Гидротолкатель клапанов. Устройство и принцип действия

Клапаны газораспределительного механизма при­водятся в действие непосредственно кулачками распре­делительных валов через цилиндрические гидротолка­тели (гидрокомпенсаторы зазора), которые расположены в направляющих отверстиях головки цилиндров по оси отверстий под клапана.

Благодаря гидротолкателям (гидравлическим толкателям) уменьшаются стуки, ме­ханизм работает более плавно и четко, устраняются не­исправности двигателя, которые могли быть при нару­шении зазоров (прогары клапанов, потеря мощности и т.п.). В связи с отсутствием зазора, не изменяются фазы газораспределения при износе деталей клапанного ме­ханизма. Кроме того, при техническом обслуживании автомобиля не требуется регулировать зазор в клапан­ном механизме.

Гид­ротолкатель состоит из корпуса толкателя 1, цилиндра 2, плунжера 5 и обратного шарикового клапана 3, который под­жат к отверстию в поршне пружиной. Поршень и плун­жер разжимаются возвратной пружиной 4, находящейся между ними.

Масло для работы гидротолкателей подводится из системы смазки по каналу Н, а затем по каналам, выпол­ненным на нижней плоскости корпуса подшипников. По этим же каналам подводится масло и для смазки шеек распределительных валов. Кулачки валов смазываются маслом, находящимся в ваннах головки цилиндров под кулачками. В канале Н расположен обратный шариковый клапан 15, не допускающий слива масла из верхних каналов после остановки двигателя.

Рис. Гидротолкатель:
1 – корпус; 2 – цилиндр; 3 – шариковый клапан; 4 – пружина; 5 – плунжер; 6 – распределительный вал; 7 – жиклер; 8 – разрез головки блока; 9 – кулачок; 10 – гидротолкатель; 11 – клапанная пружина; 12 – направляющая втулка; 13 – клапан; 14 – головка блока; 15 – обратный шариковый клапан; а – накопительная камера; b – поршневая камера; c – рабочая камера; H – канал подачи смазки

Когда клапан закрыт, масло из канала Н поступает в толкатель через канавку и отверстие в боковой поверхности. Масло проходит через паз, расположенный в верхней части толкателя и поступает в цилиндр толкателя. Пружина и масло, находящиеся между цилиндром 2 и плунже­ром 5, разжимает их и прижимает верхнюю плоскость корпуса толкателя 1 к кулачку, а нижнюю плоскость плунжера к торцу клапана, выбирая зазор в клапанном механизме. Жесткость этой пружины и давление масла намного меньше жесткости пружины клапана и поэтому клапан остается закрытым, когда толкатель касается затылочной части кулачка.

Когда на толкатель начинает воздействовать набега­ющая часть кулачка, происходит короткий ускоряющий удар по корпусу толкателя, а т.к. шариковый клапан закрыт, то в камере «с» создается высокое давление. Поскольку жидкость (масло) в камере «с» практически несжимаема, узел цилиндр-плунжер становится жестким и передает усилие от кулачка на клапан.

Рис. Принцип работы гидротолкателя

По мере дальнейшего поворота кулачка давление в камере «с» увеличивается и небольшая часть масла из камеры «с» перетекает в камеру «а» через зазор между поршнем и плунжером. Поэтому общая длина узла цилиндр-плунжер уменьшается, но не более, чем на 0,1 мм.

После закрытия клапана 13 начинается процесс вы­борки зазора в клапанном механизме. Силы от кулачка и клапана 15 уже не действуют на гидротолкатель. Воз­вратная пружина снова раздвигает цилиндр с плунже­ром, прижимая верхнюю плоскость корпуса толкателя 1 к кулачку, а нижнюю плоскость плунжера — к торцу клапана. При этом давление в камере «с» становится меньше, чем в камере «а», шариковый клапан открывается и в камеру «с» доливается масло из камеры «а».

Кроме чашечных гидротолкателей в двигателях могут применяться гидротолкатели 3, на которые воздействуют коромысла 4. Коромысла качаются на вставных осях 6. Гидротолкатель находится в каждом рычаге непосредственно над стержнем клапана. Масло подводится к гидротолкателю от вставной оси через продольное сверление 5 в рычаге клапана. Равномерное распределение давления в зоне контакта рычага с клапаном обеспечивается подпятником 2. Для уменьшения потерь на привод клапанов в указанном коромысле трение скольжения заменено трением качения, за счет применения ролика.

Рис. Гидротолкатель с коромыслом:
1 – стержень клапана; 2 – подпятник; 3 – гидротолкатель; 4 – коромысло; 5 – продольное сверление; 6 – ось

Принцип действия гидротолкателя с коромыслом аналогичен чашечному гидротолкателю.

Как работают гидротолкатели клапанов?

