Продажа квадроциклов, снегоходов и мототехники
second logo
Пн-Чт: 10:00-20:00
Пт-Сб: 10:00-19:00 Вс: выходной

+7 (812) 924 3 942

+7 (911) 924 3 942

Содержание

Почему стучат гидрокомпенсаторы: от чего появляется на горячую и холодную и чем это опасно

Многие водители, заводя холодный двигатель, слышат в нём характерный «цокот». Чтобы определить, почему стучат гидрокомпенсаторы, нужно ознакомиться с их конструкцией и принципом действия.

Гидрокомпенсатор: что это такое

Детали и узлы работающего двигателя, нагреваясь, увеличиваются в размерах. Это касается и газораспределительного механизма (ГРМ).

Во избежание поломок и снижения эффективности работы механизма привода клапанов, между его отдельными деталями конструктивно предусмотрены тепловые зазоры. В процессе прогрева мотора детали увеличиваются в размерах. Зазоры исчезают, двигатель работает в оптимальном режиме. Однако со временем детали изнашиваются, меняется и тепловой зазор.

Гидрокомпенсатор (гидравлический толкатель, «гидрик») представляет собой устройство, которое поглощает зазор, образующийся между кулачками распредвала и коромыслами клапанов, штангами, клапанами несмотря на температуру в двигателе и уровень их изношенности.

Устанавливаются на все виды ГРМ в двигателях с верхним и нижним размещением распредвала.

Места расположения гидрокомпенсаторов

Для разных видов ГРМ разработаны 4 основных типа компенсаторов:

  • Гидротолкатель;
  • Гидротолкатель роликовый;
  • Гидроопора;
  • Гидроопора для коромысел и рычагов.

Виды гидрокомпенсаторов

Устройство

Хоть все типы гидрокомпенсаторов разнятся конструкционно, основное действие и принцип устройства у них идентичные.

Главный узел гидротолкателя представляет собой подвижную плунжерную пару с размещённым внутри шариковым клапаном. Всё это помещено в корпус. Зазор 5–7 мкм, предусмотренный между поверхностями плунжера и подвижного поршня, обеспечивает их герметичность.

Корпус компенсатора свободно передвигается по направляющему седлу, расположенному в головке блока цилиндров (БЦ).

Конструкция лабиринтного гидротолкателя

Это важно! У компенсаторов, жёстко фиксируемых в коромыслах, манёвренным элементом служит плунжер с выступающей за корпус рабочей частью.

Внизу плунжера находится проём для рабочей жидкости, перекрываемый обратным клапаном с шариком. Жёсткая возвратная пружина размещена в теле поршня и старается его оттолкнуть от плунжера.

Жидким действующим веществом служит моторное масло, поступающее в гидротолкатель через отверстие в корпусе из масляного канала БЦ.

Принцип работы

На примере гидротолкателя показаны основы работы всех гидрокомпенсаторов.

1. Корпус. 2. Поршень. 3. Пружина возвратная. 4. Плунжер. 5. Обратный клапан шариковый. 6. Фиксатор клапана. 7. Кулачок распределительного вала. 8. Пружина клапана.

Усилия (красные стрелки I и II), поступающие от кулачка распредвала 7 и пружины клапана 8, заставляют гидравлический толкатель постоянно перемещаться в возвратно-поступательном направлении.

Фаза 1

При расположении гидротолкателя на высшей отметке отверстие в корпусе 1 находится на одном уровне с масляным каналом БЦ. Масло (жёлтый цвет) свободно проникает внутрь корпуса (дополнительная камера низкого давления). Далее через расположенный в основании корпуса перепускной канал масло следует в полость плунжера 4 (основная камера низкого давления). Затем сквозь открытый клапан 5 масло проникает в поршневую полость 2 (камера высокого давления).

Поршень свободно движется по направляющим, образуемым плунжером 4 и перегородкой корпуса 1. Давление пружины 3 исключает возникновение зазора между поршнем 2 гидротолкателя и клапаном 8 ГРМ.

Фаза 2

Как только кулачок 7 распредвала начинает давить на корпус 1, он смещается. Рабочая жидкость перестаёт подаваться в дополнительную камеру низкого давления. Пружина клапана 8 мощнее возвратной пружины 3 гидротолкателя, поэтому держит клапан на месте. Поршень 2, несмотря на сопротивление возвратной пружины, начинает движение внутрь корпуса 1, выталкивая масло в плунжерную полость.

Давление масла в поршне 2 за счёт малого объёма камеры высокого давления повышается, в итоге перекрывая обратный клапан 5. Гидрокомпенсатор, как единое твёрдое тело, начинает передавать усилие от кулачка 7 распредвала клапану 8 ГРМ. Клапан перемещается, его пружина сжимается.

Фаза 3

Кулачок 7 распредвала, пройдя высшую точку, постепенно снижает усилие на корпус гидротолкателя. Пружина клапана 8, распрямляясь, возвращает его в высшую точку. Клапан через поршень толкает гидрокомпенсатор по направлению к кулачку. Начинает распрямляться возвратная пружина 3. Давление в поршне 2 падает. Масло, успевшее в начале второй фазы протечь в полость плунжера 4, теперь давит на шарик клапана 5, в итоге открывая его.

Фаза 4

Кулачок 7 распредвала перестаёт давить на гидрокомпенсатор. Пружина клапана 8 полностью выпрямлена. Возвратная пружина 3 гидротолкателя разжата. Обратный клапан 5 открыт. Давление масла во всех камерах одинаковое. Отверстия в корпусе 1 гидротолкателя, вернувшегося в первоначальное положение в наиболее высокую позицию, вновь совпадают с масляными каналами БЦ. Выполняется частичная замена масла.

Возвратная пружина внутри «гидрика» старается распрямиться, убирая зазор между кулачком и гидротолкателем даже при неизбежном износе деталей ГРМ.

Это важно! Размеры элементов гидротолкателя при нагревании меняются, но компенсируются самим устройством.

Как стучат гидрокомпенсаторы

Запустив мотор, иногда сразу можно услышать отчётливый звонкий металлический стук, цокот. Напоминает звуки удара мелких железных деталей, с силой брошенных на металлическую поверхность. Открыв капот, можно обнаружить, что звуки идут из-под клапанной крышки. Частота стуков меняется в зависимости от оборотов двигателя.

Уровень шума от компенсаторов не зависит от нагрузки на двигатель. Это можно проверить, включив все энергопотребители (вентилятор обогревателя, кондиционер, дальний свет).

Это важно! Часто стук неисправного гидрокомпенсатора путают с шумом клапанов. Последние стучат звонко. Стук компенсатора в большей степени чёткий и громкий.

Если звук появился не мгновенно после запуска двигателя, постоянный при изменении его оборотов и меняется в зависимости от нагрузки на агрегат, источник происхождения стука другой.

Почему стучат гидрокомпенсаторы

Появившийся характерный металлический стук, прежде всего, сообщает о возникновении зазора в ГРМ, который гидроопора не в состоянии компенсировать.

В зависимости от температуры мотора классифицируют возможные неисправности и проблемы, явившиеся поводом для возникновения стука гидрокомпенсаторов.

На холодную

Частыми причинами цокота гидроопор в только что заведённом двигателе могут быть:

  1. Попадание грязи внутрь компенсатора. По этой причине могут заклинить как плунжерная пара, так и шарик возвратного клапана. В обоих случаях гидротолкатель не будет выполнять своей функции.
  2. Грязное масло. Со временем в масле скапливаются продукты трения деталей и сажа. Всё это может забить масляные каналы, снабжающие рабочей жидкостью «гидрики». После прогрева двигателя текучесть масла повышается, и каналы постепенно промываются.
  3. Износ узлов гидротолкателя. Рабочий ресурс компенсатора – 50–70 тыс. км. В этот период на рабочих поверхностях могут наблюдаться повреждения, нарушающие их герметичность. В итоге в поршневой полости компенсатора отсутствует необходимое давление масла.
  4. Слишком вязкое масло. В этой ситуации до полного прогрева мотора масло в полном объёме не проникает в гидротолкатели, которые не могут выполнять свою функцию.
  5. Засорённый масляный фильтр. В этой ситуации холодное вязкое масло в необходимом объёме не в состоянии проходить через фильтр и поступать в головку двигателя. Иногда проблема исчезает после прогрева мотора.
  6. Закоксованность масляных каналов. Может возникнуть как в блоке цилиндров, так и в компенсаторе. В этой ситуации рекомендуется не пользоваться чистящими присадками. Поможет только механическая чистка после разборки.

На горячую

Причины стука гидрокомпенсаторов на холодном двигателе актуальны и для прогретого до рабочей температуры агрегата. Но есть проблемы, проявляющиеся только на горячую:

  1. Масло потеряло свои качества. После 5–7 тыс. км масло вырабатывает рабочий ресурс. Вязкость у него снижается. На холодную гидротолкатели не стучат. При разогреве мотора становится слышен стук, вызванный отсутствием масла в «гидриках» из-за низкого давления в системе смазки.
  2. Неисправный масляный насос. Не выдаёт рабочего давления. Масло до гидрокомпенсаторов не доходит.
  3. Критически низкий или чрезмерно высокий уровень масла. Обе ситуации чреваты вспениванием разогретого продукта и завоздушивания гидротолкателей. Попавший в компенсатор воздух при сжатии не образует нужного давления, появляется стук.
Видео: устройство, принцип действия, причины стука

Стук новых узлов

После установки новый гидротолкатель в течение 100–150 км пробега начинает стучать. Это связано с притиркой деталей, после которой стук пропадает.

Если при установке компенсатор не до конца посадить в колодец, масляный канал головки блока не совпадёт с отверстием в корпусе «гидрика». Масло не будет поступать в компенсатор, который сразу же застучит.

Иногда при установке толкателя внутрь колодца попадает грязь, забивающая масляный канал. В этом случае достают компенсатор, канал механически чистят.

Как определить неисправный гидрокомпенсатор

Для самостоятельного обнаружения дефектного гидрокомпенсатора фонендоскоп с металлическим наконечником поочерёдно прикладывают к клапанной крышке в местах расположения «гидриков». В области неисправных толкателей слышится сильный стук.

При отсутствии фонендоскопа тестер можно изготовить из подручных средств. С одного края металлического прута крепят резонатор (пивная или глубокая консервная банка). Прижав ухо к резонатору, прут свободным концом прикладывают к клапанной крышке. Последовательность поиска схожа с работой фонендоскопа.

Найти неисправный гидрокомпенсатор опытный водитель может самостоятельно

В крайнем случае можно воспользоваться обычной деревянной палкой.

При снятой клапанной крышке каждый гидрокомпенсатор пытаются продавить отвёрткой. Легко утапливаемый толкатель неисправен.

Видео: как узнать, какой гидрик стучит

Это важно! На автосервисе нерабочие гидрокомпенсаторы определяют при помощи акустической диагностики.

Чем опасен стук

Стук гидротолкателей сигнализирует о появившейся проблеме, влияющей на качество работы ГРМ. Часто проблема находится в системе смазки, что чревато усиленным износом всех узлов и механизмов двигателя.

Эксплуатация автомобиля со стучащими гидротолкателями обеспечивает:

  • Увеличенный расход топлива;
  • Снижение разгонной динамики;
  • Потерю до 30% мощности;
  • Возможный перегрев мотора.

Как убрать стук

Не всегда стучащий гидрокомпенсатор нуждается в замене на новый. При появлении характерного стука, прежде всего, нужно сменить масло с масляным фильтром. Иногда этой процедуры достаточно, шумы пропадают.

