Что такое гидрокомпенсаторы?

Гидрокомпенсаторы, их устройство, предназначение, почему стучат

На этот раз речь пойдет о детали, которую многие могли слышать при работе мотора, но не все могли её видеть, а именно про гидрокомпенсаторы. Рассказать постараюсь популярно о научном, чтобы упоминание гидрокомпенсаторов в автосервисе не вводило вас в ступор, а недобросовестные механики не обманули вас, предложив ненужный ремонт.

Что такое гидрокомпенсаторы

Придется немного опуститься в дебри устройства двигателя. В верхней части двигателя расположена головка блока цилиндров, внутри которой вращается распределительный вал(возможно даже не один). С виду распределительный вал похож на обычную ось, у которой имеются кулачки. Да что рассказывать. У меня даже фотография с капиталки осталась.

Красным кружочком как раз выделен кулачек распредвала и гидрокомпенсатор под ним. Кулачек должен нажимать на клапан, чтобы его открыть, но длина клапана не постоянна — холодный клапан короче, горячий клапан длиннее. Смотрите как выглядит клапан, чтобы было понятно о чем идет речь.

Так вот. Для того, чтобы клапан всегда закрывался в одно и то же время такта, необходима какая то прослойка между кулачком распредвала и ножкой клапана. Раньше прибегали к помощи регулировочных пятаков, то есть на ножку клапана ложили специальный откалиброванный блинчик, который позволял при прогретом моторе точно закрыть клапан в нужное время. Однако если клапан износился, или пятак подобран неверно, при закрытии клапана кулачек будет неплотно прилегать к регулировочной шайбе и в итоге клапан будет бить о свое посадочное место. Это явление называется «Стучат клапана». На самом деле это может быть звук удара клапана по головке или удара кулачка распредвала по шайбе. По мере износа требовалась операция регулирования клапанов, то есть замена шайб на более толстые. Операция эта достаточно муторная, а самое главное что повторять ее приходилось часто. В дополнение можно сказать, что регулировка клапанов шайбами достаточно не совершенна, ведь на холодную клапан короче, на горячую длиннее и невозможно отрегулировать клапан на оба режима работы двигателя. Вот тут то и придумали гидрокомпенсаторы. Понять принцип их работы достаточно просто: представьте себе обычный ручной насос. Если этому насосу заткнуть выходное отверстие, то поднять ручку насоса вы сможете, а вот опустить уже нет, даже если повисните на насосе. На этом принципе и построен гидрокомпенсатор. В расслабленном состоянии в него подается моторное мало, которое заполняет его полость, но выпускает гидрокомпенсатор масло долго — потребуется несколько часов, чтобы он немного спустился. Как ручной насос в общем.

Стучат гидрокомпенсаторы

Такое явление случается и у него есть пять причин:

  • Низкое давление масла, в результате чего гидрокомпенсатор не может наполниться маслом на все 100 процентов.
  • Малый уровень масла в двигателе, в результате чего головка двигателя испытывает масляное голодание, а в компенсаторы попадает меньше масла чем надо.
  • Высокий износ гидрокомпенсатора, который привел к его негерметичности.
  • Закоксованность компенсаторов, которая в свою очередь приводит к негерметичности детали, и он легко прожимается.
  • Закоксованность гидрокомпенсаторов, которая приводит к заклиниванию компенсатора в определенном положении.

Гидрокомпенсаторы могут стучать только потому, что их легко продавить или они потеряли свойство прожиматься. Причины легкого прожимания и заклинивания я перечислил выше.

Как избавиться от стука гидрокомпенсаторов

Если причиной стука является низкое давление или масляное голодание головки, необходимо срочно подлить масло до нормального уровня и если стук не исчез через 5-10 минут, проверить давление масла.

При изношенности гидрокомпенсаторов поможет только их замена. Обычно компенсаторов в моторе столько же, сколько и клапанов (по другому деталь называется гидравлический толкатель клапана).

Если компенсатор закоксовался, вполне вероятно, что поможет их чистка.