Износ деталей двигателя – это вполне закономерный процесс, который происходит во время эксплуатации автомобиля. Но хорошего в этом ничего нет, так как в результате этого на клапанах газораспределительного механизма появляются зазоры. Для обеспечения нормального процесса функционирования данного узла автомобиля, приходится осуществлять постоянную регулировку размера зазора, избежать которой помогает только гидротолкатель. Ниже мы подробно расскажем об этом механизме, особенностях его работы и наладки.

• 1. Что собой представляют гидротолкатели клапанов?
• 2. Как работают гидротолкатели клапанов: изучаем принцип действия устройства.
• 3. Как работать с гидротолкателями клапанов, если они вышли из строя.

1. Что собой представляют гидротолкатели клапанов?

Гидравлический толкатель является устройством, которое предназначено для поддержания нулевого зазора клапана в том механизме, в котором он установлен. Последними являются все типы газораспределительных механизмов, применяемых на сегодняшний день на автомобилях:

— с коромыслами;

— с рычагами;

— со штангами.

Устанавливать гидравлический толкатель можно на двигатели и с верхним, и с нижним расположением распределительного вала. Но гидравлический толкатель является одним из базовых типов гидрокомпенсатора и, по сути, это то же устройство. Кроме гидротолкателя, существуют также такие типы гидрокомпенсатора как роликовые гидротолкатели и гидроопоры. Последние бывают обычные и специальные, предназначенные исключительно для установки на рычаги или коромысла ГРМ. Как известно, гидравлические толкатели пришли на смену механическим и заменили их как более надежные. Кроме этого, у них есть еще несколько преимуществ:

— более тихая работа;

— нулевой зазор клапана не приходится регулировать вручную;

— наличие автоматической регулировки, которая происходит под влиянием перепадов температуры работающего двигателя.

Что же касается конструкционных особенностей гидравлического толкателя, то он весьма схож со всеми остальными типами гидрокомпенсатора. Устанавливается гидротолкатель в головке блока цилиндров и выглядит как корпус с установленной внутри плунжерной парой. Эта пара также имеет шариковый клапан и является подвижным механизмом. Подвижным является и сам корпус гидравлического толкателя, который способен немного смещаться по отношению к направляющему седлу, которое находится в головке блока цилиндров.

Однако существуют конструкции гидравлического толкателя, в которых это устройство монтируется непосредственно в рычаги привода клапанов. В таком случае его корпус будет неподвижным. А вот подвижные плунжеры на такого типа устройствах немного выступают из корпуса, и этот выступ у них может иметь либо форму опорного башмака, либо шаровой опоры.

Для функционирования устройства ему, конечно же, нужна смазка в виде масла. Оно поступает во внутреннюю часть корпуса через специальное отверстие, проделанное в нижней части плунжера. Это отверстие может автоматически закрываться, что возможно благодаря обратному шариковому клапану. Для этого между самим плунжером и втулкой устройства установлена жесткая возвратная пружина. Плунжерная пара является основой гидравлического толкателя.

Достоинства и недостатки использования гидротолкателей клапанов

Придуманы гидротолкатели клапанов были для того, чтобы избежать необходимости постоянно осуществлять регулировку зазоров, которые так или иначе возникают в клапанном механизме во время эксплуатации автомобиля. Но кроме этого, наличие данного устройства позволяет:

• сделать работу клапанного механизма более мягкой;

• снизить износ всех элементов газораспределительного механизма за счет уменьшения ударной нагрузки;

• сделать работу двигателя автомобиля более тихой;

• сделать более точным соблюдение длительности фаз газораспределения;

• повысить мощность автомобильного мотора и снизить расход бензина.

Но если вы имеете дело с мотором, на котором установлен гидравлический толкатель, вам следует понимать, что он будет иметь некоторые особенности в эксплуатации, а также свои недостатки. К примеру, при запуске холодного двигателя агрегат будет работать неполноценно, так как давление масла будет находиться на минимуме. К тому же, само устройство гидротолкателя также способно выходить из строя, к чему может привести даже использование некачественного моторного масла. в результате этого вам не только придется опять вручную выполнять регулировку зазора в клапанном механизме, но и заморачиваться над заменой гидротолкателя.

2. Как работают гидротолкатели клапанов: изучаем принцип действия устройства.

Итак, гидротолкатель клапана необходим для того, чтобы уменьшать зазор, который в процессе эксплуатации холодного двигателя образуется между его корпусом и кулачком распределительного вала. Когда такое происходит, возвратная пружина выталкивает плунжер, благодаря чему полученный зазор уменьшается до минимума. Вместе с этим во внутреннюю плоскость плунжера заливается масло, которое поступает непосредственно из системы смазки автомобильного мотора.

Однако, одновременно с поворотами кулачка на корпус гидравлического толкателя оказывается достаточно большое давление, под влиянием которого толкатель опускается немного вниз. В результате такого перемещения полностью перекрываются масляные каналы и закрывается шариковый клапан, через который к плунжерам поступало масло. Все это очень сильно поднимает давление масла под плунжером, что заставляет работать плунжерную пару как жесткую опору, которая служит для передачи усилия от кулачка на шток клапана автомобильного мотора.

