Гидрокомпенсаторы клапанов: принцип работы и устройство

Содержание:

• Чем современные гидрокомпенсаторы отличаются от механических толкателей
• Конструкция гидрокомпенсаторов и виды устройств
• Зачем нужны гидравлические «регулировщики»
• Достоинства и недостатки механизма
• Последовательность промывки гидрокомпенсаторов
• Как самостоятельно заменить гидрокомпенсатор?

В двигателях, разрабатываемых на заре автопрома, за регулировку тепловых зазоров – а они неминуемо образовывались из-за износа клапанов – отвечали специальные механизмы. По этой причине клапанная система штатно настраивалась через каждые 15 тыс. км, для чего приходилось вскрывать головку блока цилиндров. Поскольку эта операция очень ответственна, грамотно провести ее мог только мастер с высокой квалификацией. Однако последующее развитие моторов позволило разработать устройство, способное автоматически поддерживать зазор клапанов без разборки ГБЦ.

Разумеется, при этом оно обязательно учитывает степень износа газораспределительного механизма. Устройство гидрокомпенсатора клапанов – так называется данный механизм – достаточно простое, но эффективное. Его главными составляющими являются толкатель и пружины, постоянно находящиеся в движении и меняющиеся в размерах соответственно тепловым зазорам. Иногда такие «регулировщики» называются гидротолкотелями, а в простонародье попросту «гидриками». 

Чем современные гидрокомпенсаторы отличаются от механических толкателей 

Появлению «гидриков» мы во многом обязаны японским конструкторам автомобилей, которые первыми в мире стали массово внедрять данный механизм в конструкцию ГРМ двигателей. Именно они стали значительную долю своего внимания уделять не только основным узлам и деталям непосредственно силового агрегата, но и его газораспределительного механизма. Что касается механических толкателей, распространенных в тот период времени, то их выход из обихода при проектировании транспортных средств был обусловлен двумя главными причинами.  

Во-первых, принцип работы гидрокомпенсаторов позволяет отказаться от частой регулировки ГРМ, характерной для предыдущей версии регулирующих устройств. Во-вторых, механизмы с механикой производят гораздо больше шума по сравнению с «гидриками». Кроме того, их утилитарность, то есть практическая польза, заключается в том, что они намного лучше справляются со своей функцией. Ведь в современных двигателях, за редким исключением, коленчатые валы обычно работают с частотой до 3 500 об./мин и редко превышают планку в 5 000 об./мин. При таком режиме устройство и работа гидрокомпенсаторов полностью себя оправдывает – они прекрасно справляются со своей задачей, не нуждаются в обслуживании и отличаются тихой работой. И все бы хорошо, если бы не одно досадное «но»: как только коленвал двигателя раскручивается примерно до 6 000 об./мин, гидротолкатели попросту не поспевают за такой «крутибельностью», начинают стучать и быстро выходят из строя. 

Конструкция гидрокомпенсаторов и виды устройств

Устройство гидрокомпенсатора в его современном виде предполагает две схемы. Однако конструкционно они мало чем различаются, и в любом случае весь механизм спрятан в неразборный металлический корпус. Разница только в том, где монтируется устройство: в одном случае это гнезда газораспределительного механизма, в другом – гнезда коромысел клапанов. Набор деталей в обоих случаях одинаков: плунжер со втулками, пружина клапана и плунжера, шариковый клапан. 

На данный момент существует 4 вида компенсаторов – одни постепенно уходят в прошлое, но еще встречаются в силовых агрегатах, другие же уверенно находят все большее распространение. 

 Гидравлическая опора, принцип которой основан на взаимодействии с рычагами и коромыслами. Сейчас такие механизмы практически не встречаются, однако в предыдущих поколениях силовых агрегатов они применялись весьма активно.

 Роликовый гидротолкатель – он применяется довольно часто.

 Гидроопора.

 Гидравлический толкатель (гидрокомпенсатор), регулирующий зазоры между клапанами и распределительным валом. Получил широкое распространение на новых моделях автомобилей.  

