Гидрокомпенсаторы или толкатели что лучше?

Устройство автомобилей

Гидравлический толкатель клапана

Общее устройство гидрокомпенсатора

Еще совсем недавно мэтрами автомобильного мира считались механики, техники, автослесари и домашние «самородки», умеющие правильно отрегулировать зазор в клапанах двигателя, и знающие наизусть величины этих зазоров для разных марок автомобильных двигателей.
Но в последнее время у этих «авторитетов» от техники кусок хлеба все чаще отнимают устройства, способные автоматически, в следящем режиме следить за состоянием зазоров между деталями ГРМ, и своевременно устранять выявленные недостатки в этом плане.
К таковым относятся, в первую очередь, гидравлические устройства, использующие в своей работе давление моторного масла принудительной системы смазки двигателя. Их называют гидравлическими толкателями, гидротолкателями или гидрокомпенсаторами.
Впрочем, название не меняет сути, тем более, что конструктивных решений для этих устройств в последние годы разработано немало.
Итак – представляем на суд автомобилистов злостного конкурента механиков и техников автомобильного мира – гидрокомпенсатор («девичье имя» – гидравлический толкатель клапанов).

Существует несколько технических решений конструкции гидравлических толкателей (гидрокомпенсаторов, гидротолкателей), которые принципиально почти не отличаются.

Гидротолкатель (гидрокомпенсатор) представляет собой корпус, внутри которого установлена подвижная плунжерная пара с шариковым клапаном. Корпус подвижен относительно направляющего седла, сделанного в головке блока цилиндров.
Если гидрокомпенсатор 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 гидрокомпенсатора — 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 гидравлического толкателя (гидрокомпенсатора)

Принцип действия гидрокомпенсатора заключается в автоматическом изменении его длины на величину, равную зазору в газораспределительном механизме. Для функционирования компенсатор использует масло принудительной системы смазки двигателя, которое циркулирует по масляным магистралям под давлением.
По специальному каналу смазочное масло может поступать в корпус толкателя, когда тот, под действием пружины, находится в верхнем положении (кулачок распредвала не давит на него, рис. 2, а), и заполнять его объем. Под давлением кулачка распределительного вала толкатель начинает перемещаться вниз и перекрывает масляный канал, превращаясь в жесткий замкнутый сосуд, наполненный маслом.

Рассмотрим подробнее работу гидрокомпенсатора, схематически изображенного на рисунке 2.

Примечание: для детального осмотра схемы щелкните по рисунку мышкой — полное изображение откроется в отдельном окне браузера.

а) При запуске холодного двигателя, в момент, когда кулачок распределительного вала расположен тыльной стороной к корпусу толкателя, нагрузка на толкатель отсутствует, и между его корпусом и кулачком распредвала образуется зазор h .

б) Возвратная пружина выталкивает плунжер до тех пор, пока он не упрется в кулачок вала и зазор h уменьшается практически до нуля. В это время масло из системы смазки двигателя через шариковый клапан и перепускной канал под давлением поступает во внутреннюю полость плунжера и заполняет ее.
Небольшой диаметр плунжера не позволяет давлению масла развить усилие, способное открыть клапан, поэтому масло лишь плотно прижимает плунжер толкателя к кулачку.

в) По мере того, как вал поворачивается, кулачок распределительного вала 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 практически несжимаема, плунжерная пара начинает работать как жесткая деталь, передавая усилие кулачка распредвала на стержень клапана.

Некоторое количество масла продавливается обратно через технологический зазор между плунжером и втулкой, поэтому толкатель опускается («проседает») на 10…50 мкм. Величина «просадки» зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя. При увеличении оборотов, за счет уменьшения времени нажатия на корпус гидротолкателя (гидрокомпенсатора), снижаются утечки масла из-под плунжера, и гидротолкатель работает без «проседания».

Образование зазора при сходе кулачка с толкателя исключается благодаря действию возвратной пружины плунжера и давлению масла в системе смазки двигателя. Таким образом, гидрокомпенсатор является своеобразной следящей системой, обеспечивающей отсутствие зазоров за счет поддержания постоянной жесткой связи между элементами и деталями ГРМ. Из-за нагревания двигателя длина деталей самого гидрокомпенсатора тоже несколько меняется, но он автоматически компенсирует и эти изменения.