Но все же из-под плунжера масло продолжает вытекать, так как гидротолкатель не способен полностью ликвидировать зазор в клапанном механизме. Ликвидируется протечка только в том случае, когда начинают очень интенсивно возрастать обороты коленвала мотора автомобиля. В этом случае уменьшается время нажатия на корпус устройства, по причине чего меняется размер зазора.

Однако, у вас может возникнуть логический вопрос: почему не образовывается зазор во время «столкновения» кулачка коленчатого вала и толкателя? Подобное явление исключается благодаря наличию возвратной пружины плунжера, а также давлению в системе смазки. Таким образом, между всеми элементами газораспределительного механизма существует жесткая связка. Все это позволяет гидравлическому толкателю исключать появление зазоров, образование которого невозможно даже при нагреве двигателя и изменении длины деталей гидротолкателя (устройство способно компенсировать такие изменения).

3. Как работать с гидротолкателями клапанов, если они вышли из строя.

Определить факт, что гидротолкатели клапанов вышли из строя, можно по характерному стуку, который начинает доноситься от двигателя автомобиля. Какое именно устройство при этом вышло из строя, можно определить при помощи такого прибора как фонендоскоп. Аналог устройства можно изготовить собственными руками. Для этого необходимо:

1. Подготовить прямой стержень из стали длиной примерно 70 см, а диаметром не больше 0,6 см.

2. На один конец стержня прикрепите банку из-под пива, предварительно обрезав ее верх.

3. На середину стержня необходимо прикрепить деревянную ручку.

4. Приложите ухо к банке, а свободным концом стержня дотроньтесь поочередно к каждой головке блока цилиндров автомобильного двигателя, на которой установлен гидравлический толкатель. Если в одном из них услышите усиленный стук металла, именно он и неисправен.

Но для того чтобы на все 100% убедиться в неисправности гидротолкателя, его придется снять с головки блока цилиндров и убедиться в этом в ходе более тщательной проверки. К счастью, для того чтобы извлечь данное устройство из его седла, вам придется использовать только магнит. Правда, в некоторых случаях такой простой способ не помогает, тогда приходится использовать специальный съемник, на одном конце которого находятся тяга и крюк.

После извлечения некоторые модели гидравлических толкателей можно даже разобрать. Это позволит определить, в какой степени износа находятся его внутренние детали.

Однако в процессе работы с устройством необходимо быть максимально осторожным, поскольку поверхности сопряженных элементов можно очень легко повредить. Процесс разборки устройства заключается в следующем:

1. Снимите стопорное кольцо.

2. Разберите гидроопоры устройства.

3. Аккуратно постучите по корпусу гилротолкателя, после чего из него должны высыпаться все внутренние детали.

Если устройство очень загрязнилось в процессе эксплуатации, его необходимо промыть с использованием ацетона. Если в процессе внешнего осмотра вы увидели на торцевой части гидротолкателя повреждения, скорее всего, его придется менять. Все зависит от того, насколько сильными являются эти повреждения.

Но существует еще один очень надежный способ проверки исправности гидротолкателя.

Для этого необходимо просто попытаться сжать его усилием руки после того, как устройство заполнится масло. Если этого вам сделать не удалось, значит, устройство исправно. Если же оно легко ушло вниз – необходимо отправляться в автомагазин за новым гидравлическим толкателем клапанов. Однако, установить новые гидротолкатели клапанов не так просто. Чтобы обеспечить нормальное функционирование газораспределительного механизма, необходимо следовать таким правилам:

1. Во время установки нельзя удалять консервирующий масляной состав, который заливается в устройство производителями. После установки и запуска двигателя эта жидкость смешается с остальным маслом в смазочной системе.

2. Если вы решили просто промыть и установить в газораспределительный механизм старые гидравлические толкатели, перед этим их обязательно необходимо заполнить маслом. В противном случае при самом первом запуске двигателя проявятся очень сильные ударные нагрузки.

3. Установив новое устройство, обязательно проверните 5-7 раз коленвал при помощи ключа. После этого подождите еще 10-15 минут, и только тогда запускайте двигатель. Благодаря этому при запуске плунжерные пары сразу займут рабочее положение.

4. Параллельно с заменой гидравлических толкателей не лишней будет промывка системы смазки, замена масла и масляных фильтров.

5. Если из строя вышел не один гидротолкатель, а сразу несколько, меняйте весь комплект. В противном случае газораспределительных механизм вскоре опять потребует ремонта.

Чтобы вам как можно реже приходилось иметь дело с гидравлическими толкателями, советуем следить за чистотой внутри автомобильного двигателя. Для этого необходимо проводить регулярную замену масла, перед которой сам двигатель также рекомендуется промыть. Также, в случае обнаружения неисправности не тяните время с ее устранением. Выход из строя одного гидравлического толкателя может повлечь за собой более серьезные проблемы.