Соответственно, будущее – за различными модификациями гидротолкателей, в то время как гидроопоры у конструкторов автомобилей быстро выходят из обихода. 

Зачем нужны гидравлические «регулировщики» 

Когда мотор постепенно достигает рабочей температуры, нагреваются и другие его элементы. Связанное с этим расширение деталей вызывает уменьшение самых разных зазоров в силовом агрегате. А регулировка зазоров в газораспределительном механизме – очень ответственная операция, так как от нее во многом зависит стабильность работы мотора. Понятное дело, что ручная регулировка – дело утомительное и малоэффективное, с ним гораздо успешнее справляются специальные механизмы. Тем более, что клапаны при активной эксплуатации автомобиля постоянно находятся как под механической, так и тепловой нагрузкой. И нельзя забывать, что все компоненты ГРМ прогреваются неравномерно, что в сочетании с естественным истиранием приводит к повышенному износу клапанного механизма. 

Принцип работы гидрокомпенсаторов клапанов основан на обеспечении оптимального теплового зазора. А он должен быть разным, так как впускные клапаны по сравнению с выпускными, контактирующими с горячими газами, нагреваются на порядок меньше. Вдобавок «регулировщики» способны учитывать и износ клапанного механизма, хотя это и не решает проблему повышенного расхода топлива и падения мощности двигателя. 

Возвращаясь к вопросу регулировки ГРМ вручную, нельзя не заметить, что подобная подстройка должна осуществляться через 15 тыс. км. Однако без весьма специфических навыков осуществлять такую процедуру крайне не рекомендуется, поскольку нужно учитывать самые разнообразные температурные колебания. Это так же, как и в случае со средней температурой по палате, которая не дает объективных данных о состоянии пациентов. И совсем другое дело – гидравлические компенсаторы, регулирующие зазор в автоматическом режиме с учетом актуальных параметров. 

Достоинства и недостатки механизма 

Непосредственная функция гидротолкателя заключается в регулировке зазора между коленвалом и клапаном, так как без него нормально работать двигатель не способен. Регулировка осуществляется в автоматическом режиме за счет изменения давления моторного масла. В таком механизме кроется ряд явных преимуществ:

 экономнее расходуется горючее;

 увеличивается эксплуатационный ресурс и мощность силового агрегата;

 улучшаются динамические показатели автомобиля;

 возрастает срок службы газораспределительного механизма, фазы впрыска топлива становятся точнее;

 двигатель становится практически бесшумным, он работает мягко. 

Однако, как в любой схеме, не обходится и без недостатков. В первую очередь они связаны с частой заменой масла, существенно бьющего по карману автовладельца. Ведь предпочтительно использовать синтетическую смазку, а она часто является самой дорогой. 

Во-вторых, от того, как работает гидрокомпенсатор клапанов, зависит бесшумность и эффективность работы ГРМ. Увы, со временем данные компоненты мотора забиваются, из-за чего газораспределительный механизм начинает шуметь. Вдобавок такую конструкцию отремонтировать собственными силами довольно непросто, и поэтому приходится обращаться к автомеханикам-мотористам. Соответственно, чтобы не терять время и деньги, владельцам легковых машин независимо от их класса желательно постоянно следить за чистотой мотора. Тем более, что список профилактических работ не так уж и обширен – достаточно вовремя менять масло и тщательно промывать силовой агрегат. Да и в целом любую неисправность ГРМ желательно устранять сразу же после ее появления. 

Последовательность промывки гидрокомпенсаторов

Очищать гидротолкатели следует в непыльном помещении. Сквозняков тоже не должно быть. Подготовительные работы предполагают поиск 3 емкостей, в которых может поместиться гидрокомпенсатор, а также покупку промывочной жидкости – подойдет и бензин АИ-92, и керосин. Кроме того, перед процедурой машина должна хотя бы сутки постоять в гараже, чтобы максимально избавиться от отработанного масла. Для очистки потребуется и щетка с синтетической щетиной. Далее алгоритм действий таков:

 отключить бортовую сеть от подачи электроэнергии – отключаем АКБ;

 снимаем воздушный фильтр и крышку головки блока цилиндров;

 достаем гидравлический компенсатор, предварительно сняв оси коромысел.