Достоинства и недостатки гидрокомпенсаторов

Применение гидрокомпенсаторов позволяет 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 надежности и долговечности двигателя, его мощности и расходе топлива.

Тем не менее, при всех своих достоинствах и преимуществах, гидрокомпенсаторы обладают и недостатками, а двигатели, оборудованные ими, некоторыми особенностями эксплуатации, которые следует знать и учитывать.
Так, один из существенных конструкционных недостатков простых гидрокомпенсаторов — запоздалое функционирование в первые секунды пуска холодного двигателя, когда давление масла в системе смазки отсутствует или оно минимально. Это приводит к повышенным динамическим нагрузкам в ГРМ при запуске холодного двигателя.
Кроме того, очевидно, что гидравлические толкатели сложнее и дороже в изготовлении, чем детали классической системы газораспределения с чисто механическим приводом.

Основные причины поломок гидрокомпенсаторов

Основные причины выхода из строя гидрокомпенсаторов — 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 гидрокомпенсатора маслом и не позволяют поглощать зазоры в ГРМ. При выходе из строя одного или нескольких гидрокомпенсаторов в двигателе появляется характерный «клапанный» стук.

Необходимо знать, что долговечную работу гидрокомпенсаторов обуславливает 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.

Гидрокомпенсаторы или толкатели (клапанов). Что лучше?

Тепловой зазор между клапаном двигателя и кулачком распределительного вала, это больная тема инженеров практически любой автомобильной компании. Все дело в том, что в идеале клапан должен всегда быть плотно прижат к кулачку, для наилучшей работы. НО есть такое понятие как расширение металлов от нагрева, поэтому если на горячую зазора нет, это не значит что его не будет когда мотор остынет. Также наоборот если убрать зазор на «холодную», то на «горячую» при расширении металлов две поверхности могут повредить друг друга, либо вообще заклинить. Такая ситуация происходит с обычным цельнометаллическим толкателем! НО постойте – неужели нет конструкции, которая будет автоматически регулировать этот зазор от прогрева или охлаждения мотора? Конечно есть и называется она гидрокомпенсатор. Вот только почему то некоторые производители упорно не ставят их на свои авто. Почему? Давайте разбираться, как обычно будет видео версия в конце …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

  • Клапан, кулачек и тепловой зазор
  • Обычные толкатели
  • Гидрокомпенсаторы
  • ВИДЕО ВЕРСИЯ
  • ГОЛОСОВАНИЕ

С одной стороны вроде бы идеальная конструкция – автоматическая коррекция теплового зазора. С другой стороны не все так просто и многие производители все еще не устанавливают такую систему на свои авто. Сегодня я постараюсь разобрать каждого из оппонентов и выделить плюсы и минусы того и другого.

Читать еще:  Испаряется ли антифриз из системы охлаждения двигателя?

Клапан, кулачек и тепловой зазор

Почему кулачек распределительного вала всегда должен быть ПЛОТНО прижат к толкателю (коромыслу) или «гидрокомпенсатору» клапана. Зачем это нужно?

Система ГРМ, это очень точная конструкция. Клапан должен открываться на заданный инженерами размер (сейчас открытие может контролироваться еще и фазовращателями и более продвинутыми системами). Зачастую зазор даже в десятые доли миллиметра между клапаном и кулачком распределительного вала. Может снижать характеристики двигателя.

Например, если клапан открывается с опозданием (большой зазор) то наполняемость цилиндра свежей топливной смесью падает, отсюда падает и мощность двигателя. Также ухудшается и отвод отработанных газов. Вы больше давите на педаль газа, чтобы компенсировать эту потерю, соответственно растет и расход топлива.

НО в системе с обычными толкателями есть такое понятие как — тепловой зазор. ТО есть на «холодную» — зазор (между клапаном и кулачком может быть), а вот на «горячую» из-за расширения металлов он сходит на нет. Важно регулировать клапана (про это писал здесь) чтобы держать зазор в строго установленных производителем рамках (не давая ему увеличиваться или уменьшаться). Только тогда ваш мотор будет работать на все 100%.

