механизма.

Термический зазор обеспечивает нормальную работу клапанной системы. Выпускные клапаны из-за контакта с горячими газами нагреваются намного сильнее впускных, поэтому и зазоры здесь больше. Отрегулированные зазоры постоянно меняются из-за износа механизма и по другим причинам. Их изменения ведут к преждевременному износу ГРМ. Клапаны начинают стучать, топливо расходуется стремительно, мощность мотора падает.

Выпускные клапаны страдают намного больше впускных. Горячий газ, проходя через нарушенные уплотнения, может разрушить седло клапана и его тарелку. А еще образование зазора ведет к увеличению ударных нагрузок и к потере мощности силовым агрегатом.

Регулировку зазоров можно провести вручную — но только при наличии опыта и соответствующих навыков. Подстройка должна проводиться через каждые 15 000 км. Проводить процедуру приходится с учетом температурных колебаний — среднее значение здесь в расчет не берется. С гидрокомпенсаторами, регулирующими зазор автоматически, возникает куда меньше проблем.

Как работают гидрокомпенсаторы клапанов?

Принцип работы гидрокомпенсаторов — рациональное изменение зазора между клапанами и параллельными осями. Все изменения производятся автоматически. Перемещения деталей происходят ввиду подачи масла и действия пружин. При наличии этого механизма отпадает необходимость регулировать клапанную систему — открытие и закрытие клапанов происходит без внешнего вмешательства. Когда зазор меняется, толкатель «дожимает» клапан до необходимого положения.

Устройство гидрокомпенсатора включает в себя плунжерную пару и клапан, проводящий масло. Для компенсатора масло крайне важно. Показатель сжатия невысок, поэтому масляное давление является главной силой работы «гидрика».

Где находится гидрокомпенсатор?

На самом верху силового агрегата находится головка блока цилиндров. Внутри нее происходит вращение распределительных валов. По своему виду распредвал напоминает обычную ось с кулачками, под которыми и располагаются компенсаторы. Масло легко заполняет их, когда они в расслабленном состоянии, а вот его выход происходит в течение нескольких часов. Подвод рабочей жидкости осуществляется из канала, расположенного в подшипниковом корпусе, через специальное отверстие.

Главные элементы устройства — плунжерные пары, установленные в ГБЦ вместо обычных втулок и болтов. Плунжер все время давит на рычаг клапана, прижимая его к кулачку распределительного вала.

Виды гидрокомпенсаторов

Есть 4 вида устройств:

1. Гидротолкатель. Стоит на современных моделях автомобилей. Регулирует зазоры между распредвалом и клапаном.
2. Гидроопора.
3. Гидравлическая опора для работы в коромыслах и рычагах. Теперь это устройство почти не используется. Активно применялось оно в прежних моделях газораспределитильных механизмов.
4. Гидротолкатель на роликовой основе.

Сегодня все больше используют гидротолкатели, а гидроопоры постепенно уходят в прошлое. Встречаются все 4 конструкции.

Плюсы и минусы применения

Прямое назначение компенсатора — регулирование зазора, который образуется между клапаном и валом. Без этого нормального работать силовой агрегат не сможет. Происходит это автоматически за счет давления масла. Преимущества применения механизма таковы:

• топливо расходуется медленнее;
• улучшается динамика;
• мотор работает мягко и бесшумно;
• увеличивается срок службы ГРМ, повышается точность его фаз;
• мощность и ресурс работы ДВС увеличивается.

Не обходится и без минусов. Как уже говорилось, основной толкательной силой системы является масло. Следует использовать только качественные, а значит, дорогие масла. Предпочтительна синтетическая рабочая жидкость. Кроме того, масло приходится часто менять, а это тоже «пахнет» внушительными расходами.

Компенсаторы часто забиваются — это еще один минус механизма. Привод ГРМ начинает издавать сильный шум, а работа силового агрегата ухудшается.

Конструкцию сложно ремонтировать — лучше доверить это дело специалистам. Чтобы не пришлось постоянно посещать автосервис и менять гидравлические компенсаторы, нужно следить за тем, чтобы мотор находился в чистоте. При первой же необходимости меняйте масло в системе, тщательно промывайте мотор. Неисправности нужно устранять сразу же после их выявления.

Помните: выход из строя компенсатора может вызвать серьезные проблемы с ДВС. Так почему бы просто не соблюдать правила эксплуатации?

Замена гидрокомпенсаторов двигателя

Рис. 4.11. Схема работы гидрокомпенсатора зазора в клапанном механизме двигателя DOНC: 1 — клапан; 2 — пружина обратного клапана; 3 — обратный клапан; 4 — головка блока цилиндров; 5 — кулачок распределительного вала; 6 — толкатель; 7 — плунжер; 8 — пружина плунжера; 9 — гильза; 10 — корпус обратного клапана; А, Б — полости гидрокомпенсатора; В — масляный канал.

Гидрокомпенсаторы двигателя DOHC, выполненные в виде цилиндрических толкателей, расположенных между кулачковым валом и клапанами, совмещают две функции: передачи усилия от кулачкового вала к клапанам и устранения зазоров в их приводе.