Чтобы промыть компенсатор в первой емкости, погружаем его в налитую жидкость и нажимаем на шариковый клапан. Для этого обычно используется проволока, пропускаемая через отверстие в плунжере. Причем аккуратность в данном деле не помешает – непродуманные, грубые действия способны привести к поломке пружины. Затем следует надавить на сам плунжер, и как только ход станет легким, отжать шарик клапана для того, чтобы слить жидкость. Для более тщательной промывки каналов в корпусе детали используется специальный шприц. 

Во второй емкости процедура просто повторяется, в то время как третья нужна для проверки – это финальный этап. Перед тем, как установить промытый гидрокомпенсатор обратно в гнездо, нужно окунуть его в промывочную жидкость, набрать ее и опустить клапан. Далее деталь вынимается плунжером вверх при одновременном надавливании на него пальцем – он должен быть неподвижен. Если движение отсутствует, можно начинать обратную сборку двигателя. 

По завершении работ следует запустить двигатель и дать ему несколько минут поработать вхолостую. Если промывка осуществлена успешно, то не будет никакого стука. Также он должен отсутствовать после минимального прогрева силового агрегата и выхода его на рабочий температурный режим. 

Как самостоятельно заменить гидрокомпенсатор?

Замена гидротолкателей на новые считается логичным решением только тогда, когда их промывка не дала никакого результата. Это означает, что данные детали банально износились и больше не способны выполнять свою функцию. Однако установка работоспособных компенсаторов иногда сопряжена с трудностями и финансовыми расходами, так как менять придется не только «регулировщиков». 

Вначале нужно снять неисправный механизм. Для этого обычно используется магнит, так как данная деталь уже способна свободно двигаться. Другое дело, когда она «прикипела» к поверхности – тогда потребуется специальный съемник. Второй этап заключается в промывке системы подачи смазывающей жидкости, замене масляного фильтра и заливке нового масла. Вдобавок придется предварительно проверить, подается ли масло в посадочное гнездо для гидрокомпенсаторов – потребуется лишь несколько раз прокрутить коленчатый вал. Данный этап очень ответственен, так как монтаж деталей, к которым подается недостаточно масла, вызывает критические ударные нагрузки. 

Исходя из принципа работы гидрокомпенсаторов, после их замены не рекомендуется сразу же заводить мотор и выводить его в штатный режим. Ключом зажигания нужно лишь несколько раз провернуть коленчатый вал и выждать полчаса, а лучше час. За данный отрезок времени давление масла в системе нормализуется, а гидротолкатели сами «найдут» положенные им места. 

Однако возникает вопрос: сколько компенсаторов клапанов подлежат замене? Ответ на него находит непосредственно автовладелец. Например, из строя вышел 1 или 2 механизма. В таком случае, при отсутствии «свободных» денег, меняются только они, а остальные подвергаются ремонту или профилактике. Однако оптимальным решением считается комплексная замена, которая гарантирует отсутствие проблем в данной части ГРМ на довольно продолжительный период. Кроме того, рекомендуется использовать только качественно масло – оно способно продлить «жизнь» не только гидрокомпенсаторов, но и других компонентов двигателя, находящихся под нагрузкой.

Выбрать инструктора:

• Автоинструктор Оксана
• Автоинструктор Игорь
• Автоинструктор Михаил
• Автоинструктор Лариса
• Автоинструктор Екатерина
• Автоинструктор Ася
• Автоинструктор Алексей
• Автоинструктор Юлия
• Автоинструктор Анатолий
• Автоинструктор Дмитрий

Отзывы:

Все отзывы

Автомобильный гидрокомпенсатор: принцип действия и устройство

Эти детали вошли в конструкцию автомобиля сравнительно недавно. В 60-х ими стали комплектовать некоторые модели машин. Устройство и принцип работы гидрокомпенсатора интересны многим водителям, а значит, нужно рассказать о них.

Что он делает?