Можно воспользоваться специальными промывками системы смазки. При помощи современных разработок ведущих брендов удаётся отмыть не только загрязнённые, но и закоксованные масляные каналы.

Масляные каналы нужно периодически промывать специальными жидкостями

Самой эффективной является механическая чистка гидрокомпенсаторов. Гидрик снимают, разбирают, чистят и промывают.

Видео: разборка, ремонт, проверка

Это важно! В случае обнаружения механических повреждений компенсатор необходимо заменить.

Появившийся стук гидрокомпенсаторов сигнализирует владельцу автомобиля о появившихся проблемах в системе смазки или ГРМ. Своевременную диагностику и устранение причин появления стука можно провести самостоятельно без обращения к специалистам.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Что такое гидрокомпенсатор в дизельном двигателе

Почему стучат гидрокомпенсаторы?

«Мал, да удал» — это выражение как нельзя лучше подходит нашему герою статьи. Эти небольшие устройства, гидрокомпенсаторы, находятся в самом сердце автомобильного двигателя, в системе газораспределения. Они помогают компенсировать негативные последствия теплового расширения и исключают регулировку зазоров клапанов. Что случается, и почему стучат гидрокомпенсаторы?

Гидрокомпенсаторы что это?

Для начала подробно разберёмся с проблемами, которые помогают решать гидрокомпенсаторы клапанов в современном моторостроении.

Обратимся к отечественной классике – машинам ВАЗ. Опытные автовладельцы наверняка помнят, как после определённого километража старые модели этой марки начинали работать со звуком дизельного мотора, хотя дизельными они никогда не были.

Такое случалось, если забыли вовремя отрегулировать клапаны или же отрегулировали их неправильно, а выполнять данную процедуру было необходимо.

Причина – большие нагрузки на механизмы ГРМ, постоянные и резкие тепловые расширения (тепловые зазоры). Одним словом, работа в адских условиях, что вызывает износ деталей, точность настройки которых должна составлять доли градусов и миллиметров.

Клокочущий звук работы двигателя это лишь вершина айсберга всех проблем.

Неотрегулированные зазоры между кулачками распредвала и толкателей и, как следствие, не вовремя открывающиеся и закрывающиеся клапаны цилиндров, вызывают повышенный расход топлива, снижение мощности силового агрегата и прочие неприятности.

Конечно же, процедура по регулярной юстировке механизма ГРМ требует специальных навыков и оборудования, поэтому инженеры задумались о том, как бы автоматизировать данный процесс. И придумали, создав гидрокомпенсаторы.

Они, благодаря своей хитрой конструкции, позволяют автоматически поддерживать одинаковые тепловые зазоры и компенсировать естественный износ металлических деталей.

Устанавливаются гидрокомпенсаторы между клапанами и распределительным валом, являя собою эдакое промежуточное звено. Как же устроены эти механизмы?

Гидрокомпенсаторы — секреты конструкции

Углубимся в техническую часть и рассмотрим, каким образом эти устройства автоматически поддерживают одинаковый зазор. Его основными конструктивными элементами являются:

  • корпус;
  • плунжерная пара;
  • пружина плунжера;
  • обратный клапан.

Смысл работы гидрокомпенсаторов клапанов заключается в том, чтобы автоматически компенсировать меняющиеся под действием разных факторов зазоры в газораспределительном механизме двигателя, что достигается изменением их длины при помощи пружин и давления масла.

Как мы уже упоминали выше, гидрокомпенсаторы располагаются между распредвалом (его кулачками) и клапанами.

Когда кулачок вала повёрнут тыльной стороной, в компенсатор из рампы поступает порция масла, которая заполняет его полость, и он как бы раздвигается вверх и вниз пока не компенсирует зазор между своим корпусом и окружающими его элементами системы ГРМ.

Когда кулачок вала поворачивается выпуклой стороной к гидрокомпенсатору и давит на него, наш сегодняшний герой запирается, и масло, благодаря своей несжимаемости, превращает его в жёсткий элемент, который давит на клапан, открывая его.

При перемещении компенсатора часть масла из его плунжерной пары выходит через имеющиеся внутренние зазоры, и при возврате в исходное положение из рампы в гидрокомпенсатор поступает свежая порция, заполняющая его внутренности, и вновь зазоры скомпенсированы.

Почему стучат гидрокомпенсаторы?

Могут ли возникать какие-либо проблемы с гидравлическими компенсаторами? К сожалению, могут.

Нужно сказать, что не всегда это говорит о неисправности самих устройств, собака может быть зарыта и в другом. Итак, возможные неисправности:

  • низкое давление в маслосистеме, из-за чего в компенсаторы не поступает достаточно масла, чтобы компенсировать зазоры;
  • износ самой плунжерной пары;
  • клин шарикового клапана компенсатора;
  • заклинивание плунжерной пары;
  • недостаточно масла, и такое бывает;
  • засорены каналы в головке блока, по причине нагара или длительная езда на старом масле.

Как проверить гидрокомпенсаторы?

Как проверить гидрокомпенсаторы на работоспособность?

Справедливости ради отметим, что последние три проблемы из списка могут возникать по вине некачественного масла, заливаемого в систему, так как наличие в нём грязи и прочей гадости засоряет прецизионный механизм гидрокомпенсатора и преждевременно выводит его из строя.

Стук гидрокомпенсаторов. Как проверить гидрокомпенсаторы? — Слушаем!

  1. Прерывистый шум в верхней части двигателя на холостых оборотах. Неисправность: клапан гидрокомпенсатора закрывается негерметично, поэтому не создается должного давления для компенсации теплового зазора;
  2. При прогретом моторе возникает непрерывный отличительный шум, но при повышении оборотов шум стихает. Шум может исходить от нескольких клапанов. Неисправность: Износ — увеличение зазора между плунжером и и плунжерной втулкой, через который уходит масло, не успевая создавать компенсационное давление в гидрокомпенсаторе;

В целом же нормой считается минимум 100-120 тысяч километров пробега двигателя, прежде чем герои нашей статьи умрут естественной смертью, если же это произошло раньше, то причина, как правило, в некачественном масле.

Самая действенная мера по устранению стука, замена на новые.

А чтобы не сталкиваться с этой проблемой, заливайте качественную синтетику и тогда вы вряд ли услышите, как стучат гидрокомпенсаторы.

Коллеги-автолюбители, надеюсь, мы прояснили ситуацию по поводу того гидрокомпенсаторы что это такое и зачем они нужны в моторах машин.

Спасибо за внимание и до новых встреч на страницах моего уютного блога!

Источник

Что такое гидрокомпенсатор? Почему они стучат?

Гидрокомпенсаторы – это устройства использующие давление масла для автоматической регулировки зазоров между клапанами и распределительными валами.

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 (Рис 1).

Кулачек не давит на гидрокомпенсатор. За счет действия пружины 11 и плунжерной пары 3 и 4 происходит перемещение плунжера вместе с телом гидрокомпенсатора, пока вся конструкция не упрется в кулачек распредвала, тем самым убирая зазор. Когда масляный канал гидрокомпенсатора 9 и головки 10 станут на одном уровни, то масло под давлением подается во внутрь компенсатора. Далее через выемку 2 и клапан 8 попадает во внутрь плунжерной пары. Следующим этапом является надавливание кулачка распредвала на компенсатор.

Кулачек давит на гидрокомпенсатор. Внутри плунжерной пары создается давление, которым запирается шариковый клапан 8. Так как у масла маленький коэффициент сжатия, получается, что гидрокомпенсатор выступает как жесткий элемент между распредвалом и клапаном. Получается, что кулачек распредвала давит на компенсатор, а он в свою очередь открывает клапан. В процессе сдавливания гидрокомпенсатора из плунжерной пары через клапан выдавливается небольшое количество масла, прежде чем шарик полностью преградит дорогу маслу. Таким образом, вновь образуется зазор, который при следующем проворачивании распредвала на 180 градусов исчезнет за счет пружины плунжерной пары и новой закачанной в него порции масла. В этом заключается работа гидрокомпенсатора, что, не смотря на температуру двигателя (присутствует или нет тепловое расширение деталей), гидрокомпенсатор всегда подбирает необходимый зазор. На протяжении всего срока службы не требует дополнительных вмешательств и проведения, каких-либо настроек.

Почему гидрокомпенсатор может стучать?

Не каждое возникновение стука должно вызывать панику. Если стук возникает на холодном ходу, а через небольшой промежуток времени исчезает, можно не предпринимать никаких действий. К сожалению, если стук продолжает тревожить даже после того как двигатель успел прогреться, значит, проблема, действительно, существует, и её нужно устранять. Одной из причин тревожного стука является износ клапанов, кулачков распределительного вала, плунжерной пары. Также вызвать стук может некачественное масло, провоцирующее выход из строя гидрокомпенсаторов, а вместе с этим и стук. Если продолжить игнорировать такую техническую проблему, спустя небольшой промежуток времени можно столкнуться с зависанием клапанов, а также с серьёзным сбоем газораспределительного механизма.

Источник

Гидрокомпенсаторы. Что это и почему они стучат

Гидрокомпенсатор, он же гидротолкатель предназначен для автоматической регулировки тепловых зазоров клапанов двигателя. В ходе эксплуатации автомобиля можно слышать постукивание двигателя, говорят это стучат гидрокомпенсаторы. А Вы знаете причины этой неисправности и как с ней бороться?

Для работы гидрокомпенсаторов необходима постоянная подача масла под давлением. Для этого в головке цилиндров имеется канал с обратным шариковым клапаном (он предотвращает слив масла из каналов после остановки двигателя), а также каналы на нижней плоскости корпуса подшипников (они же подводят масло и к шейкам распределительных валов).

Гидрокомпенсаторы весьма чувствительны к качеству масла и его чистоте. При наличии в масле механических примесей возможен быстрый выход из строя плунжерной пары гидрокомпенсатора, что сопровождается повышенным шумом в газораспределительном механизме и интенсивным износом кулачков распределительного вала. Неисправный гидрокомпенсатор ремонту не подлежит, его следует заменить. Если после замены стучат новые гидрокомпенсаторы — это нормально, но только непродолжительное время. Если стук не прекращается — следует определить причину.

Как определить, какой стучит гидрокомпенсатор?

Чтобы проверить гидрокомпенсатор необходимо нажать на него выколоткой из мягкого металла или отверткой (при этом кулачок распредвала должен быть обращен к толкателю «затылком»).

В нормальном состоянии гидротолкатель должен прожиматься со значительным усилием. Если же усилие невелико, гидротолкатель необходимо заменить.

Установите поочередно кулачки распредвала выступами вверх и проверьте наличие зазора между толкателями и кулачками. Утапливая (например, деревянным клином) проверяемый гидротолкатель, сравните скорость его перемещения с остальными. При наличии зазора или повышенной скорости перемещения разберите гидрокомпенсатор и очистите его детали от загрязнений или замените гидрокомпенсатор.

Почему стучат гидрокомпенсаторы .

●Если стучат гидрокомпенсаторы при запуске :

Причина неисправности — вытекание масла из части гидрокомпенсаторов во время длительной стоянки.

Способ устранения — шум, исчезающий спустя несколько секунд после пуска двигателя, не является признаком неисправности, так как из части гидрокомпенсаторов, находившихся под нагрузкой клапанных пружин открытых клапанов (каналы подачи масла остались открытыми), вытекло масло, недостаток которого восполняется в начале работы двигателя.

●Стучат гидрокомпенсаторы на холодную и горячую, шум исчезает при повышении оборотов :

Причина неисправности — повреждение или износ шарика обратного клапана.
Загрязнение механизма гидрокомпенсатора продуктами износа при несвоевременной замене масла или его низком качестве.