Чистка или раскоксовка гидрокомпенсатора

Некоторые гидрокомпенсаторы имеют разборную конструкцию, и, разобрав его, реально очистить отложения, которые мешают ему нормально работать. Эта операция выполняется исключительно на свой страх и риск и никто не может дать гарантии, что почищенный компенсатор будет работоспособен. В автосервисе тем более никто не возьмется за эту работу.

Сам я такую работу на своей машине делал, что помогло мне отложить замену гидрокомпенсаторов на пол года.

Для чистки гидрокомпенсатора нам понадобится грубая хлопковая ткань, пассатижи, маленький газовый ключ и крепкий растворитель. Ну и разумеется весь инструмент для снятия головки двигателя и распредвала. При снятии головки, скорее всего, придется снимать ремень ГРМ, который потом необходимо будет выставить по меткам обратно. Также будьте осторожны при затягивании постелей распредвала — тянуть лучше всего динамометрическим ключом и строго под правильным усилием. Клапанная крышка так же должна тянуться динамометрическим ключом или с идеально одинаковым усилиям. Если клапанную крышку затянуть неравномерно, из под её прокладки будет подтекать или потеть масло.

Когда гидрокомпенсаторы будут у вас в руках, их необходимо разобрать. Обычно они собраны на разъемных стопорных кольцах и необходимо с силой выдернуть внутренний цилиндр из корпуса. Так же разбирать компенсатор лучше над газетой или тряпкой, так как внутри гидрокомпенсатора мелкий шарик, пружинка и прочие мелкие детали.

Детали каждого гидрокомпенсатора должны находиться в отдельной емкости. Не перемешивайте детали разным компенсаторов. И запомните какой гидрокомпенсатор где стоял — у них разная выработка.

Повредить внешнюю часть гидрокомпенсатора или внешнюю часть внутреннего цилиндра нельзя, так как это тут же приведет к нарушению герметичности и выходу компенсатора из строя. Разобранный гидрокомпенсатор опускается в растворитель и отмокает, после чего очищается грубой тряпкой до состояния чистого металла. Собирать деталь лучше всего на сухую, а если не получится, слегка смажьте его. Если вы попробуете собрать компенсатор, наполненный маслом, у вас скорее всего ничего не получится. После сборки, гидрокомпенсатор необходимо наполнить маслом при помощи шприца, заводя масло через специальное отверстие сбоку детали.

Когда все компенсаторы почищены и собраны, установите их на место, соберите распредвал и головку.

После установки нельзя заводить двигатель сразу, так как гидрокомпенсаторам необходимо сжаться. Если полностью накачанный компенсатор установить и сразу завести двигатель, клапан может встретиться с поршнем, что приведет к повреждению клапана. Повреждение внешней части гидрокомпенсатора с образованием задиров и его установке на автомобиль приведет к повреждению головки двигателя, после чего её нельзя будет отремонтировать — только замена.

Еще раз повторю, что чистка компенсаторов проводится исключительно на свой страх и риск. Никто не сможет дать гарантию того, что компенсатор будет работоспособен, и что это не повредит двигателю. Так же повторюсь, что чистка компенсатора способна продлить его жизнь ненадолго. Срок службы гидрокомпенсаторов достаточно долгий, при условии что вы используете хорошее масло, так что если вы единожды поменяете их, второй раз замену они скорей всего не потребуют.

РЕКОМЕНДУЕМ ТАКЖЕ ПРОЧИТАТЬ:

Гидрокомпенсаторы. Что это такое и почему они стучат

Современные автомобили становятся более совершенными и умными. Это касается и газораспределительного механизма. Очень важно чтобы клапан всегда открывался и закрывался в нужный момент, чтобы в идеале, не было зазоров между распределительным валом и самим клапаном. Это дает много преимуществ, например увеличение мощности и уменьшение расхода топлива. Раньше клапана регулировались вручную, потом появились механические «широкие» толкатели (которые, кстати, используются и по сей день на многих авто), но вершиной эволюции стали гидравлические компенсаторы или попросту «гидрокомпенсаторы». Они имеют много положительных моментов, но и отрицательных хватает, в частности они могут стучать. Сегодня я постараюсь простым и понятным языком рассказать об устройстве, а также о некоторых поломках, будет и видео версия в конце …

Для начала определение:

Гидрокомпенсаторы – это устройства использующие давление масла для автоматической регулировки зазоров между клапанами и распределительными валами (или валом). Таким образом, улучшая динамические характеристики, уменьшая расход топлива. Стоит отметить, что улучшается и акустический комфорт, банально двигатель работает тише.