Когда мотор заведен, все детали в его конструкции нагреваются до достаточно высоких температур. Еще из школьного курса физики всем известно, что при нагреве тела расширяются. Для того, чтобы избежать поломок, укоренного износа отдельных деталей, всего двигателя существуют специальные тепловые зазоры. Когда двигатель разогревается, они поглощаются вследствие увеличения размеров тех или иных деталей. Но по мере того, как узлы изнашиваются, размеры их при нагреве не могут поглотить тепловой зазор. Это не лучшим образом сказывается на динамических и других характеристиках силовых агрегатов.

Зачем гидрокомпенсатор в автомобиле

Тепловой зазор в приводном механизме клапана очень сильно влияет на качество работы, да и вообще на работоспособность двигателя. Вследствие естественного износа деталей расстояния на клапанах постоянно меняются. Еще в самом начале истории ДВС эти зазоры регулировали при помощи обыкновенного гаечного ключа. Этот процесс требовал регулярности, что значительно повышало трудоемкость и цену за эту процедуру.

Поэтому инженеры, чтобы облегчить жизнь автолюбителям, разработали гидрокомпенсатор. Принцип работы его заключается в поглощении зазоров между рабочими частями распределительного вала, а также между рокерами, коромыслами, клапанами и штангами. При этом эта компенсация не должна зависеть от температур или степени износа деталей и узлов.

Виды гидрокомпенсаторов

Устанавливать эти узлы можно на любые типы механизмов ГРМ. В зависимости от того, какой конструкции ГРМ, существует четыре базовых вида гидрокомпенсаторов. Это толкатели, гидроопоры для рычагов или же коромысел, а также роликовые толкатели.

Несмотря на то, что конструкция механизмов разная, принцип действия их одинаковый. Все они предназначены для компенсации зазоров между толкателями клапанов и распределительными валами.

Так, например, принцип работы гидрокомпенсаторов на «Шевроле Нива» в том, что вместо традиционных регулирующих зазоры винтов теперь в ГБЦ применили плунжерные пары. К этим парам из смазочной системы поступает гидравлическая рабочая жидкость. Это заставляет рычаг все время прижиматься к кулачку распредвала. С такими устройствами отпадает необходимость в регулировке зазоров.

Из истории создания этого механизма

Известно, что самым первым автомобилем, который укомплектовали этими небольшими узлами, является «Кадиллак 452». Его собирали в 1930 году. В качестве силового агрегата использовали V16. Об удобстве обслуживания и ремонта авто тогда еще не задумывались, поэтому гидрокомпенсатор, принцип работы его был придуман значительно позже. Так, есть информация, то популярность этих механизмов пришла в 80-е, когда рынок наполнился японскими авто.

Как устроен гидрокомпенсатор

Среди основных деталей этого механизма можно выделить корпус, плунжерную пару, пружину и обратный клапан. В качестве корпуса (а корпус может быть различным в зависимости от конструкции привода) может выступать цилиндрические толкатели, коромысло, либо части ГБЦ.

Принцип работы гидрокомпенсатора авто построен на плунжерной паре. Она, в свою очередь, состоит из втулки, которая позволяет плунжеру двигаться в определенном направлении. Также в конструкции можно выделить плунжер. Это стальной цилиндр, который в нижней части имеет отверстие. Отверстие это соединяет полости внутри детали и под ней.

Некоторые конструкции, где имеется одноплечный рычаг, предусматривают плунжеры без внутренних полостей. Плунжерная пружина располагается между самим плунжером и втулкой. В качестве обратного клапана используют стальной шарик с пружинкой.

Принцип работы гидрокомпенсатора клапанов

Итак. В тот момент, когда кулачок распределительного вала находится относительно толкателя своей обратной стороной, он ничего не сжимает. Пока двигатель холодный, между кулачком и толкателем существует зазор. Пружина при приложении силы на нее начнет толкать плунжер до тех пор, пока расстояние не исчезнет полностью. Вместе с этим масло из смазочной системы автомобиля поступает через подпружиненный клапан с шариком во внутреннюю полость компенсатора.