Основы толкателей клапанов и не только

Толкатели клапанов играют ключевую роль в клапанном механизме двигателей с толкателями. Они восходят к самым ранним дням двигателя внутреннего сгорания. Самые ранние двигатели не имели толкателей или коромысла. Они были «плоской» конструкции с клапанами в блоке. Толкатели (также называемые «толкателями» из-за производимого ими лязгающего шума) двигались на выступах кулачка в блоке и приводили в действие клапаны напрямую. Это была простая конструкция, но не лучшая конфигурация для эффективности дыхания или мощности.

Перемещение клапанов в головку цилиндров стало важным шагом вперед в двигателях с верхним расположением клапанов (OHV), поскольку это позволило двигателю дышать более эффективно и развить большую мощность при том же рабочем объеме. Конструкция верхнего клапана усложняла клапанный механизм, поскольку требовала добавления толкателей и коромыслов. Подъемникам также приходилось направлять масло через толкатели для смазки верхних компонентов клапанного механизма.

В двигателях с верхним расположением распредвала (OHC) распределительные валы находятся в головке(ах) цилиндров и приводят в действие клапаны непосредственно или через толкатели кулачков, поэтому толкатели отсутствуют. Однако большинство современных двигателей с верхним расположением распредвала имеют некоторые типы гидравлических регуляторов зазора клапанов. Регулятор может быть установлен в головке и служить в качестве точки опоры для поддержания нулевого зазора между толкателем кулачка и клапаном, или может быть расположен внутри ковша, который надевается на верхнюю часть клапана, или «мини-регулятор», установленный на конце. коромысла.

Роль толкателя в клапанном механизме

Основная функция толкателя клапана довольно проста. Он сидит на распределительном валу и передает движения кулачка вверх через толкатели и коромысла, чтобы открывать и закрывать клапаны. Размер и форма кулачка под толкателем (умноженные на соотношение коромыслов) определяют подъем клапана и продолжительность. Таким образом, подъемник просто следует за движениями кулачка. Но это играет роль в люфте (зазоре) и шуме клапанного механизма.

В двигателях со сплошным толкателем толкатель представляет собой просто полый ковш. У него твердое дно, которое опирается на кулачок, и чашка сверху, которая поддерживает нижний конец толкателя. Толкатель имеет впускное отверстие сбоку, чтобы масло под давлением могло заполнять корпус толкателя, и выпускное отверстие в центре чаши толкателя, чтобы масло могло течь вверх через толкатель для смазки верхних компонентов клапанного механизма.

В двигателях с толкателями с плоскими толкателями днища толкателей кажутся плоскими. Но на самом деле в большинстве случаев дно подъемника слегка выпуклое. Центр примерно на 0,001–0,002 дюйма выше края. Кроме того, выступы на плоских кулачках толкателей не идеально плоские, а имеют небольшой конус (от 0,0007 до 0,002 дюйма) с одной стороны. Кроме того, осевая линия толкателей немного смещена относительно выступов кулачка. Это заставляет толкатели вращаться при повороте кулачка, что помогает уменьшить трение и износ.

Область контакта между толкателями и выступами кулачка является самой нагруженной поверхностью внутри двигателя, с давлением от 200 000 до 300 000 фунтов на квадратный дюйм в точке контакта в зависимости от давления пружины клапана! Следовательно, крайне важно, чтобы оба компонента имели правильную геометрию (как выпуклую, так и коническую), чтобы обе поверхности имели достаточную твердость, чтобы противостоять преждевременному износу и выходу из строя, и чтобы точка контакта хорошо смазывалась моторным маслом, содержащим достаточное количество примесей. противоизносная присадка высокого давления (например, ZDDP).

Смазка была проблемой в последние годы, потому что количество ZDDP в моторном масле было значительно уменьшено, чтобы продлить срок службы каталитических нейтрализаторов. Цинк и фосфор в противоизносной присадке ZDDP загрязняют катализатор, если двигатель сжигает масло из-за изношенных направляющих клапанов, уплотнений и/или поршневых колец. Снижение ZDDP до уровня менее 600 частей на миллион не создало проблем для большинства двигателей последних моделей, поскольку они имеют роликовые подъемники с низким коэффициентом трения или толкатели верхних кулачков. Но в старых двигателях с плоскими кулачками использование моторного масла с низким содержанием ZDDP может не обеспечить адекватной защиты от износа кулачка и толкателей, особенно если установлены более жесткие пружины клапанов. Обходной путь заключается в использовании масла для обкатки, которое содержит более высокие уровни ZDDP, а затем заправке картера моторным маслом со специальной формулой «для уличных характеристик» или «гонок», которое содержит дополнительное количество ZDDP. Добавка ZDDP также может использоваться для обогащения обычных и синтетических моторных масел с низким ZDDP.

Поставщики кулачков вторичного рынка также улучшили свои показатели, увеличив твердость поверхности своих кулачков с плоскими толкателями, чтобы сделать их более устойчивыми к износу при использовании современных моторных масел. Некоторые поставщики предлагают подъемники, в которых в центре нижней части корпуса подъемника прожжено небольшое отверстие для направления масла прямо на выступ кулачка. Другой поставщик шлифует несколько небольших лысок глубиной всего в несколько тысячных дюйма по бокам своих толкателей, чтобы больше масла могло стекать на кулачок.