Обычные толкатели

Вот мы и подошли к первому претенденту, это обычные цельнометаллические или разборные (с шайбой сверху) толкатели, это одна из самых популярных на данный момент конструкций. Сейчас есть еще и конструкции с коромыслами (рокерами), но она старая и современными производителями практически не устанавливается.

Толкатель был создан лишь только для того чтобы уменьшить износ верхней точки штока клапана и кулачка распределительного вала. Делалось это достаточно просто – увеличением диаметра, ведь зачастую шток имеет диаметр всего 5-7мм, а толкатель 25 – 37мм. Поэтому износ меньше в разы. Сейчас на автомобилях оборудованных этой системой регулировка требуется лишь каждые 90 – 120 000 км. Иногда подбирают путем нового толкателя, иногда путем подбора специальной регулировочной шайбы.

В целом конструкция очень простая и не прихотливая, отсюда вырастают положительные моменты:

  • Достаточно долго ходят. Регулировка раз в 100 000 км
  • Есть конструкции с регулировочными шайбами, не нужно менять сам толкатель просто подбираем шайбу нужной высоты
  • Простая конструкция. Как самих толкателей, так и головки блока под них
  • Дешевые. Иногда в несколько раз, чем оппонент
  • Не так сильно требовательны к качеству масла
  • Масло можно менять через большие пробеги, скажем 15000км, вместо 10000 км
  • Им практически нестрашны — нагар и прочая грязь в «запущенном» двигателе

Отрицательные стороны тоже есть, их не много, но они связаны непосредственно с их работой:

  • Требуют ручной регулировки теплового зазора (не регулируют автоматически). Если ее долго не делать зазор может либо увеличиться, либо наоборот уменьшится
  • Через определенный пробег начинают стучать (большой шум). Значит нужно регулировать
  • Чтобы регулировать нужно «скидывать» клапанную крышку, что для новичка сложно. При обратной установке (особенно через большие пробеги), нужно менять прокладку

В идеале было бы, чтобы тепловой зазор изменялся сам автоматически и причем не нужно было бы выполнять ручную регулировку.

Гидрокомпенсаторы

С одной стороны кажется, что это идеальная система. Не нужно заморачиваться с постоянной регулировкой клапанов, кулачек распредвала и гидравлический толкатель всегда плотно прижаты друг к другу, повышается мощность падает расход топлива, да и в конце-концов нет такого шума. Вроде вот оно — решение, однако оказывается не все так просто, и многие производители не переходят на «гидрики» из-за ряда причин.

Сейчас гидрокомпенсатор представляет из себя почти тот же толкатель, только с автоматически регулируемой центральной частью. Она может выдвигаться или наоборот сжиматься, от нужных условий. Я сейчас не буду пересказывать все об этой конструкции, все же у меня уже есть статья.

Хочется лишь сказать, что гидравлический компенсатор накачивает в себя моторное масло через специальное отверстие, запирая его внутри. Автоматически уменьшая зазор как на горячую, так и на холодную. Масло до компенсатора подается через специальные каналы в головки блока.

В такой конструкции есть много плюсов:

  • Тепловой зазор всегда минимален — это значит, клапан двигателя всегда плотно прижат к кулачку распредвала
  • Всегда нужная мощность
  • При больших пробегах, меньший расход топлива, чем у оппонента
  • Автоматическая корректировка. Не нужно снимать для этой процедуры клапанную крышку
  • Ну и соответственно тихая работа. При любом пробеге

Но есть и минусы:

  • Сложная конструкция, как самой головки блока, так и гидрокомпенсатора
  • Соотвественно высокая цена. Иногда разница с обычным толкателем доходит до нескольких раз. А ведь на цену накладывается еще и головка блока (также дороже) и масляный насос (требуется производительнее)
  • Высокие требования к качеству масла
  • Чаще замена масла (желательно раз в 10 000 км)
  • Если выйдет из строя практически нельзя отремонтировать только замена
  • Гидрокомпенсаторы некоторых производителей ходят около 150 000 км (именно при таком пробеге некоторые регулируют тепловые зазоры)
  • При выходе из строя слышен сильный стук

Конечно нормальные компенсаторы будут ходить очень долго, обычно весь ресурс мотора. Но при нашем топливе, нагаре, масле (мягко сказать не высокого качества), они могут выходить гораздо быстрее.