С проворачиванием распределительного вала кулачок давит на корпус толкателя. Так, корпус под давлением двигается вниз, закрывая смазочные каналы. Шариковый клапан в это время закрыт, а давление гидравлической жидкости под плунжером растет. Так как сжать жидкость невозможно, пара работает по принципу жесткой опоры, а усилие кулачка передается штоку клапана. Кстати, такой принцип работы гидрокомпенсаторов «Приоры» отлично себя показал.

Хоть зазор, который есть в плунжерной паре равен всего 0,8 мкм, масло все-таки в небольшом количестве выходит через технологическую полость между плунжером и втулкой. Так, толкатель слегка опускается. Размеры просадки могут зависеть от количества оборотов коленчатого вала. При увеличении оборотов уменьшается уровень утечек гидравлической жидкости из-под плунжера.

Зазор (в тот момент, когда кулачок распредвала сходит с толкателя) компенсируется посредством силы возвратной пружины, а также давления масла. Этот принцип работы гидрокомпенсатора авто помогает обеспечить полное отсутствие лишних расстояний между элементами. Этого удается достигать за счет жестких связей между узлами газо-распределительного механизма. Когда двигатель нагревается, размеры деталей компенсатора также меняются, однако эти изменения компенсируются практически мгновенно.

Достоинства и недостатки

Использование этих механизмов позволил автомобилистам избежать процедуры регулировки зазоров клапанов вручную. К тому же работа двигателя стала более мягкой. Значительно снизились ударные нагрузки, что позволило продлить ресурс деталей ГРМ и снизить шумовые эффекты при работе агрегата. Гидрокомпенсатор, принцип работы его также позволил более точно соблюдать время фаз распределения газов. Это лучшим образом сказалось на сохранности силовых агрегатов, мощности, динамике и расходе топлива.

Среди недостатков выделяют некачественный и шумный запуск холодного мотора. В первые несколько секунд давление масла еще не дошло до нужного уровня, поэтому компенсаторы могут немного стучать. Это актуально даже на иномарках, ведь принцип работы гидрокомпенсаторов «Грейт Вол» мало чем отличается от отечественных разработок.

Причины выхода деталей из строя

Несмотря на простоту конструкции, эти узлы также выходят из строя. В большинстве случаев самая популярная причина – это грязные смазочные каналы мотора. Либо сильный износ рабочей части клапана обратного хода. Загрязнение может возникнуть в результате применения неправильного масла, замена, проведенная не вовремя, или же поломка масляного фильтра.

Если увеличен посадочной зазор плунжерной пары, технологическая утечка масла может возрасти. Теряется жесткость, с которой работает гидрокомпенсатор, принцип работы его таков, что давление масла должно присутствовать обязательно. То же самое случается, если сильно износился обратный клапан камеры высокого давления.

Внутри гидрокомпенсатор обязательно должен быть заполнен смазочной гидравлической жидкостью. Если в полости есть воздух, то зазоры будут компенсироваться не полностью, а то и вовсе не будут. В этом случае может помочь ремонт гидрокомпенсаторов. Также ремонт может потребоваться в случае, если деталь заклинило, в механизм попали посторонние частицы.

Как этого избежать

Следует держать в чистоте внутренности двигателя. Рекомендуется регулярно проводить замену смазок и фильтров в рекомендованный производителем срок. Также следует регулярно промывать мотор перед заменой смазки. Нужно знать, что небольшие зазоры в гижркомпенсаторе требуют применения очень качественных масел. Можно использовать синтетические или же полусинтетические масла средней вязкости.

Диагностика и ремонт гидрокомпенсаторов

Диагностировать сломанный элемент можно по характерному стуку. Затем подозрительный механизм нужно извлечь и визуально осмотреть на предмет износа и повреждений. Если деталь загрязнилась, рекомендуется промыть ее в ацетоне.

Чтобы элементы работали исправно, есть специальная присадка для гидрокомпенсаторов. Средство позволяет устранить причины шумы механизма при работе, а также эффективно очищает данную деталь.