Работа гидрокомпенсатора основана на принципе несжимаемости моторного масла, постоянно заполняющего при работе двигателя внутреннюю полость гидрокомпенсатора и перемещающего его плунжер при появлении зазора в приводе клапана. Таким образом обеспечивается постоянный контакт толкателя (рычага привода клапана) с кулачком распределительного вала без зазора. Благодаря этому нет необходимости регулировать клапаны при техническом обслуживании. Принцип действия гидрокомпенсатора показан на рис. 4.11. Масло под давлением, необходимым для работы гидрокомпенсатора, подается в его внутренние полости А и Б из канала В системы смазки двигателя через боковое отверстие в толкателе 6, выполненное в кольцевой проточке его цилиндрической поверхности. При закрытом клапане 1 толкатель 6 (через плунжер 7) и гильза 9 распирающим усилием пружины 8 прижаты соответственно к кулачку 5 распределительного вала и торцу стержня клапана. Давление в полостях А и Б одинаково, обратный клапан 3 гидрокомпенсатора прижат к седлу в плунжере 7 пружиной 2. При этом зазоры в клапанном механизме отсутствуют. При вращении распределительного вала кулачок 5 набегает на толкатель 6, перемещая его и связанный с ним плунжер 7. Перемещение плунжера 7 в гильзе 9 приводит к резкому росту давления в полости Б. Несмотря на небольшие утечки масла через зазор между плунжером и гильзой, толкатель б и гильза 9 перемещаются за одно целое и открывают клапан 1. При дальнейшем вращении распределительного вала кулачок 5 уменьшает давление на толкатель 6 и давление масла в полости Б становится ниже, чем в полости А. Обратный клапан 3 открывается и пропускает масло из полости А, соединенной с масляной магистралью двигателя, в полость Б. Давление в полости Б возрастает, гильза 9 и плунжер 7, перемещаясь относительно друг друга, выбирают зазор в клапанном механизме.

Давление масла, подводимого к гидрокомпенсаторам, регулируется специальным клапаном, установленным в головке блока цилиндров. Поскольку после остановки двигателя из каналов, идущих от масляного насоса, масло стекает в масляный картер, а каналы подвода масла к гидрокомпенсаторам остаются заполненными, после пуска двигателя в полостях последних могут образоваться воздушные пробки. Для их устранения в каналах подачи масла двигателя предусмотрены калиброванные компенсационные отверстия, обеспечивающие автоматическую продувку полостей гидрокомпенсаторов. Кроме этого компенсационные отверстия позволяют несколько снизить давление масла, поступающего в гидрокомпенсаторы при большой частоте вращения коленчатого вала двигателя, когда давление в полости гидрокомпенсатора может стать настолько велико, что его толкатель, опершись на затылочную часть кулачка распределительного вала, приоткроет клапан в момент, не соответствующий фазе газораспределения.

Практически все неисправности гидрокомпенсаторов диагностируют по характерному шуму, издаваемому газораспределительным механизмом в различных режимах работы двигателя.

Шум от клапанов иногда удается устранить, немного повернув пружину или клапан вокруг продольной оси. Для этого выполните следующее.

1. Проверните коленчатый вал в положение, при котором клапан, издающий шум, начнет приоткрываться.

2. Немного поверните пружину — одновременно повернется и клапан.

3. Пустите двигатель. Если шум не исчезнет, повторите операции 1 и 2.

4. Если поворот пружины и клапана не даст желаемого результата, проверьте состояние пружины и измерьте зазоры между стержнями клапанов и направляющими втулками (см. «Разборка, ремонт и сборка головки блока цилиндров двигателя»). Устраните увеличенные (по сравнению с номинальными) зазоры.

Если клапан и пружина исправны, а стук клапанов все равно прослушивается при работе двигателя, гидрокомпенсатор неисправен, Замените его следующим образом.

1. Снимите крышку головки блока цилиндров двигателя («Замена прокладки крышки головки блока цилиндров»).

2. Проверьте гидрокомпенсатор, нажимая на него каким-либо заостренным инструментом (кулачок должен быть обращен к гидрокомпенсатору затылочной частью). Если гидрокомпенсатор исправен, он должен утапливаться со значительным усилием. Если это усилие невелико, гидрокомпенсатор неисправен.

3. Для замены гидрокомпенсатора снимите распределительный вал (см. «Замена прокладки головки блока цилиндров двигателя мод. G4EC»).

4. Извлеките гидрокомпенсатор из гнезда головки блока цилиндров.

Извлекать гидрокомпенсатор удобно резиновой присосокой.

5. Смажьте моторным маслом новый гидрокомпенсатор и гнездо в головке блока и установите гидрокомпенсатор в гнездо.

6. Остальные гидрокомпенсаторы заменяют аналогично.

7. Установите распределительный вал и детали провода газораспределительного механизма в порядке, обратном снятию.

После замены гидрокомпенсатора при первом пуске двигатель может непродолжительное время работать с повышенным шумом до тех пор, пока пока не прокачается гидрокомпенсатор.