НО до появления гидрокомпенсаторов, на автомобили устанавливались механические регуляторы клапанов …

Немного истории

Гидравлические компенсаторы пришли на смену менее эффективным механическим регуляторам газораспределительных механизмов. Как правило, обычный клапан двигателя, скажем на классическом двигателе ВАЗ 2105 — 2107, не имеет гидрокомпенсатора поэтому его часто приходилось регулировать, в среднем через 10 000 километров. Регулировка клапана на, ВАЗ 2105 – 2107, производилась вручную, то есть приходилось снимать клапанную крышку и выставлять зазоры, при помощи специального щупа, которые различались по толщине, а значит вы могли подобрать для вашего пробега.

Если регулировку не производить, то двигатель автомобиля, начинал шуметь, динамические характеристики снижались, а расход топлива возрастал. Через 40 – 50000 километров, клапана вообще следовало менять. То есть механическая регулировка клапана, «мягко» скажем — изжила себя, нужно было, что-то делать, так сказать усовершенствовать конструкцию.

Так на двигателях переднеприводных ВАЗ, начали устанавливать механические толкатели перед клапаном. Если утрировать, то на клапан сверху просто одевалась большая «шляпка», у нее большой диаметр (чем у старой конструкции), а поэтому износ намного уменьшился, ведь износить больший диаметр гораздо сложнее, чем малый. Но регулировка все равно осталась, конечно не каждые 10 000 километров, намного реже, но ее все равно рекомендуется делать. Обычно это происходило путем подкладывания ремонтных «шайб», увеличенной высоты. Стоит отметить, что «такие» механические регулировки достаточно эффективны и используются некоторыми производителями до сих пор, регулировка шайбами рекомендуется не ранее 40 – 50 000 километров (если говорить о наших ВАЗ) на некоторых иномарках толкатели ходят еще дольше. Большими плюсами является простота конструкции, неприхотливость (можно лить полусинтетические масла), а также относительная дешевизна конструкции. Минусами можно отметить то, что при выработке «шайб» сверху двигатель начинал работать шумнее, падали динамические характеристики и увеличивался расход. Нужна была конструкция, которая автоматически регулировала зазор.

И вот на смену механической регулировке клапана, пришла совершенно новая технология. Тут все просто — теперь вам не нужно регулировать клапана вручную, за вас все сделают гидрокомпенсаторы. Они сами выставят нужный зазор клапана двигателя, благодаря чему увеличивается ресурс двигателя, увеличивается мощность, снижается расход топлива, да и механизм ходит довольно долго 120 – 150 000 километров (при должном обслуживании). В общем, шаг вперед.

Какие бывают типы гидрокомпенсаторов

Эти устройства широко применяются именно в системах ГРМ. Однако их аналоги применяются и в натяжениях цепей, так называемый «натяжитель цепи ГРМ». На данный промежуток времени применяются всего 4 конструкции.

  • Гидротолкатель. Часто применяется на современных авто для регулировки зазора между клапаном и распределительным валом
  • Гидроопора
  • Гидроопора для установки в рычаги и коромысла. В основном применялись на старых механизмах ГРМ
  • Роликовый гидротолкатель

Все 4 типа имеют места быть на различных конструкциях, хотя «гидроопоры» часто применялись раньше в двигателях. Сейчас все больше производителей уходят к «гидротолкателям». С типами немного понятно, теперь подробнее как они работают.

Принцип работы гидрокомпенсатора

Для начала я хочу разобрать составляющие гидротолкателя:

  1. Кулачек распредвала
  2. Проточка в теле гидрокомпенсатора
  3. Втулка плунжера
  4. Плунжер
  5. Пружина клапана плунжера
  6. Пружина ГРМ
  7. Зазор между гидрокомпенсатором и кулачком распределительного вала
  8. Шарик (клапан)
  9. Масляный канал в теле гидрокомпенсатора
  10. Масленный канал в головке блока цилиндров
  11. Пружина плунжера
  12. Клапан ГРМ

Гидрокомпенсатор это как бы промежуточное звено между клапаном и распределительным валом газораспределительного механизма. Когда кулачек вала (1) не давит на гидравлический компенсатор то клапан (12) находится в закрытом состоянии, по воздействием пружины (6).

Пружина плунжера (11) давит на плунжерную пару (3 и 4) за счет этого корпус гидрокомпенсатора перемещается к валу, пока не упрется в него, тем самым деля зазор минимальным.

Давление внутри плунжера производится при помощи давления масла, от двигателя оно движется по каналу (10) и затем в канал самого компенсатора (9). Далее через канавку (2) заходит внутрь, где отгибает клапан (8) и проходит создавая давление.

Затем кулачок распределительного вала идет вниз, создавая давление на гидравлический компенсатор. Масло которое зашло внутрь плужерной пары создает давление на клапан (8) фактически запаковывая его. Как мы с вами знаем, масло практически не сжимается, поэтому после запирания компенсатор выступает как жесткий элемент, который давит на клапан ГРМ, открывая его.

Стоит отметить что это высокоэффективное устройство, масло из плунжерной пары немного выдавливается прежде чем шарикообразный клапан (8) его запрет внутри. Таким образом, может образоваться небольшой зазор, который уберется при следующей накачки масла через каналы (9 и 10) и гидрокомпенсатор станет опять жестким.

Таким образом, не смотря на температуру двигателя, тепловое расширение, всегда будет устанавливаться максимально возможный зазор. Этот механизм не нужно регулировать весь срок службы, даже не смотря на выработку, ведь он всегда эффективно «поджат» к распределительному валу.

Плюсы и минусы гидравлического компенсатора

Положительных сторон у такого механизма много:

  • Он полностью не обслуживаемый, работает автоматически
  • Увеличенный ресурс системы ГРМ
  • Максимальный прижим, что дает хорошую тягу
  • Минимальный расход топлива
  • Двигатель работает всегда тихо

Что же не смотря на всю передовую конструкцию, есть и достаточно большое количество минусов.

  • Так как вся работа строится на давлении масла, нужно заливать только качественные смазки. Желательна синтетика
  • Нужно чаще менять масло
  • Конструкция более сложная
  • Дорогостоящий ремонт
  • Со временем могут забиваться, что ухудшает работу двигателя (расход и тяга), а также ГРМ начинает шуметь

Самые большие минусы, это то что конструкция дорогая и сложная, и ОЧЕНЬ сильно требовательна к качеству масла. Если лить «не пойми что» очень быстро выйдут из строя и потребуют замены. Например, обычные механические толкатели, намного проще и менее требовательны к качеству смазки.

Почему гидрокомпенсаторы стучат

Для начала хочется отметить если компенсаторы стучат, это говорит о не правильной их работе, скорее всего они вышли из строя, либо что-то не так со смазкой двигателя.

Собственно основная причина кроется в качестве и уровне масла, хотя есть куча механических неисправностей.

  • Недостаточно масла. Такое тоже бывает, оно не эффективно закачивается в каналы и поэтому не закачивается внутрь плунжерной пары, то есть не создается нужного давления внутри

  • Забиты каналы в головке блока или самом гидрокомпенсаторе. Происходит это из-за несвоевременной замены масла, оно пригорает и на стенках образуются нагары, которые закупоривают каналы, масло не может эффективно проходить в компенсатор.

  • Вышла из строя плунжерная пара, зачастую ее просто клинит
  • Вышел из строя шариковый клапан плунжера
  • Нагар на корпусе плунжера снаружи. Он физически не дает ему подниматься и компенсировать зазоры

Конечно бывает стучат из-за того что в системе есть нагар, тогда нужно просто их снять и промыть, работоспособность может восстановится. НО при больших пробегах, они разбиваются (проявляется выработка), требуют замены.

Я еще раз хочу повторить — нужно понимать, что работа гидрокомпенсатора зависит от качества масла и его своевременной замены. Нужно лить только качественную синтетику и мой вам совет – меняйте смазку немного чаще положенного срока, например положено через 15 000 км, меняйте через 10 – 12 000 км. Прослужат дольше.

Сейчас небольшое подробное видео, смотрим.

НА этом заканчиваю, искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.

shapik8312 › Блог › Гидрокомпенсатор. Принцип его работы.

По мере прогрева двигателя, детали ГРМ также нагреваются, что ведет к их тепловому расширению, а следовательно изменению зазоров между ними. Не правильная регулировка зазоров, а именно выставление очень маленького зазора может привести к не плотному закрытию клапана, что вызовет его прогорание или стуки в системе ГРМ при выставлении слишком большого зазора. К тому же этот зазор изменяется в процессе эксплуатации двигателя вследствие износа.

Так как регулировка зазора клапанов является довольно сложным и ответственным мероприятием, на смену рычагам и шайбам, которые требуют регулировки, пришли гидрокомпенсаторы которые автоматически выбирают зазор и при этом, не требуется никаких дополнительных настроек.

Устройство гидрокомпенсатора приведено на (Рис 1).

Стук гидрокомпенсаторов говорит об их не правильной работе. Стук происходит из-за того, что компенсатор не успевает выбирать зазор, то есть он не справляется со своей работой.

Стучать гидрокомпенсаторы могут по следующим причинам:

В системе смазки создается не достаточное давление масла, что приводит к тому, что компенсаторы не заполняются необходимым количеством масла. Устранение неисправности: В этом случае гидрокомпенсаторы исправны, причину нужно искать в системе смазки.

Износ в плунжерной паре. Масло вытекает между втулкой плунжера 3 и самим плунжером 4 из полости под плунжером. Вследствие чего гидрокомпенсатор не успевает выбирать зазор. Устранение неисправности: Замена гидрокомпенсаторов.

Износ или засорение шарикового клапана в плунжерной паре, что приводит к дополнительным утечкам масла из плунжерной пары. Так же как и в предыдущем случае гидрокомпенсатор не успевает выбирать зазор. Устранение неисправности: Засорение шарикового клапана обычно происходит вследствие использования низкокачественного масла. Поэтому промывка гидрокомпенсатора может отсрочить их замену, но все же если на них проехали уже приличное расстояние, то их лучше заменить.

Заклинивание плунжерной пары. В этом случае работа гидрокомпенсатора полностью парализована.

Для продления срока службы как гидрокомпенсаторов, так и всех трущихся частей двигателя, нужно не экономить на качестве масла. Покупать масло следует только в проверенных магазинах, где вы уверены, что приобретете не подделку, а настоящее качественное масло. Помните, что буквально один раз стоит залить подделку, и вы в разы сократите ресурс вашего двигателя, а то и вообще можно испортить его. Так же помните о своевременной замене масла и масляного фильтра.

Для чего нужны гидрокомпенсаторы в двигателе

Прогрев бензинового или дизельного двигателя и последующий выход мотора на рабочие температуры приводит к параллельному нагреву всех механизмов силовой установки. Сильный нагрев теплонагруженных узлов означает закономерное тепловое расширение деталей, в результате чего происходит изменение зазоров между элементами конструкции.

Что касается ГРМ, точные зазоры предельно важны для нормального функционирования механизма газораспределения, так как от четкости работы впускных и выпускных клапанов напрямую зависит эффективность ДВС. Конструкция клапанного механизма на разных моторах может предполагать как ручную регулировку указанного теплового зазора, так и автоматическую подстройку при помощи гидрокомпенсаторов.

Необходимость регулировки теплового зазора клапанов

Работа клапанного механизма происходит в крайне тяжелых условиях. К таковым относят постоянные ударные нагрузки и большую теплонагруженность. Также стоит отметить, что нагрев деталей ГРМ отличается значительной неравномерностью, а сам клапанный механизм постоянно страдает от естественного износа.

Нормальное открытие и закрытие клапанов в условиях высоких температур обеспечивается благодаря наличию обязательного термического зазора. Такие зазоры для впускных и выпускных клапанов отличаются, так как выпускные клапаны нагреваются намного сильнее впускных от контакта с раскаленными отработавшими газами. На большинстве легковых авто зачастую показатель величины зазора на впускных клапанах находится на приблизительной отметке 0,15-0,25 мм. Для выпускных клапанов данный показатель составляет в среднем 0,2-0,35 мм и более.