лет | Решения » Компенсатор давления

Развернуть все

Этот узел клапана состоит из нормально открытого компенсатора ограничительного типа на порте P и челнока, который воспринимает давление от более высокого из двух рабочих портов. Его цель состоит в том, чтобы обеспечить относительно постоянный перепад давления на направляющем клапане, тем самым изолируя золотник направляющего клапана от высоких сил потока. Это достигается путем дросселирования подачи в порт P. Постоянный перепад создает регулирование расхода с компенсацией давления из направляющего клапана.

Челночный клапан имеет вспомогательный порт в шестигранном корпусе для подключения к системе измерения нагрузки.

• Этот узел обычно используется в многопозиционной системе измерения нагрузки или с насосом с компенсацией давления.
• Перепад давления на дросселе (направленный клапан) зависит от расхода и давления в системе. Она достигает своего максимума при нулевом потоке и падает с увеличением потока.
• Добавление /M в конце номера детали изменит вспомогательный порт измерения нагрузки с SAE-4 на ¼ BSPP.
• Другое название этого узла — гидростат.

Вернуться к началу

Тип корпуса	СэндвичСэндвич
Интерфейс	ИСО 07ИСО 07
Вместимость	40 гал/мин 160 л/мин.
Особенности корпуса	Метр в PМетр в P
Высота стопки	2,74 дюйма 70 мм
Уплотнительная пластина в комплекте (см. примечания)	ДаДа
Рабочая характеристика	ОграничительныйОграничительный

Наверх

Насколько велика капля гидравлического масла?

В кубическом дюйме ровно 250 солнечных капель или 15 в кубическом сантиметре.

Почему Sun не анодирует свои алюминиевые корпуса?

Причины для анодирования:

• Для повышения коррозионной стойкости. Sun использует алюминий 6061-T651. Это один из самых коррозионностойких алюминиевых сплавов. Вопрос о том, улучшает ли анодирование коррозионную стойкость алюминия 6061, остается спорным. Нам еще предстоит вернуть коллектор из-за коррозии.
• Внешний вид (цвет). 2 цвета, которые понравились бы Солнцу, были бы синим или черным. К сожалению, это цвета, которые труднее всего наносить последовательно.
• Для обеспечения износостойкости поверхности. Sun не производит клапаны с частями в корпусе. Коллектор просто сантехника. Нам не нужна износостойкая поверхность.
• Потому что так делают все остальные. Плохая причина.

Причины отказа от анодирования:

• Стоимость. Это другой процесс.
• Логистика. Когда вы делаете десятки тысяч коллекторов в месяц и анодируете сотни, это проблема. Последовательность. См. выше.
• Штамповка. После того, как тело анодировано, вы не можете больше штамповать, не создавая беспорядка.
  Осмотр. Вы когда-нибудь пробовали искать заусенцы в черном анодированном корпусе? Это старая фабрика классных досок в ночном сценарии.
• Крутящий момент. Вы почувствуете увеличение момента отрыва при извлечении элементов из анодированного коллектора.
• Усталостная долговечность. Это лучшая причина не анодировать. Усталостное разрушение — очень сложное явление. Трудно предсказать, что нужно, чтобы инициировать трещину.
  Что нужно для распространения трещины, легко определить. Анодирование дает очень тонкую, очень твердую и очень хрупкую поверхность алюминия. Когда вы впервые создаете давление в анодированном алюминиевом коллекторе, у вас появляются усталостные трещины. Достаточно ли напряжения для распространения трещин, зависит от давления и геометрии коллектора. Анодирование алюминиевого коллектора значительно снижает усталостную долговечность на 20-50%.

Прямого действия или с пилотным управлением – что мне использовать?

Клапаны прямого действия используются для предотвращения избыточного давления, а пилотные клапаны используются для регулирования давления. Если вы не уверены, используйте клапан прямого действия. Клапаны прямого действия Sun очень быстрые, устойчивые к загрязнениям, стабильные и надежные. Клапаны Sun с пилотным управлением работают умеренно быстро, имеют низкую кривую роста давления в зависимости от расхода и легко регулируются.

Вернуться к началу

• Значение высоты штабеля в таблице технических данных включает стопорную пластину уплотнения.