Роликовые подъемники

Большое усовершенствование произошло с изобретением роликовых подъемников. Поместив небольшое колесо на дно подъемника, трение между кулачком и подъемником значительно снижается. Вот почему все современные двигатели с толкателями имеют роликовые подъемники. Роликовые подъемники также позволяют использовать более радикальные профили кулачковых кулачков с более быстрыми наклонами открытия и закрытия, которые обеспечивают более полное открытие клапана для заданного подъема и продолжительности. Вот почему роликовые кулачки — это горячая установка для гонок.

Установка колеса в нижней части подъемника также изменяет динамику между подъемником и кулачком. Роликовый подъемник необходимо удерживать в фиксированном положении с кулачком, чтобы колесо плавно катилось по кулачку, поэтому вы не хотите, чтобы подъемник вращался или скручивался. Для этого требуется добавить соединительную планку между соседними подъемниками, чтобы они оставались прямыми, или обработать корпус подъемника и отверстия подъемника плоской поверхностью, чтобы предотвратить их скручивание.

Одно из различий между роликовым кулачком и плоским кулачком с толкателем состоит в том, что выступы на роликовом кулачке действительно плоские, тогда как выступы на плоском кулачке с толкателем имеют небольшую конусность. Если кулачок или подъемники неправильного типа используются вместе (плоский кулачок с роликовыми подъемниками или роликовый кулачок с плоскими толкателями), несоответствие быстро приведет к плохим последствиям.

Еще одна вещь, которую никогда не следует делать при восстановлении двигателя, — это установка нового кулачка с бывшими в употреблении толкателями. Кулачок и подъемники изнашиваются по специфической схеме по мере их установки. Если кулачок с большим пробегом изношен или один или несколько подъемников имеют вогнутый износ на нижней части, кулачок и подъемники необходимо заменить.

Если исходный кулачок и подъемники все еще в хорошем состоянии и используются повторно, убедитесь, что все подъемники снова установлены в исходные отверстия (то же место, что и раньше). Однако, если оригинальный кулачок изношен и нуждается в замене, замените также толкатели. Не портите новый или переточенный кулачок, повторно используя изношенные подъемники.

Единственным исключением из этого правила являются роликовые кулачки. Поскольку кулачки кулачка плоские, а подъемники имеют ролики, а не выпуклую поверхность, новый роликовый кулачок можно установить на бывшие в употреблении роликовые подъемники при условии, что все подъемники находятся в хорошем состоянии и не имеют повреждений, изъянов или трещин.

Гидравлические подъемники

Гидравлические подъемники были впервые разработаны еще в 1930-х годах и стали широко использоваться в серийных двигателях в 1950-х годах. Гидравлические толкатели устраняют стук, производимый массивными толкателями, потому что клапанный механизм работает с нулевым зазором (зазором). Цельным толкателям требуется небольшой воздушный зазор между кончиками коромысла и верхними частями штоков клапанов, чтобы компенсировать тепловое расширение двигателя при его нагреве. Регулировка зазора имеет решающее значение, потому что слишком большой зазор делает клапаны шумными и снижает подъем клапана, продолжительность и производительность. Слишком маленький зазор также может создать проблемы, поскольку из-за этого клапаны открываются раньше и закрываются позже, что снижает рассеивание тепла через седла клапанов, когда клапаны закрыты. Это может привести к перегреву некоторых клапанов (особенно выпускных клапанов) и выходу их из строя. Если зазор слишком тугой и полностью закрывается, он может удерживать клапан открытым, вызывая потерю компрессии и, возможно, контакт между клапаном и поршнем.

Цельные подъемники требуют регулярной регулировки зазоров клапанов для компенсации износа клапанного механизма. Для гоночных двигателей также может потребоваться регулировка зазоров клапанов для точной настройки двигателя в соответствии с преобладающими погодными условиями и условиями трассы. Изменение зазора клапана имеет тот же эффект, что и изменение подъема клапана и продолжительности. Меньший зазор увеличивает подъемную силу и продолжительность для более высокой конечной мощности, в то время как открытие регулировки зазора уменьшает подъемную силу и продолжительность для улучшения крутящего момента на низких оборотах и ​​реакции дроссельной заслонки.

Гидравлические подъемники устраняют стук и необходимость периодической регулировки, поддерживая нулевой зазор при работающем двигателе. Они делают это, используя давление масла на подпружиненный плунжер внутри корпуса подъемника. Масло заполняет полость под плунжером при закрытом клапане. Это толкает поршень вверх, чтобы устранить слабину в клапанном механизме и удерживать его в натянутом состоянии. Односторонний обратный клапан внутри подъемника удерживает давление внутри подъемника, когда клапан открывается. Поскольку масло несжимаемо, масло, оставшееся под плунжером, предотвращает сжатие плунжера, а подъемник действует как твердый подъемник, открывая клапан.