Еще раз напоминаю, они очень требовательны к качеству масла (обычно льется хорошая синтетика), также лучше сократить интервалы замены (лучше вообще считать по моточасам)

Тогда будут ходить долго. В общем автомобиль с такой системой более требовательный к своему уходу.

Лично мое мнение компенсаторы все же более совершенная система, чем толкатели. Даже если выйдет из строя можно заменить один – два и дальше эксплуатировать, не выставляя тепловой зазор и не боясь, что (скажем) зажмет клапан.

Сейчас видео версия статьи, смотрим

А теперь голосование, что вы считаете лучше систему с обычными толкателями или с гидрокомпенсаторами

На этом заканчиваю, думаю, моя статья была вам полезна. Искренне ваш АВТОБЛОГГЕР

(9 голосов, средний: 4,44 из 5)

Похожие новости

Степень сжатия и компрессия. В чем разница? Это одно и тоже или .

Где находится масляный фильтр? И зачем он нужен

Правильная чистка свечей зажигания. В домашних условиях, своими .

Беды и победы гидравлической компенсации. Зачем нужны гидротолкатели, каков ресурс, что их губит

Тепловое расширение вследствие нагрева штука коварная. Например, если клапан механизма газораспределения по причине температурного расширения металла удлинится настолько, что торцом своего стержня упрется в соседнюю деталь в кинематической схеме ГРМ, тарелка клапана не сможет плотно садиться в седло и обеспечивать герметичность камеры сгорания.

В результате теряется компрессия, двигатель не развивает мощность, а тарелка клапана, лишившись возможности во время посадки в седле отдавать тепло головке цилиндров и охлаждаться, перегревается и может прогореть, что для устранения неисправности потребует дорогостоящего ремонта силового агрегата.

Чтобы избежать негативных последствий теплового расширения клапанов, между клапанами и их толкателями необходимо предусмотреть зазоры. Называются они тепловыми, что недвусмысленно указывает на назначение зазоров — обезопасить мотор от проблем, связанных с изменением размеров за счет различного расширения по-разному нагретых деталей.

Однако износ, которому в процессе эксплуатации помимо седел клапанов в головке цилиндров, уплотнительных фасок на тарелках и упорных торцов стержней клапанов подвергаются также другие трущиеся детали привода, не менее коварен, чем тепловое расширение.

По мере износа зазор, установленный при конвейерной сборке двигателя на случай температурного расширения, увеличивается. Это ведет, во-первых, к сокращению периода, когда клапан открыт. Клапан открывается позже и закрывается раньше, что в зависимости от того, с впускным или выпускным клапаном подобное происходит, отрицательно сказывается на наполнении цилиндров свежим зарядом и их очистке от отработавших газов. Такое искажение фаз газораспределения вызывает снижение мощности двигателя и рост расхода топлива.

Во-вторых, из-за того, что с увеличением зазора кулачок распредвала преждевременно отрывается от толкателя, тарелка клапана начинает возвращаться в седло не плавно, как должна, а с ударом. И кулачок распредвала, вместо того чтобы плавно нажимать на толкатель, тоже начинает бить по нему. Ударная работа убыстряет износ и может способствовать появлению микротрещин на контактных поверхностях, дальнейшим развитием которых, по всей видимости, объясняются многие известные случаи высыпания седел клапанов из головки цилиндров. Свидетельствует о том, что детали ГРМ испытывают ударные нагрузки, появление шума.

Читать еще:  Герметик для шин какой лучше?

Это означает, что одного наличия теплового зазора мало. Надо также предусмотреть возможность его регулировки в процессе эксплуатации двигателя и прописать эту процедуру в качестве обязательной при техническом обслуживании.