Способ устранения — замените гидрокомпенсатор.

Очистите детали механизма от загрязнений. Применяйте масло, рекомендуемое в руководстве по эксплуатации.

●Стучат гидрокомпенсаторы на горячую, стук пропадает после повышения оборотов. На остывшем двигателе проблем нет :

Причина неисправности — перетекание масла через увеличенные вследствие износа зазоры между плунжером и гильзой гидрокомпенсатора.

Способ устранения — замените изношенный гидрокомпенсатор в сборе

●Гидрокомпенсаторы стучат на высоких оборотах, а на малых стука нет :

Причина неисправности — вспенивание при избытке масла (выше верхней метки на щупе) в масляном картере из-за его взбалтывания коленвалом. Попадание воздушно-пенной масляной смеси в гидрокомпенсаторы нарушает их работу.
Засасывание воздуха масляным насосом при чрезмерно низком уровне масла в масляном картере.

Повреждение маслоприемника из-за деформации масляного картера при ударе о дорожное препятствие.

Способ устранения — доведите уровень масла в масляном картере до нормы.
Доведите уровень масла в масляном картере до нормы.
Отремонтируйте или замените дефектные детали.

●Постоянный шум одного или нескольких клапанов, не зависящий от частоты вращения коленчатого вала :

Причина неисправности — возникновение зазора между толкателем и кулачком распредвала из-за повреждения или загрязнения деталей гидрокомпенсатора.

Снимите крышку ГБЦ, установите поочередно кулачки распредвала выступами вверх и проверьте наличие зазора между толкателями и кулачками. Утапливая (например, деревянным клином) проверяемый гидротолкатель, сравните скорость его перемещения с остальными. При наличии зазора или повышенной скорости перемещения разберите гидрокомпенсатор и очистите его детали от загрязнений или замените гидрокомпенсатор.

Заключение

Чаще всего гидрокомпенсаторы стучат из-за недостаточного уровня масла или его низкого качества. Не спешите разбирать двигатель и искать причину, попробуйте просто заменить масло на на рекомендуемое производителем. Еще один вопрос, который волнует многих, это «можно ли ездить если стучат гидрокомпенсаторы?». Ответ: можно.

Понравилась статья?

Ставь лайк и подписывайся на канал !

Так ты будешь получать больше интересной и полезной информации.

Источник

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.

Стук гидрокомпенсаторов: основные причины появления посторнних звуков на холодном двигателе или прогретом моторе. Как найти стучащий ГК без разбора ДВС.

Назначение гидрокомпенсатора. Виды, устройство гидрокомпенсаторов, принципы работы и основные неисправности.

Причины шумов и стуков при работе бензинового двигателя на разных режимах. Детонация, стук гидрокомпенсаторов, неисправности зажигания и другие причины.

Клапана стучат на холодном двигателе или после прогрева мотора: возможные причины стука клапанного механизма. Диагностика неисправности, полезные советы.

Появление стуков на разных режимах работы дизеля. Диагностика неисправностей. Характер стуков кривошипно-шатунного механизма, ГРМ, топливной аппаратуры.

Назначение рокера в конструкции механизма газораспределения. Устройство и особенности коромысла клапана, основные неисправности рокера.

Источник

Стучат гидрокомпенсаторы

Гидрокомпенсатор – узел газораспределительного механизма (ГРМ), обеспечивающий его работоспособность, путем поддержания оптимального зазора между кулачком распредвала (или коромыслом) и своей рабочей поверхностью.

Стук гидрокомпенсаторов говорит о неисправности, устранение которой позволит получать от двигателя полную отдачу.

Он состоит из:

  • корпуса со специальными проточками и отверстиями;
  • плунжерной пары с пружинкой и шариковым клапаном.

Верхний конец стержня клапана автомобиля упирается в дно плунжера. То есть, компенсатор – промежуточное звено между клапаном и кулачком вала ГРМ.

Что там внутри

Регулировка зазора происходит автоматически. Принцип работы гидрокомпенсаторов базируется на ничтожно малом коэффициенте сжатия масла. В момент, когда совпадут отверстия (сделанные специально для пропуска смазки) в головке блока цилиндров и корпусе компенсатора, в него поступит масло. Далее, оно через проточку попадет в верхнюю камеру плунжера, а потом, через открывшийся шариковый клапан, заполнит нижнюю камеру.

Так как, масло подается под давлением, плунжер выдавливается, толкая корпус компенсатора вверх, пока тот не упрется в кулачок. Кулачок вала, проворачиваясь, давит на гидрокомпенсатор, который идет вниз. Отверстия перекрываются, поступление масла прекращается и закрывается шариковый клапан.

Масло обладает свойством несжимаемости, поэтому усилие кулачка вала ГРМ, через гидрокомпенсатор передается на автомобильный клапан. Он открывается. Дальнейший ход кулачка приводит к тому, что пружина клапана толкает его вверх, и он закрывается.

Часть масла может просачиваться через седло шарика плунжера в обратном направлении, увеличивая зазор, но, в следующем цикле, когда отверстия маслопроводов снова совпадут, объем масла пополнится и зазор нормализуется.

Работа ГРМ приводит к выработке поверхности компенсатора, при этом зазор увеличивается. Пополнение объема масла в цикле снова нормализует его. Тепловое расширение деталей тоже влияет на зазор, но и тут гидрокомпенсатор позволяет избавиться от сверхнорматива.

Стук стуку рознь, потому что последствия разные

Чем удобны эти устройства? Тем, что выполняют свои функции, не требуя обслуживания и специального ухода.

О них можно не вспоминать до тех пор, пока не слышен определенный, специфический стук гидрокомпенсаторов.

Причем, он может появляться только при запуске и по мере прогрева исчезать, а может продолжаться все время.

Что происходит, когда стучат гидрокомпенсаторы:

  • прекращается функционирование плунжерной пары;
  • увеличивается динамическая нагрузка на детали и узлы ГРМ;
  • повышается расход горючего;
  • прогорают головки клапанов с последующим повреждением головки блока;
  • возникают шумы в двигателе, затрудняющие общую диагностику;
  • ухудшается разгонная динамика.

Почему стучат гидрокомпенсаторы? Ответов может быть несколько, в зависимости от обстоятельств. Необходимо установить момент, когда начинается стук. Это помогает прояснить ситуацию.

Если слышен стук гидрокомпенсаторов на холодную, то есть, сразу после запуска и продолжается до тех пор, пока мотор не прогреется, то вероятными причинами могут быть следующие:

  1. Клапан плунжера пропускает масло при выключенном двигателе.
  2. Сужение маслопроводящих каналов загрязнителями. В момент пуска масло имеет большую вязкость и не поступает в плунжер, поэтому и стучат гидрокомпенсаторы на холодную. При разогреве вязкость уменьшается и увеличивается его проникающая способность.
  3. Высокая вязкость масла. Стук пропадает по мере увеличения текучести.

Такое явление не очень критично, хотя не стоит оставлять его без внимания. Часто «гидрики» стучат только в момент пуска. Это происходит от того, что при остановке, часть клапанов двигателя замирает в открытом положении и клапан плунжера «стравливает» немного масла.

Не следует причислять эти звуки к признакам неисправности. На холодном двигателе это допустимо. Новые гидрокомпенсаторы, стукнут при пуске, потому что при длительном хранении часть масла может вытечь.

Ну, а если стучат гидрокомпенсаторы на горячую? Хотя вопрос поставлен несколько не корректно. Разберемся, от чего стук появляется при запуске движка и не прекращается по мере прогрева. В этом случае, как и в предыдущем, вероятных причин несколько:

  1. Масло плохого качества изначально или давно не менялось. Стук, чаще всего, прекращается после замены масла.
  2. Неисправность самого гидрокомпенсатора.
  3. Загрязнение масляного фильтра.
  4. Стук гидрокомпенсаторов на горячую возникает, если масляный насос не развивает необходимого давления.

Есть еще одна причина, которая, почему-то, проявляется на Приоре. Стук в компенсаторах появляется после замены масла 5W40 на 0W40.

Принимаем меры

Итак, стучат гидрокомпенсаторы, что делать? Не паниковать. Подобное явление еще не доводило автомобиль до исключения из перевозочного процесса.

Функционирование этой важной детали непосредственно связано с системой смазки. Если застучали гидрокомпенсаторы, вероятность того, что масло утратило первоначальные характеристики, достаточно велика.

Не стоит сразу думать о разборке мотора. Первым делом, чтобы устранить стук, меняют масло и фильтр. После замены, при пуске не вздрагивайте от стука гидрокомпенсаторов, в процессе слива масла, оно уйдет и из них, а наполнятся плунжеры, когда запустился масленый насос.

Если это не помогло, то необходимо выяснить, какой гидрокомпенсатор стучит. Возникает вопрос, как определить тот, который необходимо менять? К примеру, у ВАЗ 2112 16 клапанов, как узнать, какой не функционирует?

Для этого необходимо поставить кулачок распредвала (коромысло) так, чтобы он не мешал и попробовать выколоткой надавить на компенсатор. Исправный продавится если приложено значительное усилие, неисправный уйдет вниз легко. Его необходимо убирать.

Как проверить гидрокомпенсаторы без разборки? Неисправный можно выявить и на работающем двигателе.

Место его установки определяется при помощи фонендоскопа. Некоторые умельцы делают приспособление, используя металлический стержень и резонатор из алюминиевой банки. Опытные мотористы обнаруживают просто на слух. Далее, устраняется причина стука гидрокомпенсаторов.

После обнаружения неисправных деталей, некоторые автовладельцы снимают их, с целью убрать загрязнители из плунжера путем разборки и промывки. Другие идут на их удаление и замену. Часто, после этих манипуляций удается устранить стук лишь на некоторое время.

Разбор и анализ периодичности ремонта этих узлов подсказывает, что их износ и условия эксплуатации, примерно одинаковы, а значит и состояние тоже. Поэтому рекомендуется менять гидрокомпенсаторы комплектом.

Мне нравится2Не нравится

Гидрокомпенсатор

В двигателях внутреннего сгорания раннего периода развития автомобильной промышленности проблему изменения зазоров, увеличившихся из-за износа клапанов, решали путем регулировки клапанного механизма. Специально обученный механик каждые 10 000 километров пробега (а по мере износа деталей — и чаще), вскрывал двигатель и углублялся в регулировку клапанного механизма. Эта трудоемкая процедура требует определенных навыков и квалификации, а также специализированных инструментов, которые, кстати, выглядят довольно необычно.

Первые гидрокомпенсаторы появились в двигателе Cadillac — автомобиля, на котором были опробованы все инновации, которые позже копировал весь мир

В процессе развития автопрома было изобретено устройство, поддерживающее зазор клапана на постоянном уровне по мере накопления износа в газораспределительном механизме. Это устройство, состоящее из подпружиненных толкателей, обладающих способностью выдвигаться по мере увеличения зазора, называется гидрокомпенсатором.

История создания гидрокомпенсатора

Впервые двигатель с гидрокомпенсаторами появился в автомобиле Cadillac Model 452 1930 года с двигателем V16. Однако в те времена о простоте обслуживания двигателей еще не думали, поэтому настоящая мода на гидрокомпенсаторы началась позже, в 80-е годы, когда японские производители бросились наперебой завоевывать рынок США. Устройство отлично зарекомендовало себя, но в последние годы производители понемногу начали отказываться от его применения. Делать это их заставляют современные тенденции в экономике — установка гидрокомпенсаторов усложняет двигатель и увеличивает его себестоимость. Иными словами — надежность двигателей, которую ставили во главу угла японские производители в конце двадцатого века, перестала быть определяющим фактором. Двигатели с регулируемым зазором работают несколько более шумно и требуют периодической настройки, но такая схема проще, а значит, дешевле. В современной схеме бизнеса дилеров, основанной на продаже автомобилей с длительной гарантией на основные узлы надежность не имеет определяющего значения, так как за его работой пристально следят специалисты авторизованных техцентров, в которых покупатель обязан обслуживаться в течение гарантийного периода.