Гидравлические подъемники также бережнее относятся к компонентам клапанного механизма, чем сплошные подъемники, потому что нулевой зазор в клапанах уменьшает ударный эффект, возникающий, когда клапаны захлопываются при более высоких оборотах двигателя. Воздушного зазора для заполнения нет, поэтому клапан просто следует за кулачком, когда он закрывается для более мягкой посадки. Это также снижает уровень шума и помогает продлить срок службы компонентов клапанного механизма.

При нормальных условиях вождения нет опасности того, что клапаны вытолкнут из своих седел или не полностью закроются, поскольку пружины клапанов оказывают большее давление на клапанный механизм, чем давление масла внутри толкателей. Но при высоких оборотах двигателя (скажем, от 6000 до 6500 об/мин) гидрокомпенсаторы испытывают некоторые ограничения.

На высокой скорости гидравлические подъемники могут «накачивать» и удерживать клапаны открытыми, что приводит к плаванию клапанов. Это может произойти, если пружины клапана недостаточно сильны, чтобы поддерживать нормальное управление клапаном, и толкатели пытаются устранить слабину, которой на самом деле нет. Это приводит к чрезмерному удлинению плунжера и препятствует полному закрытию клапана. То же самое может произойти, если масло внутри толкателя не стравливается достаточно быстро между циклами для поддержания нормального зазора клапана.

Гидравлические подъемники также могут «откачиваться» или разрушаться при высоких оборотах, если внутри них происходит слишком большая утечка масла из-за небрежных допусков при сборке. Это создает слишком большой зазор в клапанном механизме, что приводит к шуму и потере мощности.

Гидравлические подъемники представляют собой узлы с точной посадкой. Плунжер плотно прилегает к корпусу, чтобы обеспечить минимальный зазор, поэтому скорость утечки не слишком велика или слишком мала. Вот почему вы никогда не должны смешивать внутренние детали при очистке и восстановлении комплекта гидравлических подъемников. Делайте каждый подъемник отдельно, чтобы сохранить исходные допуски сборки.

Одно из основных различий между серийными гидравлическими подъемниками и подъемниками послепродажного обслуживания заключается в том, что последние обычно имеют более жесткие внутренние допуски для лучшего контроля масла. Многие высокопроизводительные гидравлические подъемники также имеют улучшенную арматуру, которая позволяет им выдерживать большее количество оборотов в минуту, чем их стандартные аналоги. Хороший набор гидравлических подъемников послепродажного обслуживания, как правило, позволяет двигателю развивать скорость на 1000 об/мин выше, чем стандартные гидравлические подъемники. Некоторые могут обрабатывать даже больше RPM. Тем не менее, большинство гидравлических подъемников не могут сравниться по производительности и надежности со сплошными подъемниками со скоростью выше 8000 об/мин. Вот почему высокооборотные двигатели в NASCAR, дрэг-карах и автомобилях с кольцевой трассой до сих пор используют сплошные подъемники.

Гидравлические регулировки

Гидравлические подъемники необходимо отрегулировать при первоначальной установке, чтобы плунжер работал в среднем диапазоне хода. Если плунжер опустится до упора, это может помешать закрытию клапана, что приведет к неровной работе двигателя и возможному контакту клапана с поршнем. Плунжер, который чрезмерно выдвинут и находится вблизи верхнего предела своего хода, может быть не в состоянии поддерживать нулевой зазор при изменении температуры двигателя. Это может увеличить шум двигателя и даже привести к ударам плунжера по стопорному кольцу, что приведет к его выходу из строя.

Плунжер гидрокомпенсатора также может чрезмерно выдвинуться, если в двигателе заедают клапаны или происходит чрезмерный износ клапанного механизма. Он может занять столько слабины, прежде чем выйдет из строя.

Еще кое-что, о чем следует помнить, если вы заменяете набор гидравлических подъемников, это убедиться, что высота плунжера в новых подъемниках такая же, как и в старых подъемниках. Для компенсации разницы в высоте плунжера потребуются более длинные или более короткие толкатели.

Новый дизайн подъемника

Постоянное стремление добиться большей топливной экономичности современных двигателей привело к разработке различных технологий «рабочего объема по требованию», «переменного рабочего объема» или «отключения цилиндров» на некоторых двигателях. По сути, идея состоит в том, чтобы отключить до половины цилиндров двигателя, когда он находится под небольшой нагрузкой, для экономии топлива. Отключение топливных форсунок для отключения определенных цилиндров экономит топливо. Но если клапаны все еще открываются и закрываются, двигатель тратит энергию на прокачку воздуха через мертвые цилиндры. Клапаны также должны быть деактивированы в то же время, чтобы максимизировать экономию энергии.

Деактивация клапанов захватывает воздух в мертвых цилиндрах. Это создает эффект «воздушной пружины», который возвращает почти столько же энергии при ходе поршня вниз, сколько затрачивается при ходе сжатия вверх. Двигатель сжимает воздух во время такта сжатия, а воздух отталкивается назад, когда он расширяется во время хода вниз.