Но есть другой выход. Чтобы избавиться от неприятностей, связанных с температурным расширением и износом, было разработано специальное устройство, которое автоматически выбирает тепловой зазор в клапанах и компенсирует последствия механического износа.

Для пользователей самое очевидное достоинство применения гидравлических компенсаторов в механизме газораспределения — отсутствие необходимости периодически проверять и регулировать зазоры в клапанах.

Однако сказанное выше иллюстрирует, что куда важнее то, что благодаря работе гидрокомпенсаторов остаются практически неизменными оптимальные фазы газораспределения и с ними — динамические и экономические характеристики двигателя, а также компонентный состав отработавших газов. Кроме того, применение гидрокомпенсаторов уменьшает уровень шума от двигателя, а поскольку это свидетельствует о снижении динамических нагрузок, то можно говорить об увеличении долговечности деталей ГРМ.

Другое название гидрокомпенсаторов теплового зазора — гидротолкатели, но по-настоящему справедливо оно только для узлов, расположенных непосредственно перед клапанами. Однако в зависимости от кинематической схемы привода клапанов и конструктивных соображений гидрокомпенсаторы могут размещаться в других точках привода.

В частности, при наличии в приводе клапанов коромысел, представляющих собой двуплечий рычаг, гидрокомпенсатор нередко выполняют в виде опоры для плеча, противоположного плечу, которое воздействует на клапан.

Такие нюансы делают гидрокомпенсаторы визуально непохожими друг на друга, но их конструктивная сущность от этого не меняется.

Состоит гидрокомпенсатор из корпуса, поршня, размещенной между ними пружины и запорного клапана. Пружина разжимает корпус и поршень в разные стороны, в результате чего выбирается клапанный зазор. В полость, образованную во внутреннем объеме над поршнем, из системы смазки двигателя под давлением поступает масло и создает подпор, обеспечивающий беззазорную кинематическую связь между клапаном и деталями его привода во время работы мотора.

В моменты надавливания на гидрокомпенсатор кулачком или коромыслом клапан запирает масляную полость над поршнем изнутри. Это предотвращает обратный выход масла из полости через входное отверстие. Потери масла через зазор между корпусом и поршнем восполняются в период «покоя», когда кулачок или коромысло перестают давить на гидрокомпенсатор.

У всего есть срок службы, и у гидрокомпенсатора он тоже имеется. Гидрокомпенсатор нормально работает, пока за время «покоя» успевают восполниться утечки масла из полости над поршнем. Но когда баланс нарушается в сторону утечек, привод начинает работать с ударами, которые заявят о себе характерными стуками.

Масло может слишком быстро выдавливаться из гидрокомпенсатора по двум причинам. Во-первых, зазор между поршнем и внутренней поверхностью корпуса чрезмерно увеличился в связи с естественным износом, который сопровождает перемещения любых трущихся друг о друга деталей.

Вторая причина — неисправность клапана, запирающего внутреннюю полость гидрокомпенсатора. Для клапана критичен не только износ, но и отложения продуктов старения масла.

Помимо проблем, связанных с утечкой масла, существует еще одна неприятность, которая может произойти с гидрокомпенсатором, — заклинивание поршня в корпусе. Как указывают производители, это основная причина возврата гидрокомпенсаторов в период действия гарантии. Однако и по ее истечении инородные частицы, попавшие в гидрокомпенсатор вместе с маслом и проникшие в зазор между плунжером и гильзой, тоже могут вызывать заклинивание.

В любом случае определяет срок службы гидрокомпенсаторов качество смазки. Отсюда требовательность к характеристикам моторного масла и неукоснительному соблюдению периодичности замены масла и масляного фильтра.

Но каков все-таки ресурс гидрокомпенсаторов? Если проштудировать информацию производителей этих устройств, выяснится, что рассчитывать на беспроблемную эксплуатацию можно лишь до пробега 120 тыс. км. Далее — как карты лягут.

Несомненно, озвученная цифра подольет масла в огонь споров, что лучше — гидрокомпенсаторы или их отсутствие и регулировка тепловых зазоров вручную, ведь, как показывает практика, она тоже может понадобиться лишь к указанному пробегу. А может и не понадобиться — такое практика эксплуатации тоже знает. Если учесть все достоинства и недостатки использования гидрокомпенсаторов, истина, по всей видимости, как обычно, где-то посередине.