В каких дизельных двигателях есть гидрокомпенсаторы

Гидрокомпенсатор (ГК), также автовладельцы часто называют «гидрик» — располагается в приводном механизме клапанов и предназначается для недопущения образования зазоров между клапанами и кулачками распредвала. Так сказать компенсирует зазоры клапанов.

Работа гидрокомпенсатора

Принцип работы строится на изменяемом давлении моторного масла. При включенном ДВС масло заполняет внутреннюю часть и за счет переменного давления его плунжер циклически передвигается, не допуская образованиезазоров в клапанном приводе и удерживая постоянный контакт коромысла и кулачка распредвала.

Таким образом, гидрокомпенсаторы клапанов существенно упрощают обслуживание двигателя и делают неактуальной проблему точного регулирования клапанов во время проведения ТО, но с ними надо более внимательно подходить к выбору масла и масляного фильтра.

Виды и расположение компенсаторов

Условно можно выделить компенсаторы для двигателей типов SOHC и DOHC. В целом, они не слишком различаются по конструкции. Любой гидрик — это небольшая система, помещенная в неразборный герметичный корпус. В двигателе типа SOHC он размещается в гнездах клапанных коромысел. У двигателей типа DOHC — устанавливаются в гнездах, размещенных в головке блока цилиндров.

Устройство и принцип работы компенсаторов
Устройство гидрокомпенсатора сложностью не отличается. Он состоит из корпуса, плунжера, клапана, пружины, поршня и стопорного кольца.

Принцип действия также довольно прост. Когда кулачок распредвала находится в верхней точке движения, относительно компенсатора он располагается тыльной частью. Из-за этого усилие на компенсатор не передается, что позволяет пружине распрямиться и выдвинуть плунжер, благодаря чему и пропадает зазор. В появившееся под плунжером свободное пространство через клапан затекает моторное масло. После заполнения компенсатора давление масла внутри него и снаружи сравнивается и клапан закрывается.

Когда кулачок поворачивается к компенсатору выпуклой стороной, он своим усилием начинает смещать его вниз. Заполненный маслом гидрокомпенсатор имеет достаточно жесткости, чтобы без потерь передавать движущее усилие распредвала на клапаны ГРМ. В процессе движения некоторая часть масла вытекает из компенсатора, в результате чего образуется зазор, имевший место в начале цикла. Далее цикл проходит еще раз, и так все время работы двигателя.

Следует отметить, что работа гидротолкателя позволяет устранить не только рабочие зазоры двигателя, образуемые в результате циклического движения его частей, но также и зазоры из-за нагрева мотора (нагретый металл расширяется) и увеличенные зазоры, связанные с износом деталей ГРМ. Любое увеличение пространства для перемещения компенсатора приводит к тому, что он принимает больше масла, все равно занимая весь свободный объем.

Признаки и причины поломки

Основные причины выхода из строя гидрокомпенсатора (ГК) — загрязнение масляных каналов двигателя и износ рабочих поверхностей обратного клапана и плунжерной пары.

Основным признаком того, что гидрокомпенсаторы клапанов вышли из строя является характерный стук клапанов при запущенном ДВС, в том числе на холостом ходу. Статья из сообщества сам себе автомеханик. Эта проблема может быть вызвана рядом причин, среди которых:

— присутствие воздуха в надплунжерной полости компенсатора, что бывает при неправильном уровне масла в картере или в случае продолжительной стоянки машины под большим уклоном;
— засорение компенсатора шламом из некачественного или не замененного вовремя моторного масла;
— износ механизмов компенсатора.

7 Причин стука гидрокомпенсаторов на горячем двигателе
1.Не менялось давно масло или заливалось некачественное.
2.Забиты каналы, по которым масло подается в гидрокомпенсатор.
3. Засоренный масляный фильтр и масло не доходит до гидриков под нужным давлением.
4.Проблемы в работе масляного насоса.
5.Неправильный уровень масла (пониженный или повышенный).
6.Увеличение места посадки гидрокомпенсатора.
7.Проблема с механикой и гидравликой гидрокомпенсатора клапанов.

Устранение неисправностей

В некоторых случаях устранять неисправности гидрокомпенсаторов можно в домашних условиях.

Промывка, как правило, помогает избавиться от стуков. Но также требуется и чистка масляных каналов.

Для начала необходимо проверить уровень моторного масла в двигателе и при необходимости довести его до нормы. Чтобы избавиться от воздуха в компенсаторе, нужно завести двигатель и десять раз медленно его разогнать. Проблему можно считать решенной, если неправильный звук работы мотора пропадает.

Если звук не исчезает, нужно проверить состояние гидрокомпенсаторов. Характерные повреждения: коррозия поверхности плунжера, износ корпуса толкателя, тугой ход. Лучше всего делать это на СТО, так как очевидно что причин много и разобраться самостоятельно, без надлежащего опыта, какая из них основная — крайне сложно. Нужно знать происхождения стуков, определить происхождения, механическая неисправность или какие то другие технические проблемы с механизмами и деталей ДВС. Многие автовледельцы пробуют разобрать и почистить, дабы восстановить работоспособность, но такой манипуляции, как правило, хватает ненадолго, по этому лучшим решением будет только замена.