Существуют различные способы деактивации цилиндров, в том числе кулачки с разными кулачками для каждого цилиндра, изменение положения коромысла или использование гидравлических подъемников, которые могут складываться по команде для устранения подъема клапана. Толкатель клапана с регулируемым положением может работать с нормальной высотой плунжера или с уменьшенной высотой плунжера. Для этого требуется вторичное отверстие для подачи масла и клапан для изменения положения плунжера внутри подъемника.

Модуль управления силовым агрегатом (PCM) регулирует давление масла в толкателях с помощью электромагнитных клапанов. При отключении нескольких цилиндров можно использовать несколько соленоидов для управления потоком масла к различным парам толкателей. Деактивация цилиндров усложняет клапанный механизм и увеличивает вероятность того, что что-то пойдет не так и приведет к потере мощности, если цилиндры остаются деактивированными, когда они должны производить мощность. Проблемы с датчиками двигателя (в частности, MAP, датчиками расхода воздуха и положения дроссельной заслонки), соленоидами управления потоком масла, давлением моторного масла (если двигатель также оснащен масляным насосом переменной производительности), PCM или неисправности проводки могут повлиять на нормальную работу. такой системы.

Советы по сборке

При установке нового или отшлифованного кулачка и толкателей используйте смазку для кулачков высокого давления, а не моторное масло или сборочную смазку общего назначения, чтобы покрыть выступы кулачков и днища подъемников, и используйте обкатку. масло, содержащее дополнительный ZDDP. Смазка под высоким давлением необходима для защиты кулачка и толкателей после первоначального запуска и обкатки.

Новый кулачок и толкатели могут быть испорчены, если их не обкатать должным образом. Большинство из них требуют поддержания оборотов двигателя от 1500 до 2000 об/мин в течение 20 минут. Не позволяйте двигателю работать на холостом ходу и не перегружайте его. Кулачок и подъемники нуждаются в обильной смазке в этот период и минимальном напряжении, поскольку подъемники и лепестки знакомятся друг с другом. Окончательная регулировка клапанного механизма и настройка двигателя могут быть выполнены после завершения первоначального периода обкатки кулачка.

Роликовые кулачки более щадящие, чем плоские кулачки, в том, что касается обкатки, потому что трение намного меньше. Тем не менее, обороты двигателя должны поддерживаться на уровне от 1500 до 2000 об/мин после первоначального запуска в течение нескольких минут, чтобы убедиться, что все совместимо и получает достаточную смазку.

Гидравлические толкатели обычно издают некоторый шум при первом запуске двигателя, но вскоре он должен стихнуть, когда масло заполняет толкатели, а толкатели расширяются, уменьшая люфт в клапанном механизме. Некоторые эксперты говорят, что перед установкой гидрокомпенсаторы следует предварительно замочить в масле и прокачать. Другие говорят, что в этом нет необходимости, и на самом деле увеличивается риск того, что подъемники будут держать клапаны слишком открытыми.

Обычная процедура регулировки комплекта гидравлических толкателей заключается в вращении кулачка таким образом, чтобы каждая пара подъемников находилась в самом нижнем положении на базовой окружности кулачка. Это делается путем поворота кривошипа так, чтобы цилиндр находился в верхней мертвой точке на такте сжатия, при этом оба клапана были полностью закрыты. Затем коромысла настраиваются на нулевой зазор, а затем дополнительно поворачиваются на 1/2–3/4, чтобы толкнуть плунжеры внутри толкателей вниз в среднее положение. Затем процедура повторяется для каждого цилиндра, пока все подъемники не будут настроены. Если толкатели предварительно заполнены маслом, они могут не нажимать вниз, когда коромысла получают дополнительный поворот, в результате чего вместо этого клапаны поднимаются со своих седел.

Что такое толкатель клапана и почему он важен?

Толкатели клапанов могут быть небольшими и недорогими деталями, но они необходимы для работы вашего двигателя. Если вам интересно, что такое толкатели клапанов, вы пришли в нужное место. Мы поговорим о:

• Как выглядят толкатели клапанов
• Как работают толкатели клапанов
• Почему толкатели клапанов важны
• Главный признак неисправности толкателей клапанов
• Где найти недорогие толкатели клапанов

Мы сосредоточимся на подъемниках с гидравлическими клапанами, которые стали широко распространены за последние 20 или 30 лет. Существуют также механические толкатели клапанов, но сегодня они используются реже.

Как выглядит толкатель клапана?

В каждом цилиндре двигателя имеется два толкателя клапана. Конструкция толкателя клапана зависит от двигателя. Некоторые конструкции толкателей клапанов более сложны, чем другие. Это может быть полое ведро или небольшая гидравлическая трубка высотой около 3 или 4 дюймов.