Что лучше — толкатели или гидрокомпенсаторы

Автомобильные двигатели далеки от совершенства, несмотря на их развитие уже на протяжении нескольких десятилетий. Одной из проблем, с которой до сих пор борются инженеры при проектировании моторов, является тепловой зазор, образуемый между клапаном двигателя и кулачком распределительного вала. В идеальном двигателе данный зазор должен полностью отсутствовать, что позволит ему работать с максимальным КПД.

Но из-за расширения металлов при нагреве полностью избавиться от данного зазора нельзя. Если прижать клапан двигателя к кулачку максимально, то в процессе работы двигателя металлы расширятся из-за нагрева, соответственно, это приводит к их контакту друг с другом и заклиниванию. Поэтому между поверхностями создается зазор, который довольно большой на холодном двигателе, но сводится практически к минимуму при горячем моторе из-за расширения металлов.

Рассмотренная выше ситуация актуальна, когда на автомобиле установлен толкатель. Для решения проблемы инженерами был изготовлен гидрокомпенсатор. В рамках данной статьи рассмотрим, что лучше – толкатель или гидрокомпенсатор.

Зачем прижимать максимально клапан к кулачку

Автомобильный двигатель — достаточно сложная конструкция, которая имеет массу нюансов. Тепловой зазор между кулачком распределительного вала и толкателем как раз и является одним из таких нюансов. Если он значительный (а речь в данном случае идет о десятых долях миллиметра), это уже может вести к понижению КПД двигателя.

При большом зазоре снижается скорость наполнения цилиндра рабочей топливовоздушной смеси. Соответственно, это ведет к снижению мощности двигателя и менее качественному отводу продуктов отработки. Чтобы повысить мощность двигателя водителю приходится больше давить на педаль газа, из-за чего значительно увеличивается расход топлива.

Если в двигателе используется толкатель, при нагреве такого мотора, то есть в процессе стандартной работы, металлы расширяются сводя тепловой зазор к минимуму, тогда как на холодном двигателе он максимален. Соответственно, мотор работает “на холодную” менее эффективно, чем после прогрева.

Обратите внимание: Производители автомобилей, которые выпускают двигатели с толкателями, устанавливают конкретные рамки, в которых необходимо регулировать клапан, чтобы зазор минимально понижал КПД двигателя.

Плюсы и минусы толкателей

Рассмотрим преимущества и недостатки такого механизма как толкатели. Они представляют собой круглые цельнометаллические или разборные элементы. В разборном варианте у толкателей имеются шайбы сверху.

Обратите внимание: Старые варианты толкателей имеют конструкции с коромыслами.

Цель толкателя — снизить износ верхней точки штока клапана и кулачка распределительного вала. Достигается данная цель крайне просто, путем увеличения диаметра, поскольку шток чаще всего имеет диаметр до 8 мм, а диаметр толкателя от 25 до 40 мм. Получается, что износ в разы меньше. Регулировка на автомобилях с толкателями должна выполняться не реже, чем 1 раз в 120 тысяч километров пробега.

Конструкция толкателя крайне простая, отсюда вытекают плюсы подобных компонентов:

  • Редко требуется производить регулировка — раз в 100-120 тысяч километров пробега;
  • У моделей с регулировочными шайбами не требуется выполнять замену самого толкателя, достаточно установить шайбу требуемой высоты;
  • Простота, как самого толкателя, так и головки блока под него. Соответственно, меньше вероятность поломки устройства;
  • Низкая стоимость. Из-за простой конструкции стоимость толкателя невелика, в сравнении с гидрокомпенсаторами;
  • Работа толкателей не сильно зависит от качества масла;
  • Способны работать даже в двигателях, которые давно не чистились, то есть имеющих элементы с нагаром.