Виды гидрокомпенсаторов

В зависимости от конструкции ГРМ, гидрокомпенсаторы делятся на четыре вида:

  • гидротолкатели;
  • роликовые гидротолкатели;
  • гидроопоры;
  • гидроопоры, устанавливаемые в рычаги или коромысла.

Невзирая на конструктивные отличия, назначение и принцип действия этих узлов одинаковы. Они предназначены для компенсирования тепловых зазоров между толкателями клапанов и распределительным валом ГРМ механизма.

В качестве рабочей жидкости в гидрокомпенсаторах используется моторное масло.                                             

Устройство гидрокомпенсаторов

Суть работы гидрокомпенсаторов заключается в том, что они автоматически изменяют свою длину на величину, равную тепловому зазору.

Перемещение деталей гидрокомпенсатора относительно друг друга происходит под воздействием поступающего масла и встроенных пружин.

Конструктивно гидрокомпенсатор состоит из корпуса и подвижной плунжерной пары. Она, в свою очередь, состоит из втулки, пружины и шарикового клапана. Корпусом гидротолкателей могут служить цилиндрические толкатели, часть ГБЦ или элементы рычагов клапанных приводов.

Основной частью гидокомпенсатора является плунжерная пара. Величина зазора между плунжером и втулкой составляет 5-8 микрон. Это позволяет сохранять герметичность компенсатора, а его деталям свободно перемещаться в нем относительно друг друга.

Отверстие, расположенное в нижней части плунжера, закрывается шариковым обратным клапаном. Между плунжером и втулкой устанавливается жесткая пружина.

В момент, когда кулачок распределительного вала располагается тыльной стороной к толкателю, между валом и корпусом образуется тепловой зазор.

Масло поступает в плунжер через специальный канал. При этом под действием пружины плунжер поднимается и компенсирует зазор. Одновременно с этим масло попадает через шариковый клапан в полость под плунжером. При поворачивании вала кулачок надавливает на толкатель, опуская его вниз. При этом обратный клапан закрывается. Плунжерная пара, действуя как жесткий элемент, передает усилие на клапан. В зазор между плунжером и втулкой выдавливается незначительное количество масла. Поступления из системы смазки компенсируют образовавшуюся утечку.

Гидрокомпенсатор может износиться до такой степени, что его заклинит в выдвинутом положении, и клапан перестанет закрываться

Нагревание деталей, вызываемое работой двигателя, приводит к изменению длины компенсатора. За счет поступления дополнительного количества маслаи  происходит изменение объема и автоматическая компенсация зазора.                                                    

Характерные неисправности гидрокомпенсаторов

Как у любого механизма, у гидрокомпенсатора есть изъяны. Один из них — необходимость более тщательного выбора масла и масляных фильтров. Изменение зазоров разрушительно сказывается на самих гидрокомпенсаторах — увеличение зазора влечет за собой утечку масла и потерю жесткости. В случае, если процесс зашел далеко, при работе двигателя под клапанной крышкой возникает характерный стрекочущий негромкий стук. Избавиться на время от этого звука можно, использовав масло с большим коэффициентом вязкости. Кстати, именно так поступают нерадивые продавцы б/у автомобилей, стараясь замаскировать недостатки товара. Если в ответ на вопрос о том, какое масло залито в двигателе на данный момент, вы услышали характеристики явно слишком вязкого для данной марки автомобиля масла, это повод задуматься.

Бывает, что клапан с изношенным гидрокомпенсатором заклинивает в открытом состоянии. Если вследствие этого возникает большой зазор – возрастают ударные нагрузки, повышается износ деталей, появляется резкий стук при работе двигателя. Если клапан выпускной, он может быстро прогореть из-за постоянно увеличенного зазора. И наоборот, при «зажатых», то есть не открывающихся до конца, клапанах увеличивается нагрузка на распределительный вал, возрастает износ деталей, падает мощность двигателя, возникают хлопки в выхлопном тракте.

Стучат гидрокомпенсаторы на холодную, на горячую

Почему стучат гидрокомпенсаторы, причины появления стука на холодном и горячем моторе, мы расскажем обо всем этом в этой статье, а также о принципе работы гидрокомпенсаторов. Появление гидрокомпенсаторов стало прорывом в двигателестроении, потому что позволило создавать моторы, не требующие обслуживания каждые 10 тысяч километров. Ведь теперь зазоры между кулачками распределительного вала (распредвала) и толкателями клапанов регулировались автоматически, причем с учетом температуры двигателя.

Принцип работы гидрокомпенсаторов

Масляная система двигателя подает масло в гидрокомпенсаторы, благодаря чему последние увеличиваются по высоте до тех пор, пока не достигнут распредвала. Вне зависимости от износа клапанов, масло эффективно прижимает верхнюю часть клапана к кулачку.

 

Это происходит благодаря наличию в гидрокомпенсаторе гидравлической камеры и плунжера с клапаном и пружиной. Поступая в гидрокомпенсатор через маленькое отверстие, масло наполняет камеру, благодаря чему верхняя часть приподнимается относительно нижней до прикосновения к распредвалу двигателя. Затем кулачок нажимает на гидрокомпенсатор и масло продавливает нижнюю часть, открывая соответствующий клапан.

 

Когда кулачок перестает давить на верхнюю часть гидрокомпенсатора, клапан в его составе открывается, выливая масло в маслоприемный канал, а клапан двигателя закрывается. Затем поступающая по масляной системе жидкость снова наполняет полость и прижимает верхнюю часть гидрокомпенсатора к распредвалу. Все это позволяет компенсировать влияние теплового расширения, являющегося основной причиной стука обычных клапанов «на холодную».

Почему стучит гидрокомпенсатор

Стучать гидрокомпенсатор начинает из-за того, что между его крышкой и кулачком распредвала появляется зазор. Когда кулачок, опускаясь, касается поверхности гидрокомпенсатора, это происходит не плавно, а резко, ударом, что и становится источником стука. Причины этого явления различны. Вот список наиболее частых причин:

 

  • сильное загрязнение масляного фильтра;
  • неподходящее (слишком вязкое или наоборот, слишком жидкое) масло;
  • выработанное или испорченное продуктами горения и трения масло;
  • засорение масляного канала головки блока цилиндров;
  • засор плунжеров или клапана грязью из масла; зависший шарик клапана.

Когда масляный фильтр сильно загрязнен, падает давление в масляной системе. Это приводит к недостаточному наполнению гидрокомпенсатора маслом и появлению зазора между его крышкой и распредвалом. Ведь скорость наполнения гидрокомпенсатора маслом напрямую зависит от скорости вращения коленчатого вала. Чем выше обороты двигателя, тем больше давление масла и быстрей наполнение камеры гидрокомпенсатора. Появление стука на определенных оборотах может говорить о несоответствии масла двигателю. Если оно излишне вязкое, то не успеет наполнить камеру гидрокомпенсатора до подхода кулачка, если же вязкости недостаточно, то давление масла будет меньше необходимого и камера снова не успеет заполниться.

Если масло вовремя не заменили, причем с учетом фактического состояния двигателя, а не регламента из сервисной книжки, то в нем увеличивается содержание сажи, металлической пыли и стружки. Все эти вещества, попадая внутрь камеры гидрокомпенсатора, ухудшают работу плунжера и клапана, из-за чего камера либо не заполняется, либо теряет масло через неплотный клапан. Еще одна причина, приводящая к появлению стука гидрокомпенсаторов – забитый масляный канал. Это особенно актуально для изношенных двигателей, ведь у них пробег до замены масла в несколько раз меньше, чем у новых моторов. Это вызвано как большим объемом газов, прорывающихся из камеры сгорания в картер, так и задирами на трущихся поверхностях, которые наполняют масло металлической пылью и стружкой.

Как установить причину стука гидриков

 

Самостоятельно установить причину стука достаточно сложно.

  • Во-первых, необходимо определить, какой из гидрокомпенсаторов стучит;
  • Во-вторых, проверить его работу на специальном стенде.

Если стенд покажет, что проблема не в нем, то необходимо будет искать причину в двигателе. К тому же, для многих современных машин стук гидрокомпенсаторов на холодную является нормальным. Ведь холодное масло обладает огромной вязкостью и не успевает заполнять камеру гидрокомпенсатора, но через 30–50 секунд, когда масло хоть немного согреется, стук исчезает. Если же стук не исчезает через минуту, то необходимо искать его причину. Для большинства машин в порядке вещей стук на холодную в течение 5–15 секунд. Ведь масло из камер гидрокомпенсаторов вытекло, а новое холодное масло с трудом проходит через каналы и жиклеры.

Если же обратиться в мастерскую нет возможности, а установить причину стука гидрокомпенсаторов необходимо, то в первую очередь проверьте цвет и запах масла. Если оно очень темное или черное, с пузырями, белой пеной или пахнет гарью, необходимо не только сменить его, но и 2–3 раза промыть двигатель с помощью специального промывочного масла. Если в масле белая пена, то необходимо проверить двигатель на утечку охлаждающей жидкости. Ведь белую пену (эмульсию) образуют вода, тосол и антифриз, попавшие в масло.

Помните, что во время промывки нельзя не только давать нагрузку двигателю, но даже увеличивать обороты. После промывки и установки нового масляного фильтра залейте масло, которое указано в инструкции к автомобилю и заведите двигатель. Даже если масло нормального цвета и не пахнет гарью, найдите канистру от него и сравните данные, указанные на наклейке с описанными в руководстве по обслуживанию машины.

Если стук исчез, значит, проблема была в масле или грязной масляной системе. Если же стук не исчез, снимите все гидрокомпенсаторы и уложите их по порядку, чтобы не перепутать в процессе установки. Разбирайте и промывайте каждый компенсатор, проверяйте работу жиклеров и клапанов, затем устанавливайте на двигатель. Если и это не помогло, то измерьте давление масла на холодном и горячем двигателе и сравните с рекомендованными значениями для вашего мотора. Если у вас нет данных о правильном давлении масла, вы не знаете где их взять, или как измерить давление масла, то не усугубляйте ситуацию неумелым вмешательством и направляйтесь в автосервис.

Что такое гидрокомпенсаторы

Если Вы и не слышали о гидрокомпенсаторах, то о периодической необходимости регулировки клапанов, думаю, слышал практически каждый, даже, не автовладелец. Так, для чего — же нужны, эти, называемые в народе «гидриками», маленькие детальки?

Представьте – Вы покупаете новую Десятку. И какую машину Вы выберите; — 16-ати (оснащенную гидриками), или — же 8-ми клапанную ( без гидрокомпенсаторов)? Если Вы мастеровой автолюбитель, возможно, поддавшись простоте двигателя, Вы выберите именно 8-ми клапанную Десятку. Необходимость регулировки клапанов раз в 5 000 и даже раз в 2 000км, Вас нисколько не смутит — ведь это, всего — лишь приятное времяпровождение. Но приятное оно лишь для человека, знающего это дело, а для обычного водителя, который купил машину только чтобы ездить, а не возится с ней, это означает визит на СТО и соответственно растраты.

  • Что — же такое гидрокомпенсатор

Представить гидрокомпенсатор двигателя довольно просто. Вот представьте два, металлических цилиндрика. Где маленький вставлен в более крупный, а в крупном предусмотрено небольшое отверстие, через которое он наполняется маслом. Моторное масло, подающееся в большой цилиндрик под давлением, выталкивает из большого цилиндрика — маленький. Таким образом, грубо говоря, — гидрик обеспечивает жесткую связь, между распределительным валом и рокерами. Если же гидриков нет, зазор между рокером и распредвалом регулируется вручную, и иногда он сбивается.

На самом деле, гидрокомпенсатор — это как натяжитель цепи в миниатюре. Принцип одинаков — в обоих случаях основан на подачи масла под давлением.

  • Сколько служат гидрокомпенсаторы

Если посмотреть на гидрокомпенсаторы, старых, 20-ати летних БМВ. Вы заметите, что почти все они, а возможно и абсолютно все, — родные. Это потому, что сам принцип работы, этих, маленьких деталек, довольно прост. Но! — это механизм, качество работы которого, напрямую зависит от качества масла в двигателе. Если двигатель Вашего автомобиля оснащен гидрокомпенсаторами, — тогда интервалы замены масла лучше не растягивать. Дело в том, что из — за грязного масла, на рабочей поверхности гидриков, может образовываться налет. А так — как это весьма маленькая деталька, для ухудшения ее рабочих характеристик достаточно и небольшого налета. Вот из — за такого, незначительного налета, гидрик может не высовываться на столько, на сколько это требуется. При этом, водитель старенького, оснащенного гидриками автомобиля, будет слышать цокот, аналогичное тому, что появляется при больших зазорах между рокером и распредвалом. Этот, неприятный звук, ведет к потере мощности и крутящего момента.

Но, если автомобиль с гидрокомпенсаторами достался рукастому автолюбителю. Он наверняка, в течении дня, или может — быть, двух. Обязательно решит данную проблему. Для этого понадобится снять «постель» , вытащить гидрокомпенсаторы, разобрать их, и промыть в щелочной кислоте. После промывки и сборки, Вы заметите — цокот ушел, а машина стала тянуть лучше с любых оборотов.

  • Так нужны — ли гидрокомпенсаторы?

Это сложный вопрос, но очевидно, что эти, маленькие детальки, нужны человеку который покупает новую машину и сам не намерен заниматься ее ремонтом и обслуживанием. А вот среди рукастых мастеров, найдутся и поклонники и противники гидриков. Заметьте; — даже на простейший, классический Восьмиклоп, устанавливаемый на Шниву, были добавлены гидрокомпенсаторы. Если владелец такого авто не будет жестко затягивать с заменой масла, — это реально полезное усовершенствование.

Еще один яркий пример, когда гидрики применялись ради уменьшения работ по обслуживанию силового агрегата, можно заметить в двигателе Mercedes, серии М103. Где рядом с цепью, и всего двумя клапанами на цилиндр, были применены гидрокомпенсаторы. Очевидно, — в Мерседес хотели сделать машину, которая бы по максимуму, не нуждалась в обслуживании.

А вот покупать старую, оснащенную гидриками машину, человеку для которого авто — лишь средство передвижения, я бы не советовал. Потому — как, операция по чистке гидрокомпенсаторов требует большого объема предварительной работы. Сама чистка длится долго, ведь даже на самой обычной, шестнадцатиклапанной Четверке, гидриков будет 16-ать. А на шестицилиндровых машинах их уже — 24 ( там где по 4 клапана на цилиндр).

Поэтому, если Вам присмотрелась старенькая, но вроде как ухоженная, живая машина с гидриками, — хотя — бы послушайте двигатель. Не цокотит ли он?

При правильном обслуживании и эксплуатации двигателя, и обязательно при соблюдении интервалов замены масла, гидрики — это реально полезное усовершенствование. Но на старом, запущенном двигателе, данное усовершенствование способно создать множество проблем, неопытному автолюбителю. Это особенно печально, когда человек не только не разбирается в авто, но еще и не слишком хорошо зарабатывает, ведь операция по воскрешению гидриков не так дешево стоят. К тому — же, на СТО часто предлагают установку новых деталей ( чтобы не возится с чисткой старых гидриков). Теперь прикиньте, — один гидрик стоит 12-ать долларов, но что если на Вашей машине их 24?

Хотите старую, но изначально классную машину? — тогда в технической части разбирайтесь сами.

Отличие толкателя клапана с гидрокомпенсатором от обычного толкателя

Автор: Евгений Живоглядов.
Дата публикации: .
Категория: Автотехника.

В современных автомобильных двигателях для открытия клапанов газораспределительного механизма (ГРМ) применяют две основные разновидности толкателей: механические и с гидрокомпенсацией (в народе их называют просто «гидрики»). И те и другие, имеют как свои достоинства, так и недостатки. В краткой обзорной статье мы попробуем разобраться в их принципиальных отличиях. А также, что лучше при повседневной эксплуатации транспортного средства – гидрокомпенсатор или обычный механический толкатель. Причем чтобы проще было сравнивать будем рассматривать обе разновидности (обычную и гидравлическую) одной геометрической формы, а именно, в виде стаканчика (так называемой шляпкообразной).

Тепловой зазор и принцип работы механического толкателя

Напомним вкратце, как работает газораспределительный механизм (ГРМ) двигателя автомобиля. При вращении распредвала происходит его «наезд» (если быть точнее, то выступающей частью, которую называют кулачком) на поверхность толкателя, опирающегося на шток клапана. В этот момент происходит открытие последнего. Когда кулачок перестает «контактировать» с толкателем, возвратная пружина закрывает клапан. Казалось бы все просто. Но, по мере прогрева мотора все металлические элементы конструкции расширяются. Это известно всем еще из школьного курса физики. В двигателях, оборудованных обычными механическими толкателями, изначально для компенсации температурного расширения элементов предусмотрен определенный зазор. По мере прогрева он уменьшается, и мотор начинает уверенно выдавать все заявленные производителем характеристики. Если бы этого не было сделано, то в прогретом двигателе расширенные элементы ГРМ в лучшем случае испытывали бы повышенные нагрузки (что привело бы к их преждевременному износу), в худшем – их просто бы заклинило.

Достоинства и недостатки механического толкателя

К несомненным достоинствам обычных толкателей стоит отнести:

  • Простоту конструкции, и, как следствие, невысокую стоимость.
  • «Нетребовательность» к качеству масла (нагар и отложения не влияют на их работу) и периодичности его замены (как правило, через каждые 15000 км пробега).

Самым главным недостатком простой и достаточно надежной конструкции механического толкателя является необходимость периодической ручной регулировки величины теплового зазора (такую процедуру у современных транспортных средств приходится производить не так уж часто – через каждые 80000÷100000 км пробега). Как это делают? Сначала производят замер величины зазора с помощью специальных щупов. Затем подбирают регулировочную шайбу (если она есть, как например, во многих двигателях семейства переднеприводных автомобилей ВАЗ) необходимой толщины. Но, не всегда это возможно сделать. У многих иномарок приходится менять толкатель на новый, так как регулировочная шайба в их конструкции просто не предусмотрена.

Кратко об устройстве и принципе работы гидрокомпенсатора

По внешнему виду гидрокомпенсатор мало чем отличается от обычного механического толкателя. Не будем подробно расписывать внутреннее технологическое устройство «гидрика». Отметим только, что на его корпусе имеется специальная канавка и отверстие для подачи внутрь масла, а в самой головке блока цилиндров обустроены специальные каналы.

Принцип работы гидрокомпенсатора в кратком изложении:

  • При заглушенном двигателе давление масла отсутствует. А между распредвалом и «крышкой» гидрокомпенсатора имеется определенный зазор.
  • После запуска мотора масло под давлением заполняет внутренний объем корпуса. Гидрокомпенсатор поднимается вверх, и зазор автоматически «выбирается» (то есть, он отсутствует).
  • Заполненный несжимаемым маслом (именно такие сорта применяют в современных двигателях) гидрокомпенсатор приобретает достаточную «жесткость», чтобы без потерь передавать механическое усилие и открывать клапан (при «наезде» кулачка распредвала на верхнюю поверхность «гидрика»).
  • Далее выступающая часть распределительного вала перестает «контактировать» со «шляпкой» гидротолкателя. Клапан закрывается под действием возвратной пружины.

На заметку! При вращении распредвала отверстие в корпусе гидрокомпенсатора циклически проходит мимо масляного канала блока цилиндров. При этом происходит выравнивание давления смазывающей жидкости снаружи (то есть в самом двигателе) и внутри корпуса «гидрика». В результате происходит постоянный контакт поверхностей распредвала и толкателя.

Плюсы и минусы толкателей с гидрокомпенсацией

Гидрокомпенсаторы обладают целым рядом неоспоримых достоинств (по сравнению со стандартными механическими толкателями):

  • После запуска двигателя тепловой зазор между распредвалом и поверхностью толкателя «выбирается» автоматически. То есть, полностью отпадает необходимость его регулировки ручным способом.
  • Максимальный прижим «шляпки» гидрокомпенсатора к поверхности распредвала осуществляется независимо от температуры двигателя. Это позволяет достичь стабильной «жизнедеятельности» мотора во всем рабочем диапазоне оборотов.
  • Более четкая работа клапанов приводит к ощутимой экономии топлива.
  • Сам двигатель работает значительно тише, по сравнению с аналогами, оборудованными механическими толкателями.
  • Долговечность. Как правило, гидрокомпенсаторы от проверенных временем производителей (при правильной эксплуатации транспортного средства) рассчитаны на весь «жизненный срок» самого двигателя.
  • Меньший износ всех деталей ГРМ.

Почему же не все автопроизводители спешат перейти к таким удобным в эксплуатации автоматическим приспособлениям регулировки зазора? Да потому, что как любые технические приспособления, они обладают рядом недостатков:

  • Сложность конструкции, как самого толкателя, так и головки блока цилиндров, в которой необходимо обустраивать специальные каналы и отверстия для подачи масла в корпус гидрокомпенсатора.
  • Это в свою очередь приводит к значительному удорожанию изделия (в разы по сравнению с механическим «оппонентом») и двигателя, и, как следствие, всего автомобиля в целом.
  • Возрастание эксплуатационных расходов. Для бесперебойной и долгосрочной эксплуатации необходимо применять только высококачественные сорта полусинтетических или синтетических масел. К тому же его замену лучше производить не реже чем каждые 10000 км. А при эксплуатации в мегаполисах (с постоянными простоями в пробках и «на светофорах») лучше сократить периодичность до 7000÷8000 км. Это предотвратит забивание каналов и отверстий подачи масла, как в головке блока, так и в корпусе самого гидрокомпенсатора.

  • Повышенные требования к производительности масляного насоса. Дополнительная мощность этого узла необходима для создания нужного давления для «закачки» масла внутрь корпуса гидрокомпенсаторов.
  • Не ремонтопригодность. При выходе из строя изделие подлежит замене на новое. Гидрокомпесаторы от некоторых производителей служат «верой и правдой» не более 100000÷150000 км пробега. Это вполне соизмеримо с частотой регулировки зазора механических толкателей. Однако заменить «гидрики» значительно дороже, чем выставить необходимые зазоры (особенно, если для этого можно применять регулировочные шайбы).

В заключении

Количество приверженцев гидрокомпенсаторов приблизительно равно числу «упорных» почитателей обычных механических толкателей. Кто-то при тюнинге своего автомобиля меняет «механику» на «гидрики». Кто-то (с точностью до наоборот) устанавливает в мотор «стаканчики» с регулировочными шайбами (вместо штатных гидротолкателей). Наш совет: регулярно меняйте масло и проводите все предусмотренные производителем профилактические мероприятия, и ваш двигатель прослужит долго, независимо от того какой способ открытия клапанов (механический или гидравлический) применен инженерами при проектировании конкретного автомобиля.

Важность компенсации давления

Когда я был падаваном, изучавшим гидравлику, мне было трудно понять концепцию компенсации давления. Частично мои затруднения были также результатом того, что мне было трудно понять перепад давления, который тесно связан с компенсацией давления.

Для общей компенсации давления он описывает компонент, который изменяет проходное сечение для поддержания потока независимо от перепада давления. Наиболее распространенным компонентом с такой возможностью является регулятор расхода с компенсацией давления.

В регуляторе расхода с компенсацией давления гидростат встроен в клапан, который является компонентом, измеряющим падение давления на измерительной части регулятора расхода. Это может быть игольчатый клапан или другое регулируемое отверстие. Гидростат измеряет давление до и после отверстия и поддерживает установленный перепад.

Понимая падение давления, вы знаете, как связаны между собой давление на входе и выходе. Например, если у вас есть 10 галлонов в минуту, поступающих в одно из двух идентичных фиксированных отверстий, соединенных параллельно, то с более низким давлением на выходе будет тот, который будет течь больше.Падение давления — это энергия, используемая (или потраченная впустую) для проталкивания жидкости через сужение, и чем выше падение давления, тем выше расход. Если давление на входе составляет 3000 фунтов на квадратный дюйм, а давление на выходе составляет 500 фунтов на квадратный дюйм, в этом примере будет протекать больше, чем если бы давление на выходе составляло 2900 фунтов на квадратный дюйм во втором отверстии.

В моих двух примерах одно отверстие имеет перепад давления 2500 фунтов на квадратный дюйм для создания потока, а другое отверстие имеет перепад давления всего от 100 фунтов на квадратный дюйм для создания потока, что едва допускает струйку.Добавление гидростата (компенсатора давления) к обоим этим отверстиям обеспечит постоянный поток в зависимости от настройки или размера отверстия, а не входного давления регулятора потока.

Компенсатор на иллюстрации показывает, как измеряется давление перед дросселем (в данном случае внутри гидростата), а затем после дросселя. Разница между двумя измеренными точками представляет собой перепад давления, и компенсатор будет пытаться поддерживать определенный перепад давления в зависимости от силы пружины, удерживающей компенсатор в открытом положении.

По мере увеличения перепада давления гидравлическое давление на левой стороне гидростата начинает закрывать гидростат, уменьшая поток, доступный для регулируемого отверстия, что снижает как перепад давления, так и расход на отверстии.

Если давление после отверстия увеличивается (скажем, из-за нагрузки), то падение давления уменьшается, а вместе с ним и расход. Но затем гидравлическое давление, подаваемое на гидростат после отверстия, толкает гидростат еще больше, что увеличивает поток к отверстию.Это еще раз увеличивает падение давления, что увеличивает расход.

Гидростат уравновешивает постоянно более высокий и более низкий перепад давления, помогая диафрагме поддерживать точный перепад давления независимо от давления, вызванного нагрузкой. Расход останется функцией перепада давления, создаваемого давлением пружины гидростата, и не будет изменяться в зависимости от непостоянства давления на входе и выходе.

Это простой пример компенсации давления, но он показывает, насколько важно понимать падение давления.Понимание перепада давления, вероятно, является наиболее важным фундаментальным знанием, необходимым для освоения гидравлики, поэтому, если вы новичок в гидравлике, вам следует проводить большую часть своего времени именно здесь.

Понимание разгрузочного компенсатора | Мощность и движение

В прошлогоднем выпуске «Motion Control» было показано, как разгрузочный компенсатор используется с насосом постоянной производительности для имитации насоса переменной производительности с измерением нагрузки, несмотря на неэффективность. Он также показал, как регуляторы потока с компенсацией снижения давления в каждой секции блока клапанов обеспечивают независимое управление потоком для каждой из нескольких нагрузок.Эти примеры представляют полезную стратегию проектирования гидравлической схемы. Возможно, что более важно, они создают системы управления, которые сокращают объем обучения операторов, необходимого для развития продуктивных навыков.

Рис. 1. Сочетание аналитической схемы, схемы в разрезе и символов ISO иллюстрирует систему разгрузки, которая была уменьшена до минимальной формы без ущерба для основных функций.

Однако они не являются идеальными системами.Они лучше, чем более простые схемы, но некоторые характеристики могут значительно отклоняться от идеала. Цель этого месяца — объяснить работу компенсатора разгрузки, чтобы уменьшить количество неожиданностей в приложении и помочь обеспечить правильный выбор размеров и компонентов. Также будет некоторое обсуждение математического моделирования этих клапанов, потому что все графики были созданы с использованием моделей, а не фактических данных испытаний.

Закладка фундамента
На рис. 1 показана комбинированная аналитическая схема, схема в разрезе и символика ISO для системы разгрузки, которая была уменьшена до минимальной формы без ущерба для основных функций.Рисунок достаточен как для объяснения обычной процедуры лабораторных испытаний, так и для разработки математической модели.

Напомним, что целью конструкции разгрузочного устройства является поддержание постоянного перепада давления на измерительном отверстии, K VPL , приводном участке соответствующего 4-ходового распределителя. Таким образом, на рисунке 1 мы видим, что линия измерения нагрузки и линия измерения давления подачи соединяются с двумя концами золотника компенсатора, так что сам золотник воспринимает перепад давления на K VPL .

Утверждалось, что если перепад давления поддерживается постоянным на данном отверстии измерительной диафрагмы, то и расход через него должен быть постоянным. Кроме того, если дозирующее отверстие является переменным, как в случае 4-ходового золотника, количество потока регулируется оператором просто путем изменения величины смещения золотника.

Однако перепад давления на измерительном отверстии не является постоянным. Оно значительно варьируется из-за изменения 4-ходового золотника, давления нагрузки и подачи.В результате расход не является постоянным для заданной 4-ходовой настройки, в то время как нагрузка и давление подачи изменяются. Фактическое тестирование показывает степень изменения потока. Хорошо разработанные математические модели также предсказывают изменчивость и дают представление о причинах.

Диаграмма свободного тела на рис. 2 используется для суммирования всех сил, которые существенно влияют на движение и положение золотника компенсатора. При создании геометрических моделей вещей необходимо установить систему координат, определяющую, где находится ноль.Для катушки, к счастью, это одномерная система, и нужно задать только точку x = 0. Он расположен в точке, где золотник компенсатора только начинает открываться, и положителен в направлении открытия.

Область, образующаяся в результате открытия золотника компенсатора, обычно называется «зоной занавеса». Это поток через измерительную площадку золотника компенсатора, который движется радиально через цилиндрическую геометрию в кольцевое отверстие, проходя золотник компенсатора.Площадь потока этой завесы приблизительно равна окружной площади цилиндра, образованного отверстием катушки.

Влияние сил течения
В большинстве клапанов — мгновенный клапан не является исключением — сила потока действует, чтобы закрыть клапан. Это может быть не интуитивно понятно, но это правда, проверенная годами на реальных данных испытаний. В разгрузочном клапане это означает, что сила потока действует в том же направлении, что и смещающая пружина. Поэтому некоторые наблюдатели заявили, что он действует как нелинейная пружина, которая помогает пружине смещения.Другими словами, сила потока делает пружину смещения более жесткой. На самом деле это хорошо, но это также объясняет некоторые менее интуитивно понятные действия клапана в приложении.

Существует также проблема с углом потока , который представляет собой угол, который образует поток, когда он ускоряется за счет ограничения, обеспечиваемого частично открытым отверстием компенсатора. Некоторые разработчики моделей клапанов используют простую традиционную интерпретацию, согласно которой угол потока всегда равен 69°, независимо от степени открытия клапана.В своем классическом тексте «Гидравлические системы управления », опубликованном John Wiley & Sons, Inc., Герберт Э. Мерритт утверждает, что угол потока изменяется от 21° до 69° по мере того, как золотник увеличивает свое открытие от нуля до максимума. Кроме того, угол потока увеличивается примерно экспоненциально. На скорость изменения в значительной степени влияет зазор между катушкой и отверстием, который, в свою очередь, зависит от производственных допусков. Таким образом, скорость изменения варьируется от образца клапана к образцу клапана.Таким образом, сила потока является чем-то вроде случайной, неизвестной величины, за исключением случаев, когда зазоры были специально измерены.

Рисунок 2. Эта диаграмма свободного тела суммирует все силы, которые существенно влияют на движение и положение золотника клапана.

У меня есть фактические собственные данные испытаний набора сервоклапанов, показывающие, что угол потока изменяется более или менее линейно от примерно 40° до примерно 80°.Я использовал как экспоненциальные, так и линейные вариации в нескольких попытках моделирования, и есть измеримая разница, но, возможно, временами не очень значительная. Лично я подозреваю, что вариации силы потока более сложны, чем в настоящее время понимают различные эксперты по моделированию.

Изменение угла потока, вероятно, будет сложной функцией геометрии золотника и геометрии входа и выхода неподвижных частей корпуса. Это было подтверждено некоторыми изобретателями, которым удалось создать геометрические узоры, способные свести на нет силу потока.

Моделирование угла потока
Я решил использовать вариацию модели Мерритта (что изменение угла потока является экспоненциальным) в компьютерном моделировании. Однако моделирование не зависит от знания внутренних зазоров клапана. Он использует экспоненциальное изменение угла в диапазоне от 450° до 700°. По словам Мерритта, движение шпули, необходимое для достижения предельного угла 69°, зависит от зазора между шпулей и отверстием. Чем больше радиальный зазор, тем дальше должна открыться посадочная площадка золотника, прежде чем она достигнет конечного угла 69°.

Мой подход к компьютерной программе заключается в том, что пользователь вводит процент хода золотника, необходимый для достижения запрограммированного конечного угла 70°. Таким образом, пользователю не нужно иметь специальных знаний о зазорах.

Чтобы исследовать случайность нарастания допусков, безопасным методом является моделирование с диапазоном значений таких вероятностных параметров, как зазор между золотником и отверстием. В конце концов, сила потока и то, как она изменяется, действительно влияют на производительность клапана, то есть на способность поддерживать постоянный поток нагрузки.Более того, маловероятно, что наши модели силы потока являются чем-то более точным, чем разумные приближения к реальности. Если клапан существует как аппаратное обеспечение, предусмотрительный модельер всегда подгонит модель под фактические результаты испытаний. Если нет, мы используем лучшие теории под рукой.

Однако это не означает, что модели не имеют ценности. По моему опыту, учета сил потока с разумными вариациями будет достаточно для проектирования и изготовления прототипа клапана, близкого к окончательным размерам.После тестирования вероятны некоторые изменения в проекте, но согласование окончательного проекта может быть достигнуто гораздо быстрее после проведения моделирования, чем если бы все «что, если» было сделано в лаборатории. Характеристики пружины и диаметр катушки — это два инженерных параметра, которые очень хорошо подходят для модельного анализа.

Рисунок 3. Эти смоделированные результаты показывают, насколько хорошо давление нагрузки поддерживается на постоянном уровне при изменении давления нагрузки.

Проверка разгрузочного клапана
Рисунок 1 служит отправной точкой для объяснения метода испытаний, используемого производителями и пользователями этих клапанов, а также для разработки математической модели. Основными параметрами испытаний являются четырехстороннее положение золотника или смещение золотника (KVPL на рис. 1) и давление нагрузки. При предварительном сжатии пружины смещения, отрегулированном на желаемое значение, процедура включает в себя настройку расхода на выходе насоса, установку 4-ходового золотника в исходное положение, затем изменение давления переменной нагрузки при измерении расхода через измерительную площадку золотника компенсатора, чтобы нагрузки, а также от насоса и перепада давления на 4-х путевой земле, давления на входе компенсатора и давления на выходе).

После того, как давление нагрузки отрегулировано в полном диапазоне, оно уменьшается, а 4-ходовой золотник перемещается в новое положение и удерживается в нем, в то время как давление нагрузки снова регулируется в желаемом диапазоне. Результатом является набор графиков, показывающих, насколько хорошо давление нагрузки поддерживается на постоянном уровне при изменении давления нагрузки. Смоделированные результаты этого теста показаны на рисунке 3.

Базовая электроника для гидравлического управления движением
Здесь начинается ваше базовое электронное обучение.Эта книга, в отличие от многих других, написана практикующим специалистом в области гидравлики специально для инженеров и техников, работающих в области гидравлики, но она научит вас всему, что вам нужно знать об электронике. Ваше личное понимание гидравлики — это ваш билет к изучению электроники с этой книгой, которая наполнена аналогиями для упрощения понимания концепций.

Здесь есть все, о чем вы думали и что вам нужно: преобразователи, интерфейсы, преобразователи сигналов, широтно-импульсная модуляция, контроллеры, усилители, транзисторы, аналоговая электроника, цифровая электроника и многое, многое другое.Ее необходимо прочитать и использовать в качестве справочной информации для всех, кто интересуется сертификацией технологии взрывных работ в электрогидравлике.

Он использует ваши знания о гидроэнергетике, чтобы помочь вам изучить и понять электронику. Закажите копию сейчас и получите книгу, которая сделает изучение электроники увлекательным и легким.

Учебник в твердом переплете (ISBN 0-932905-07-2), написанный Джеком Л. Джонсоном, PE, отредактированный Hydraulics & Pneumatics и опубликованный Penton Media, содержит 438 страниц и продается по цене 39 долларов.95, плюс доставка и налог с продаж. Для заказа посетите наш книжный магазин. Распечатайте форму заказа в формате PDF, заполните ее и отправьте нам по почте, факсу или электронной почте.

Как работает регулирующий клапан с компенсацией давления?

Регуляторы расхода с компенсацией давления

предназначены для обеспечения постоянного объемного расхода независимо от перепада давления на клапане. Напротив, клапаны без компенсации давления имеют переменный расход, который изменяется, если перепад давления на клапане колеблется.

Приложения

Линейный регулирующий клапан с компенсацией давления. Источник: Parker Hannifin (Щелкните изображение, чтобы увеличить)

Клапаны управления потоком с компенсацией давления

используются в различных гидравлических системах. Например, они приносят пользу в ситуациях, когда необходимо поддерживать постоянную скорость работы гидроцилиндра независимо от величины нагрузки, которую перемещает цилиндр. Это связано с тем, что скорость гидравлического цилиндра пропорциональна объемному расходу гидравлической жидкости, которую он получает.

Скорость потока, подаваемая регулирующим клапаном без компенсации давления, будет колебаться при изменении нагрузки на цилиндр. Большая нагрузка на цилиндр повысит давление на выходе из клапана перед цилиндром по сравнению с более легкой нагрузкой. Изменение перепада давления на клапане изменяет скорость потока, подаваемого в цилиндр. Клапаны управления потоком с компенсацией давления автоматически адаптируются к таким изменениям перепада давления, обеспечивая постоянную скорость потока, которая обеспечивает плавное движение гидравлического цилиндра с постоянной скоростью.

Клапаны управления потоком с компенсацией давления

также полезны для поддержания постоянной скорости вращения гидравлического двигателя независимо от нагрузки на двигатель. Как и в приведенном выше примере, изменение нагрузки на двигатель приведет к колебаниям перепада давления на клапане перед двигателем. Клапаны управления потоком с компенсацией давления компенсируют эти колебания, чтобы обеспечить стабильную скорость потока в гидравлическом двигателе, поддерживая его скорость вращения на постоянном уровне.

Регулирующие клапаны с компенсацией давления могут компенсировать колебания давления как на стороне подачи (вход), так и на стороне нагрузки (выход) клапана.

Принцип действия

Регулирующий клапан с компенсацией давления обычно состоит из регулируемого проходного сечения и компенсатора давления в одном корпусе клапана.

Общий путь прохождения жидкости через клапан с компенсацией давления: от подачи через впускное отверстие и отверстие компенсатора, вокруг золотника компенсатора, через регулируемое отверстие и через выпускное отверстие.

Упрощенная диаграмма, иллюстрирующая компоненты, путь потока жидкости и давление жидкости внутри регулирующего клапана с компенсацией давления.(Щелкните изображение, чтобы увеличить)

Схематические символы ISO и ANSI

для регулирующих клапанов с компенсацией давления.

Требуемый расход устанавливается на регулируемой диафрагме путем регулировки проходной площади диафрагмы. Эта регулировка может производиться вручную с помощью ручки, винта или рычага на клапане или дистанционно с помощью электронных сигналов на электромагнитный привод, прикрепленный к регулируемому проходному отверстию. Компенсатор давления автоматически регулирует размер отверстия между входным потоком и золотником компенсатора, модулируя поток жидкости, поступающей в клапан, для поддержания постоянного перепада давления на регулируемом отверстии, обеспечивая постоянный расход через клапан.

Переменное отверстие состоит из штока клапана с заостренным концом, который перемещается к седлу и от него для регулировки размера отверстия, через которое может проходить жидкость. Когда кончик штока полностью соприкасается с седлом, отверстие закрыто, и жидкость не может пройти. По мере того, как кончик штока отодвигается от седла, отверстие отверстия постепенно увеличивается, что позволяет проходить большему количеству жидкости.

Компенсатор давления состоит из золотникового клапана, закрепленного пружиной. Золотник компенсатора состоит из плунжера, который скользит в цилиндрическом корпусе.Плунжер имеет по длине тонкие и широкие участки. Широкие секции, известные как выступы, соответствуют диаметру цилиндра и блокируют поток жидкости, если плунжер расположен так, что выступы примыкают к отверстиям. Узкие суженные секции позволяют жидкости проходить через катушку.

Скорость потока регулируется поворотом ручки в верхней части этого трехходового регулятора с компенсацией давления производства Fluid-Press. Источник: Berendsen Fluid Power (Щелкните изображение, чтобы увеличить)

Золотник прикреплен одним концом к корпусу клапана с помощью пружины, которая прилагает усилие к этому концу золотника.Жидкость, проходящая через переменное отверстие рядом с выпускным отверстием клапана, направляется к закрепленному концу золотника, чтобы приложить дополнительную силу, соответствующую давлению нагрузки. Давление нагрузки — это давление в линии, ведущей от клапана управления потоком с компенсацией давления к нагрузке, такой как гидравлический двигатель или цилиндр.

Жидкость, прошедшая входное отверстие и отверстие компенсатора, но еще не достигшая регулируемого отверстия, направляется на другой конец золотника (дальний конец, противоположный концу, прикрепленному к пружине).Жидкость на этом конце прикладывает к золотнику силу, которая противодействует силе на золотнике от давления нагрузки плюс давления пружины. Эти противодействующие силы заставляют золотник перемещаться в цилиндре, изменяя размер отверстия отверстия, через которое протекает жидкость из источника потока, до тех пор, пока силы на обоих концах золотника не будут уравновешены.

Этот регулируемый регулирующий клапан с компенсацией давления поддерживает постоянный расход на выходе из порта 1 независимо от изменений давления нагрузки в контуре после порта 1, как показано на графиках производительности, на которых показано падение давления от порта 2 к порту 1 через клапан в зависимости от скорость потока через клапан.Скорость потока регулируется поворотом ручки, прикрепленной к резьбовой части в верхней части картриджа. Источник: Related Fluid Power (Щелкните изображение, чтобы увеличить)

Таким образом, жидкость течет из источника, вокруг золотника компенсатора и через регулируемое отверстие, в то время как перепад давления на переменном сопротивлении поддерживается постоянным, что позволяет клапану обеспечивать постоянный расход, не зависящий от изменяющегося перепада давления между подачей и расходом. нагрузка на любой конец клапана с компенсацией давления.

На скорость потока также влияет вязкость жидкости, которая зависит от температуры жидкости. Некоторые регулирующие клапаны с компенсацией давления оснащены термочувствительным элементом, который регулирует положение компенсатора давления в ответ на изменения температуры, чтобы поддерживать постоянный расход независимо от изменения температуры и вязкости жидкости. Некоторые конструкции также пытаются свести к минимуму колебания скорости потока из-за изменения вязкости с помощью конструкции отверстия с острыми краями для переменного отверстия.

Заключение

Компенсатор давления является ключевым элементом регулирующего клапана с компенсацией давления. Без него скорость потока, выходящего из клапана, будет меняться по мере изменения давления на клапане. Более высокий перепад давления приведет к более высокому расходу, поскольку через клапан будет проталкиваться больше жидкости; более низкий перепад давления приведет к более низкому расходу.

Компенсатор давления поддерживает постоянный внутренний перепад давления на регулируемом отверстии, автоматически регулируя объемный расход, подаваемый на регулируемое отверстие из источника потока в ответ на изменение перепада давления между входом и выходом клапана.Постоянный перепад внутреннего давления на регулируемом проходном отверстии обеспечивает постоянную объемную скорость потока на выходе из клапана независимо от изменений давления между входом и выходом клапана.

Откройте для себя продукты на Engineering360

Почему моя гидравлическая система с компенсацией давления перегревается?

Гидравлические системы с компенсацией давления становятся все более популярными благодаря их высокой эффективности. Эти системы отлично работают при правильном применении, но есть вещи, которые вы должны знать, прежде чем запускать систему с компенсацией давления.

Нагрев и загрязнение являются двумя основными причинами выхода из строя гидравлической системы; если оба не обслуживаются должным образом, ваша система неизбежно выйдет из строя. А пока сосредоточимся на тепле. Тепло может быть трудной причиной для преследования при запуске прототипа системы. Двумя основными факторами выделения тепла в системе с компенсацией давления являются тепло от предохранительного клапана и резервное тепло.

Предохранительный клапан Нагрев

При первом запуске гидравлической системы с компенсацией давления всегда необходимо устанавливать давление на компенсаторе насоса и предохранительном клапане основной системы.Правильное выполнение этого является ключом к предотвращению тепловыделения. Компенсатор всегда должен быть настроен на более низкое давление, чем предохранительный клапан вашей системы.  Если сброс системы ниже или равен настройке компенсатора, у вас будет постоянный поток через основной сброс, который затем будет выделять тонну тепла, пока система не выйдет из строя. Безопасной практикой является установка предохранительного клапана вашей системы на 300 фунтов на квадратный дюйм выше, чем у вашего компенсатора. Это гарантирует, что при нормальных рабочих условиях поток не будет выходить за пределы сброса, но по-прежнему защитит ваши системы от любых скачков давления.

Резервный нагрев

Причиной нагрева, которая редко рассматривается, а для некоторых и вовсе неизвестна, является резервный нагрев. Преимущество насоса с компенсацией давления заключается в том, что он срабатывает, как только давление достигает настройки компенсатора, таким образом отключая подачу насоса, но сохраняя желаемое давление. Недостатком этого является то, что если вы работаете при высоком давлении и разрушаетесь под давлением компенсатора, вы создаете тепло внутри корпуса, которое будет вытекать из дренажной линии корпуса в ваш резервуар. Многие могут подумать об этом как о незначительном выделении тепла, но если система остается в режиме ожидания с высоким давлением, тепло может стать основным фактором в вашей системе.  Ниже приведена диаграмма, показывающая, сколько тепла может выделяться при различных давлениях и скоростях при работе с давлением компенсатора.