Толкатель клапана Ford

Нижняя часть толкателя клапана может выглядеть плоской, но на самом деле она слегка выпуклая. Это значит, что подъемник может вращаться при вращении распределительного вала, что продлевает срок его службы.

Что делает толкатель клапана?

Прежде всего, давайте проясним, что толкатели клапанов находятся в двигателях, которые используют толкатели как часть трансмиссии. Это все еще распространено во многих двигателях V-8. Меньшие двигатели с верхним расположением распредвала не используют толкатели и, следовательно, не имеют толкателей клапанов.

Толкатель гидравлического клапана также называется гидравлическим толкателем. Много лет назад в двигателях с плоской головкой механические толкатели клапана толкали клапан вверх. Название прижилось, но в наши дни клапан фактически движется вниз. Рассмотрим подробнее, как работает лифтер.

В двигателе с толкателем распределительный вал расположен над коленчатым валом. Коленчатый вал приводит в действие распределительный вал через цепь привода ГРМ. Цепь ГРМ гарантирует, что вращение двух валов всегда идеально синхронизировано.

На распределительном валу имеется группа кулачков в форме яйца. На большинстве двигателей V-8 с толкателями на цилиндр приходится два клапана, поэтому большинство распределительных валов имеют 16 лепестков. Нижний конец каждого толкателя клапана опирается на кулачок кулачка. Когда распределительный вал вращается, кулачки кулачка заставляют толкатели клапанов двигаться вверх и вниз. Толкатель опирается на каждый толкатель, а верхний конец каждого толкателя давит вверх на коромысло. Качающийся рычаг похож на качели, которые работают в обратном направлении. Когда толкатель толкает вверх один конец коромысла, другой конец коромысла движется вниз и давит на верхнюю часть штока клапана. Это заставляет клапан открываться в направлении вниз.

Обычно на каждый цилиндр приходится два штока клапана:

1. Шток выпускного клапана: для выпуска топливно-воздушной смеси из камеры сгорания
2. Шток впускного клапана: для подачи топливно-воздушной смеси в камеру сгорания

Проще говоря, толкатель клапана передает движения кулачка на толкатель или коромысло, чтобы открывать и закрывать клапан. Толкатели клапанов представляют собой простую деталь, но они имеют очень точные размеры. Если подъемник слишком длинный, клапан не закроется полностью, а если он слишком короткий, клапан не откроется полностью. Поэтому важно использовать толкатель клапана правильного размера, чтобы обеспечить правильную синхронизацию клапанов. Вот почему всегда разумно покупать OEM, когда вам нужны сменные подъемники.

Если вы визуал, вот GIF процесса из этого видео:

В чем разница между механическими и гидравлическими толкателями клапанов?

Механические толкатели клапанов также называются сплошными толкателями. Это цельный кусок металла, изготовленный по точным размерам. По мере их износа клапанный механизм необходимо регулировать в соответствии с износом. Благодаря этому двигатель работает тихо и плавно. Регулировку приходится делать достаточно часто. У некоторых двигателей это происходит каждые 15 или 30 тысяч миль.

Гидравлические толкатели клапанов заполнены маслом при работающем двигателе. По мере ношения они саморегулируются. На хорошо обслуживаемом двигателе гидравлические толкатели клапанов прослужат более 100 000 миль. Они также работают тише, чем сплошные подъемники. Но, в конце концов, они изнашиваются.

Почему важны толкатели клапанов?

Толкатели клапанов помогают контролировать процесс сгорания, впуская топливо и выпуская выхлопные газы. Когда толкатели клапанов изнашиваются, ваши клапаны не могут нормально открываться или закрываться. Это снижает мощность, которую может производить двигатель. Когда один из толкателей вашего клапана выйдет из строя, может произойти один из двух сценариев:

• Если толкатель подсоединен к выпускному клапану, то клапан не сможет избавиться от топливно-воздушной смеси
• Если толкатель подсоединен к впускному клапану, топливно-воздушная смесь не сможет попасть в камеру сгорания камера

В любом случае, это сбивает фазы газораспределения двигателя, и двигатель не работает так, как должен.

Самый явный признак неисправного толкателя клапана

Толкатели клапана могут выйти из строя по прошествии длительного времени из-за нескольких факторов:

• Загрязнение моторного масла
• Плохое техническое обслуживание (редкая замена масла)
• Низкое давление масла
• Нормальный износ

Самым явным признаком того, что вам нужен новый толкатель клапана, является отчетливый шум, исходящий от двигателя. Точнее, постукивание в быстром ритме. Шум обычно легче всего услышать на холостом ходу.

Лучшее, что можно сделать при выходе из строя одного из толкателей клапана, — как можно скорее заменить его. Если игнорировать проблему достаточно долго, связанные с ней детали двигателя будут изнашиваться быстрее. Эти части включают в себя:

• Коромысло
• Наконечник клапана
• Толкатель

Что делать, если вам нужно заменить толкатели клапана?

Если вы считаете, что один или несколько ваших толкателей клапана вышли из строя, вам не нужно везти свой Ford в магазин.