Само собой, есть у толкателей и отрицательные стороны:

  • Регулировка теплового зазора должна производиться в ручном режиме. Если пренебрегать данной задачей, зазор будет увеличиваться или уменьшаться, что скажется на работе мотора;
  • Если не регулировать толкатели, они начнут сильно стучать при работе двигателя;
  • Регулировка толкателя выполняется достаточно сложно, поскольку требует снятия клапанной крышки. Соответственно, обращаться за выполнением подобной задачи придется в сервисный центр.

Как можно видеть, простота толкателей играет подобным устройствам, как в плюс, так и в минус.

Плюсы и минусы гидрокомпенсаторов

В современных двигателях гидрокомпенсаторы сильно похожи на толкатели, но в них имеется одно важное отличие — автоматически регулируемая центральная часть. В зависимости от текущих условий работы двигателя, она выдвигается или сжимается. Соответственно, такие устройства позволяют избежать необходимости частой регулировки клапанов, поскольку конструктивная особенность гидрокомпенсаторов позволяет всегда держать прижатым кулачок распределительного вала к гидравлическому толкателю.

Читать еще:  Какая автошпатлевка лучше?

Рассмотрим плюс гидрокомпенсаторов перед толкателями:

  • Удается свести к минимуму тепловой зазор, соответственно, КПД максимальный, поскольку клапан двигателя максимально плотно прижат к кулачку распредвала;
  • Если рассматривать продолжительное использование двигателя с гидрокомпенсаторами и сравнивать с аналогичным мотором, в котором используются толкатели, можно сделать вывод, что у первого варианта эффективнее расходуется топливо;
  • Корректировка гидрокомпенсаторов выполняется в автоматическом режиме. То есть водителю не придется самостоятельно снимать клапанную крышку или обращаться в сервисный центр;
  • Практически бесшумная (на фоне остальных компонентов двигателя) работа.

Есть у гидрокомпенсаторов и минусы:

  • Сама конструкция гидрокомпенсатора (и головки блока) значительно сложнее, чем конструкция толкателя;
  • Из более сложной конструкции вытекает и второй минус — более высокая стоимость. Если сравнивать по цене толкатель и гидрокомпенсатор, то толкатель окажется в несколько раз дешевле. При этом нужно помнить, что также дороже и головка блока, а кроме того требуется более качественный (и дорогой) масляный насос;
  • Гидрокомпенсаторы привередливы к качеству используемого масла. Для их грамотной работы замену масла нужно выполнять как можно чаще (не реже, чем каждые 10 тысяч километров пробега);
  • При поломке гидрокомпенсатора речи о ремонте не идет, потребуется замена;
  • При выходе гидрокомпенсатора из строя он начинает сильно шуметь.

Гидрокомпенсаторы, которые не имели дефекта при производстве, обычно работают на протяжении всего срока жизни мотора. Но это только в том случае, если использовать нормальное топливо, своевременно менять масло и не допускать образования нагара.

Устройство автомобилей

Гидравлический толкатель клапана

Общее устройство гидрокомпенсатора

Еще совсем недавно мэтрами автомобильного мира считались механики, техники, автослесари и домашние «самородки», умеющие правильно отрегулировать зазор в клапанах двигателя, и знающие наизусть величины этих зазоров для разных марок автомобильных двигателей.
Но в последнее время у этих «авторитетов» от техники кусок хлеба все чаще отнимают устройства, способные автоматически, в следящем режиме следить за состоянием зазоров между деталями ГРМ, и своевременно устранять выявленные недостатки в этом плане.
К таковым относятся, в первую очередь, гидравлические устройства, использующие в своей работе давление моторного масла принудительной системы смазки двигателя. Их называют гидравлическими толкателями, гидротолкателями или гидрокомпенсаторами.
Впрочем, название не меняет сути, тем более, что конструктивных решений для этих устройств в последние годы разработано немало.
Итак – представляем на суд автомобилистов злостного конкурента механиков и техников автомобильного мира – гидрокомпенсатор («девичье имя» – гидравлический толкатель клапанов).

Существует несколько технических решений конструкции гидравлических толкателей (гидрокомпенсаторов, гидротолкателей), которые принципиально почти не отличаются.