Зазоры, отличные от допустимой нормы в большую или меньшую сторону, вызывают ускоренный износ ГРМ. Появляется стук клапанов, наблюдается падение мощности агрегата и перерасход топлива. Токсичность выхлопа сильно увеличивается, из строя быстро выходят катализаторы и сажевые фильтры.

Увеличенный и уменьшенный зазор: последствия

Недостаточный зазор впускного клапана (клапана зажаты) не позволяет осуществить полное закрытие. Перетянутые впускные клапана в бензиновом двигателе приведут к тому, что топливно-воздушная смесь будет частично гореть во впуске. Запуск двигателя в этом случае осложняется, агрегат не развивает мощность, потребляет много горючего и т.д.

Для выпускных клапанов последствия неправильной регулировки намного серьезнее. Горячие газы из камеры сгорания будут прорываться через неплотности, вызывая прогар тарелки клапана и разрушение седла клапана. Недостаточное прилегание клапанов в дизеле может привести к значительному падению компрессии, что не позволит далее нормально эксплуатировать дизельный мотор.

Большой зазор вызывает сильные ударные нагрузки, в результате чего будет слышен резкий и частый металлический стук в области клапанной крышки, который нарастает с увеличением оборотов. В этом случае ускоряется износ механизма клапанов, распредвала и других элементов ГРМ. Если клапана не открываются полностью, тогда проходное сечение уменьшается. Это означает, что цилиндры хуже наполняются топливной смесью (воздухом в дизельном ДВС) и плохо вентилируются. Мощность двигателя при этом сильно снижается, содержание вредных веществ в отработавших газах растет.

Вполне очевидно, что от правильно отрегулированных клапанов будут зависеть не только важнейшие эксплуатационные показатели силового агрегата, но и его общий моторесурс. Ручная регулировка теплового зазора клапанов является плановой процедурой, реализуется при помощи щупа, регулировочных шайб и рычагов, а также требует определенных навыков. Осуществляется такая подстройка каждые 10-15 тыс. километров. Дополнительной сложностью ручной регулировки является то, что для достижения «мягкой» работы ГРМ клапана необходимо регулировать с учетом различных температурных колебаний, а не по среднему значению. Во многих автосервисах этого не делают.

Благодаря этому решению необходимость настраивать клапана вручную полностью исключена. Гидрокомпенсаторы теплового зазора клапанов представляют собой деталь ГРМ, которая способна самостоятельно изменять свою длину на такую величину, равную тепловому зазору.

Преимущества и недостатки использования гидрокомпенсаторов

Использование компенсаторов в устройстве клапанного механизма позволило значительно смягчить его работу, минимизировать ударные нагрузки и убрать лишний шум. Уменьшился износ деталей ГРМ, фазы газораспределения стали более точными, что увеличило ресурс двигателя, его мощность и крутящий момент. К недостаткам внедрения гидрокомпенсаторов относят появление особых требований к эксплуатации ДВС, а также определенные нюансы в момент холодного пуска.

Конструктивно рабочей жидкостью для компенсаторов выступает моторное масло. В первые секунды после запуска мотора давление в системе смазки практически отсутствует, а работа компенсаторов в этот момент сопровождается характерным стуком. Гидрокомпенсаторы стучат «на холодную» особенно сильно, с прогревом шум пропадает.

Для нормальной работы ГРМ с гидрокомпенсаторами необходимо с особым вниманием относиться к вопросу подбора и замены моторного масла. Плунжерная пара компенсаторов имеет минимальные зазоры, которые могут с легкостью засориться при несвоевременной замене масла и масляного фильтра, в результате использования не подходящей по допускам смазки, масел низкого качества и т.д.

Для ГРМ с гидрокомпенсаторами оптимально использовать маловязкие полусинтетические и синтетические масла SAE 0W30, 5W30, 10W30 и т.д. Использование масел с повышенной вязкостью SAE 15W40 и других в моторах с компенсаторами не рекомендовано.