Оценка преимуществ компенсаторов давления до и после монтажа

Компенсатор давления поддерживает постоянный перепад давления на измерительном устройстве независимо от давления, создаваемого нагрузкой на функцию.Существует только два типа методов компенсации, используемых в функциях управления гидравлическим потоком. Это компенсация до и после стиля. Pre и Post относятся к положению элемента компенсации давления относительно дозирующего элемента. Предварительный компенсатор давления расположен перед дозирующим элементом (пропорциональным клапаном), а посткомпенсатор расположен после дозирующего элемента. Существует также их подкатегория, которая добавляет распределение нагрузки (иногда это называется разделением потока).Используя текущую технологию картриджных клапанов, распределение нагрузки ограничивается цепями посткомпенсации.

Итак, когда вы применяете каждый из них, и каковы их преимущества и недостатки?

В схеме управления потоком в одном направлении, такой как пропорциональное управление двигателем в одном направлении, нет реального преимущества в производительности между предварительной и посткомпенсацией, если только вам не требуется разделение нагрузки (о чем я расскажу позже). Обычно посткомпенсаторы (например, наш компенсатор давления ECxx-30s) имеют небольшое преимущество в цене, поскольку они дешевле в производстве.Картриджные посткомпенсаторы существуют с 1960-х годов, но с появлением пропорциональных направляющих клапанов возникла необходимость в картриджном клапане предварительного компенсатора. Однако только после разработки конструкции с перевернутой пружиной они стали практичными.

Предварительные компенсаторы могут быть более экономичными в схеме пропорционального направления. Попытка использовать посткомпенсацию в схемах такого типа становится сложной и дорогостоящей задачей. Вам понадобится отдельный компенсатор и обратный клапан на каждой ветви направляющего клапана.Напротив, при предварительной компенсации вам нужен только один компенсатор на порте подачи направляющего клапана и чувствительный к нагрузке челнок или чеки между рабочими портами (или направляющий регулирующий клапан с портом для измерения нагрузки, такой как наш SPxx-5xx). серии, как показано ниже).

Посткомпенсация с разделением нагрузки (или разделением потока) полезна в цепях, где несколько функций работают одновременно, и расход подачи меньше, чем требуется для удовлетворения комбинированного расхода этих функций.При традиционной компенсации, когда требуемый расход превышает расход подачи, функция с наименьшим давлением, вызванным нагрузкой, получает поток в первую очередь. Как только требования к потоку конкретной функции удовлетворены, оставшаяся часть подачи потока всегда переходит к следующей самой высокой функции давления, вызванной нагрузкой, до тех пор, пока поток подачи не будет исчерпан. Это неприемлемо, если в приложении требуется одновременное выполнение нескольких функций.

Распределение нагрузки обеспечивает средства балансировки наиболее загруженной функции между всеми функциями.Таким образом, вместо того, чтобы иметь путь наименьшего сопротивления, принимающий большую часть потока, он равномерно распределяется между всеми рабочими функциями в соответствии с процентом расхода, требуемым каждым дозирующим элементом. Например, предположим, что у вас есть две функции, которые обычно потребляют 11 л/мин (4 галлона в минуту) и 30 л/мин (8 галлонов в минуту) по отдельности, и у вас есть только 30 л/мин (8 галлонов в минуту) потока подачи. При одновременной работе эти две функции будут подавать 4/12 (или 1/3) и 8/12 (или 2/3) подачи 30 л/мин (8 гал/мин) в приложении с распределением нагрузки.

Очень эффективная схема распределения нагрузки может быть создана с помощью логических клапанов с пилотным управлением, которые закрываются с помощью пружины очень низкого давления (например, нашего логического элемента EPxx-S35-xx-10 с пилотным управлением, золотникового типа) ниже по потоку от каждый измерительный элемент. Все пилоты подключены к рабочему порту через обратный клапан, изолирующий нагрузку (см. рис. 3 ниже). Когда рабочий порт находится под давлением, давление нагрузки передается через обратный клапан на пилотные порты клапанов EP. Это приводит к тому, что все EP остаются закрытыми до тех пор, пока рабочее давление не превысит рабочее давление самого высокого давления, вызванного нагрузкой, плюс пружина смещения (поэтому мы используем очень низкую пружину смещения).Все работающие функции получают почти одинаковое результирующее давление, вызванное нагрузкой, и, таким образом, используют доступный поток подачи.

Таким образом, следуйте этим простым практическим правилам при выборе между предварительной или последующей компенсацией, и все будет в порядке:

• Одна однонаправленная или несколько однонаправленных функций, работающих по отдельности;
• Преимущество: Предварительная компенсация.

• Отдельные двунаправленные функции, работающие по отдельности; Преимущество: Предварительная компенсация.

• Несколько однонаправленных функций, которые должны работать одновременно;
• Преимущество: Посткомпенсация с распределением нагрузки.

• Несколько двунаправленных функций, которые должны работать одновременно;
• Преимущество: Посткомпенсация с разделением нагрузки (хотя
• дорого и сложно с современными технологиями).


Об авторе:

Марк Деклар — инженер по применению в HydraForce с более чем 29-летним опытом работы в области гидравлики.Контактный знак

 

Средства управления насосами с компенсацией давления и датчики нагрузки: что это такое и как они работают – IFP Automation

Гидравлические насосы являются чрезвычайно важным компонентом гидравлических систем. IFP Automation предлагает широкий выбор насосов и гидравлических систем, отличающихся исключительной функциональностью и долговечностью. Широкий ассортимент гидравлических насосов нашего партнера Parker обеспечивает идеальную производительность даже в самых требовательных промышленных и мобильных приложениях.В этом посте мы потратим время на обсуждение гидравлических насосов с компенсацией давления и чувствительных к нагрузке.

Во-первых, простая задача насоса — обеспечить поток, необходимый для передачи мощности от первичного двигателя к гидравлическому приводу.

Поршневой насос с компенсацией давления переменного объема

  • С компенсацией давления: саморегулирующаяся в зависимости от давления
  • Попытки поддерживать настройку максимального давления путем обеспечения потока
  • Насос снижает расход (компенсирует) после достижения максимального значения давления
  • Поддерживает максимальное давление в системе «безнапорно», обеспечивая при этом внутреннюю скорость утечки системы
  • хорошо работает в системах, где для работы требуется примерно одинаковое давление

 

Как это работает?

  • Когда давление на выпускном отверстии достигает настройки компенсатора, золотник компенсатора перемещается против усилия пружины.
  • Это позволяет направить выходное давление насоса к внутреннему поршню сервопривода.
  • До площади поверхности поршня сервопривода и давления, оказываемого на эту область, создается сила, которая толкает наклонную шайбу насоса на меньший угол угла хода.
  • Уменьшение хода поршня во вращающемся узле, в результате чего на выпускном отверстии насоса создается меньший расход жидкости.
  • Как только давление в системе падает ниже настройки компенсатора, золотник компенсатора под действием силы пружины отклоняется назад в другом направлении.
  • Это позволяет маслу из камеры сервопоршня вытекать в корпус насоса, где оно возвращается в бак через сливную линию картера.
  • Усилие поршня сервопривода, которое удерживало автомат перекоса под малым углом, теперь уменьшено, и пружина смещения толкает автомат перекоса назад при ходе под полным углом и потоком
  • Насос пытается поддерживать заданное давление компенсатора и обеспечивает любой расход (вплоть до максимального расхода), необходимый для достижения заданного давления.

 

 

 

 

 

 

 

Нагрузка Датчик Управление насосом

  • Перепад давления нагрузки ПОСЛЕ ограничения потока контролирует, когда насос будет компенсировать (уменьшить расход)
  • Насос создает поток, пытаясь сбалансировать давление нагрузки + дифференциальную пружину против давления на выходе насоса
  • Давление нагрузки + перепад давления будут равны давлению на выходе насоса
  • Таким образом, расход через отверстие системы остается постоянным даже при изменении давления нагрузки
  • Если сигнал измерения нагрузки равен 0 фунт/кв. дюйм, то насос будет компенсировать в режиме ожидания низкого давления, что является дифференциальной настройкой на компенсаторе насоса.

 

Для получения дополнительной информации о том, как вы можете использовать технологию гидравлических насосов в своих приложениях, свяжитесь с нами здесь, чтобы получить персональный контакт от инженера по применению IFP:

Об автоматизации IFP

IFP Automation поставляет инновационные технологии и дизайнерские решения для рынка автоматизации и мобильных устройств. Наша фирма является поставщиком технологий, специализирующимся на разработке и поставке продуктов автоматизации и управления движением OEM-производителям, интеграторам и конечным пользователям.Компании сотрудничают с IFP, потому что им нравится глубина наших знаний о продуктах и ​​приложениях, а также наша приверженность превосходному обслуживанию клиентов.

 

 

 

Посткомпенсация против предварительной компенсации: когда пост лучше

Когда посткомпенсация является преимуществом?

Компенсация давления — это управление потоком путем компенсации изменений давления нагрузки. Большинство гидравлических систем сегодня используют предварительную компенсацию как средство поддержания постоянного потока из отверстия или золотника.Однако есть приложения, в которых посткомпенсация имеет преимущества перед прекомпенсацией.

Принципиальное отличие состоит в том, что при предварительной компенсации перепад давления на дросселе или золотниках определяется компенсатором. При посткомпенсации падение давления определяется пружиной датчика нагрузки (LS) внутри насоса.

В многофункциональных системах с посткомпенсацией поток насоса делится в фиксированном соотношении. Если настройки потока превышают производительность насоса, поток уменьшается для каждой функции с фиксированным коэффициентом.Вот почему посткомпенсацию иногда называют «распределением потока».

В контурах с посткомпенсацией перепад давления на каждом клапане определяется пружиной измерения нагрузки в насосе, и все клапаны или отверстия будут иметь одинаковый перепад давления. Дифференциал измерения нагрузки, иногда называемый режимом ожидания, уменьшается, когда насос не может удовлетворить общую потребность. Все компенсаторы давления относятся к максимальной нагрузке различных функций.

К преимуществам относятся высокая эффективность при частичной нагрузке и/или частичной скорости, а также одновременное замедление всех функций с фиксированным коэффициентом, когда насос не может полностью удовлетворить потребность.

В приведенном ниже примере перепад давления насоса, или режим ожидания, составляет 200 фунтов на квадратный дюйм. Насос измерения нагрузки создаст достаточное давление, чтобы преодолеть нагрузку и поддерживать перепад 200 фунтов на квадратный дюйм. Падение давления на клапане или диафрагме остается фиксированным и рассчитывается по формуле: давление в системе минус максимальное давление нагрузки минус величина пружины компенсатора.

Схема ниже является примером аспекта разделения потока. Когда задействована другая функция и насос не может полностью удовлетворить потребность в расходе, дифференциал уменьшается.Падение давления на каждом клапане или отверстии уменьшается в одном и том же фиксированном отношении, поэтому поток делится поровну. В этом примере каждый клапан полностью открыт, поэтому общий расход насоса поровну распределяется между функциями.

Так что же происходит, когда функции требуют разных потоков, а насос не может полностью удовлетворить потребность в общем расходе? Расход насоса будет разделен на отношение каждой функции к общему доступному расходу.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.