Гидротолкатель (гидрокомпенсатор) представляет собой корпус, внутри которого установлена подвижная плунжерная пара с шариковым клапаном. Корпус подвижен относительно направляющего седла, сделанного в головке блока цилиндров.
Если гидрокомпенсатор 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 гидрокомпенсатора — 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 гидравлического толкателя (гидрокомпенсатора)

Принцип действия гидрокомпенсатора заключается в автоматическом изменении его длины на величину, равную зазору в газораспределительном механизме. Для функционирования компенсатор использует масло принудительной системы смазки двигателя, которое циркулирует по масляным магистралям под давлением.
По специальному каналу смазочное масло может поступать в корпус толкателя, когда тот, под действием пружины, находится в верхнем положении (кулачок распредвала не давит на него, рис. 2, а), и заполнять его объем. Под давлением кулачка распределительного вала толкатель начинает перемещаться вниз и перекрывает масляный канал, превращаясь в жесткий замкнутый сосуд, наполненный маслом.

Рассмотрим подробнее работу гидрокомпенсатора, схематически изображенного на рисунке 2.

Примечание: для детального осмотра схемы щелкните по рисунку мышкой — полное изображение откроется в отдельном окне браузера.

а) При запуске холодного двигателя, в момент, когда кулачок распределительного вала расположен тыльной стороной к корпусу толкателя, нагрузка на толкатель отсутствует, и между его корпусом и кулачком распредвала образуется зазор h .

б) Возвратная пружина выталкивает плунжер до тех пор, пока он не упрется в кулачок вала и зазор h уменьшается практически до нуля. В это время масло из системы смазки двигателя через шариковый клапан и перепускной канал под давлением поступает во внутреннюю полость плунжера и заполняет ее.
Небольшой диаметр плунжера не позволяет давлению масла развить усилие, способное открыть клапан, поэтому масло лишь плотно прижимает плунжер толкателя к кулачку.

в) По мере того, как вал поворачивается, кулачок распределительного вала 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 практически несжимаема, плунжерная пара начинает работать как жесткая деталь, передавая усилие кулачка распредвала на стержень клапана.

Некоторое количество масла продавливается обратно через технологический зазор между плунжером и втулкой, поэтому толкатель опускается («проседает») на 10…50 мкм. Величина «просадки» зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя. При увеличении оборотов, за счет уменьшения времени нажатия на корпус гидротолкателя (гидрокомпенсатора), снижаются утечки масла из-под плунжера, и гидротолкатель работает без «проседания».

Образование зазора при сходе кулачка с толкателя исключается благодаря действию возвратной пружины плунжера и давлению масла в системе смазки двигателя. Таким образом, гидрокомпенсатор является своеобразной следящей системой, обеспечивающей отсутствие зазоров за счет поддержания постоянной жесткой связи между элементами и деталями ГРМ. Из-за нагревания двигателя длина деталей самого гидрокомпенсатора тоже несколько меняется, но он автоматически компенсирует и эти изменения.

Достоинства и недостатки гидрокомпенсаторов

Применение гидрокомпенсаторов позволяет 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 надежности и долговечности двигателя, его мощности и расходе топлива.

Тем не менее, при всех своих достоинствах и преимуществах, гидрокомпенсаторы обладают и недостатками, а двигатели, оборудованные ими, некоторыми особенностями эксплуатации, которые следует знать и учитывать.
Так, один из существенных конструкционных недостатков простых гидрокомпенсаторов — запоздалое функционирование в первые секунды пуска холодного двигателя, когда давление масла в системе смазки отсутствует или оно минимально. Это приводит к повышенным динамическим нагрузкам в ГРМ при запуске холодного двигателя.
Кроме того, очевидно, что гидравлические толкатели сложнее и дороже в изготовлении, чем детали классической системы газораспределения с чисто механическим приводом.

Основные причины поломок гидрокомпенсаторов

Основные причины выхода из строя гидрокомпенсаторов — 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 гидрокомпенсатора маслом и не позволяют поглощать зазоры в ГРМ. При выходе из строя одного или нескольких гидрокомпенсаторов в двигателе появляется характерный «клапанный» стук.

Необходимо знать, что долговечную работу гидрокомпенсаторов обуславливает 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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector