Принцип роботи та конструкція гідрокомпенсаторів клапанів

Деталі газорозподілу двигуна під час роботи піддаються великим навантаженням та високим температурам. Вони нерівномірно розширюються при нагріванні, тому що виготовлені з різних сплавів. Для формування нормальної роботи клапанів у конструкції повинен бути передбачений спеціальний тепловий зазор між ними і кулачками розподільного валу, який закривається при працюючому двигуні.

Зазор завжди повинен бути у встановлених межах, тому клапани необхідно періодично регулювати, тобто підбирати штовхачі або шайби відповідного розміру. Позбутися необхідності регулювати тепловий зазор і знизити шум при холодному двигуні дозволяють гідрокомпенсатори.

Конструкція гідрокомпенсатора

Гідравлічні компенсатори автоматично коригують зміну теплового зазору. Приставка "гідро" позначає дію деякої рідини в роботі виробу. Ця рідина є олією, що подається під тиском до компенсаторів. Складна та точна пружинна система всередині регулює зазор.

Використання гідрокомпенсаторів має такі переваги:

• немає необхідності в періодичному регулюванні клапанів;
• правильна робота ГРМ;
• зниження шуму під час роботи двигуна;
• збільшення ресурсу вузлів газорозподільного механізму

Основними вузлами гідрокомпенсатора є:

• корпус;
• плунжер або плунжерна пара;
• втулка плунжера;
• пружина плунжера;
• плунжерний клапан (кульовий).

Як працюють гідрокомпенсатори

Роботу пристрою можна описати за кілька етапів:

• Кулачок розподільного валу не чинить тиску на компенсатор і звернений до нього тильною стороною, з невеликим зазором між ними. Плунжерна пружина всередині компенсатора виштовхує плунжер із втулки. У цей момент під плунжером створюється порожнина, яка заповнюється маслом під тиском через суміщений канал та отвір у корпусі. Об'єм масла наповнюється до необхідного рівня і кульковий клапан закривається пружиною. Токатель упирається в кулачок, рух плунжера припиняється і масляний канал закривається. І тут зазор зникає.
• Коли кулачок починає прокручуватися, він натискає на гідрокомпенсатор і переміщає його вниз. Через об'єм масла, що накопичився, плунжерна пара стає жорсткою і передає зусилля на клапан. Клапан під тиском відкривається і паливоповітряна суміш надходить у камеру згоряння.
• При русі вниз кілька олії витікає з порожнини під плунжером. Після того як кулачок пройшов активну фазу дії, робочий цикл знову повторюється.

Гідравлічний компенсатор також регулює зазор, що виникає в результаті природного зношування деталей ГРМ. Це простий, але в той же час складний по виготовленню механізм з точним підганянням деталей.

Правильна робота гідрокомпенсаторів багато в чому залежить від тиску олії в системі та її в'язкості. Дуже в'язка та холодна олія не зможе в необхідній кількості потрапити в тіло штовхача. Низький тиск та витоку також знижують ефективність механізму.

Види гідравлічних компенсаторів

Залежно від комплектації ГРМ, існують чотири основні типи гідрокомпенсаторів:

• гідроштовхачі;
• роликові гідравлічні штовхачі;
• гідропідтримка;
• гідравлічні опори, що встановлюються під коромисла чи важелі.

Усі типи мають трохи різну конструкцію, але мають однаковий принцип дії. Найбільш поширені в сучасних автомобілях звичайні гідравлічні штовхачі з плоскою опорою під кулачок розподільного валу. Ці механізми встановлюються безпосередньо на стрижень клапана. Кулачок розподільного валу впливає безпосередньо на гідроштовхач.

Коли розподільний вал знаходиться в нижньому положенні, під важелі та коромисла встановлюються гідравлічні опори. У цьому положенні кулачок штовхає механізм знизу, а зусилля передається на клапан за допомогою важеля або коромисла.

Роликові гідроопори працюють за тим самим принципом. Для зменшення тертя використовуються ролики, що контактують із кулачками. Роликові гідроопори переважно використовуються на японських двигунах.

Плюси та мінуси

Гідравлічні компенсатори запобігають багато технічних проблем при роботі двигуна. Немає необхідності регулювати тепловий проміжок, наприклад, шайбами. Гідроштовхачі також знижують шумові та ударні навантаження. Плавна та правильна робота знижує знос деталей газорозподільного механізму.

Серед переваг є й недоліки. Двигуни із гідравлічними компенсаторами мають свої особливості. Найочевидніша з них — нерівна робота холодного двигуна під час запуску. Є характерні стуки, які зникають при досягненні температури і тиску. Це пов'язано з недостатнім тиском олії при запуску. Воно не надходить у компенсатори, тому виникає стукіт.

Ще один мінус — вартість запчастин та послуг. За необхідності заміни її варто довірити фахівцю. Гідрокомпенсатори вимогливі також до якості олії та роботи всієї системи мастила. Якщо ви використовуєте олію низької якості, це може безпосередньо вплинути на їх роботу.

Можливі несправності та їх причини

Стук, що виникає, вказує на несправність у газорозподільному механізмі. Якщо є гідравлічні компенсатори, причиною може бути:

• Несправність самих гідроштовхачів - вихід з ладу плунжерної пари або заклинювання плунжерів, заклинювання кулькового клапана, природне зношування;
• Низький тиск олії в системі;
• Олійні канали забиті в головці блоку циліндрів;
• Попадання повітря до системи змащення.

Звичайному водієві може бути досить складно знайти несправний компенсатор зазору. Для цього, наприклад, можна використовувати автомобільний стетоскоп. Достатньо послухати кожен гідрокомпенсатор, щоб визначити пошкоджений характерним стукотом.

Крім того, можна перевірити роботу компенсаторів, можна за можливості зняття їх з двигуна. Вони не повинні стискатись у заповненому стані. Деякі типи можна розібрати та визначити ступінь зносу внутрішніх деталей.

Низька якість олії призводить до засмічення масляних каналів. Це можна виправити, замінивши саму олію, масляний фільтр і очистивши самі гідрокомпенсатори. Можна промивати спеціальними рідинами, ацетоном чи високооктановим бензином. Що стосується масла, якщо проблема в ньому, то після заміни це має допомогти усунути стукіт.

Фахівці рекомендують замінювати не окремі компенсатори, а одразу. Це потрібно робити за 150-200 тисяч кілометрів пробігу. На такій відстані вони зношуються природним чином.

При заміні гідравлічних компенсаторів слід враховувати деякі нюанси:

• Нові гідравлічні штовхачі вже заповнені олійним складом. Це масло видаляти не потрібно. Олія змішується в системі мастила та повітря не потрапляє в систему;
• Після миття або розбирання не можна ставити порожні компенсатори (без масла). Так повітря може потрапити до системи;
• Після встановлення нових гідравлічних компенсаторів рекомендується кілька разів провернути колінчастий вал. Це необхідно, щоб плунжерні пари прийшли в робочий стан і збільшився тиск;
• Після заміни компенсаторів рекомендується замінити олію та фільтр.

Щоб гідравлічні компенсатори викликали якнайменше проблем під час роботи, використовуйте високоякісне моторне масло, рекомендоване в посібнику з експлуатації автомобіля. Також необхідно дотримуватися правил заміни олії та фільтрів. За дотримання цих рекомендацій гідрокомпенсатори прослужать довго.