0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое гидрокомпенсаторы в двигателе на дизеле

ЗАЧЕМ НУЖНЫ ГИДРОКОМПЕНСАТОРЫ

Кандидат технических наук Д. ЗЫКОВ

В результате износа деталей автомобильного двигателя зазоры на клапанах газораспределительного механизма неизбежно увеличиваются, поэтому время от времени приходится их регулировать. Занятие это не слишком сложное, но трудоемкое, требующее определенной квалификации и внимательности. Избежать частой регулировки клапанного механизма и сделать его работу более мягкой помогают гидрокомпенсаторы. Статья рассказывает о том, как они устроены и каких сюрпризов ждать, если вы воспользуетесь нашим советом и установите гидрокомпенсаторы на свой автомобиль. Одна из основных систем двигателя внутреннего сгорания — газораспределительный механизм (ГРМ). Он отвечает за распределение по цилиндрам бензино-воздушной смеси в бензиновых двигателях (или воздуха — в дизельных) и за выпуск выхлопных газов. В состав ГРМ входят распределительный вал с кулачками (один или несколько), клапаны и многочисленные детали, закрывающие клапаны и передающие на них усилия от кулачков распределительного вала: пружины, толкатели, штанги, рычаги коромысел и сами коромысла. Порядок расположения и форма кулачков на распределительном валу задают последовательность и продолжительность открытия и закрытия клапанов.

Распределительный вал может находиться в блоке цилиндров (такое расположение называют нижним) или в головке блока цилиндров (верхнее расположение). Если вал «нижний», то усилие с кулачков на клапаны передают специальные толкатели, штанги и коромысла, если же вал «верхний», то удается обойтись без штанг. В этом случае усилие могут передавать рычаги или толкатели (или и те и другие вместе), находящиеся в непосредственном контакте с распределительным валом.

Клапанный механизм действует в чрезвычайно жестких условиях. Его детали испытывают высокие ударные и инерционные нагрузки, а также термические напряжения (клапаны работают при очень высокой температуре, причем нагрев их весьма неравномерен). Кромки тарелок клапанов и седла подвергаются эрозии, а распределительные валы, толкатели и направляющие втулки — действию трения. При этом все детали механизма должны действовать четко и слаженно, ведь от правильности их работы зависят все характеристики двигателя, начиная с мощности и кончая составом выхлопных газов.

Во время прогрева двигателя детали газораспределительного механизма нагреваются и их размеры увеличиваются. Чтобы при высокой температуре клапаны плотно закрывались, между элементами ГРМ необходимо оставлять небольшие тепловые (термические) зазоры. Заметим, что впускные и выпускные клапаны нагреваются до разной температуры (выпускные существенно горячее впускных), поэтому и зазоры на них могут быть разными. В двигателях большинства легковых автомобилей величина зазора на впускных клапанах составляет 0,15-0,25 мм, а на выпускных — 0,2-0,35 мм и даже больше.

Если тепловой зазор отрегулирован неправильно, в зависимости от того, «в какую сторону» сделана ошибка, могут возникнуть разные технические неисправности.

Когда зазор отсутствует или, как говорят, клапаны перетянуты, они полностью не закрываются. Если в бензиновом моторе не закрываются впускные клапаны, то смесь может вспыхивать во впускном коллекторе — вследствие этого двигатель не развивает полную мощность и плохо запускается. Неплотность выпускных клапанов приводит к прогару их тарелок и седел. Неплотность клапанов дизеля делает его и вовсе неработоспособным.

Если же зазоры в клапанном механизме велики, то возникают значительные ударные нагрузки на детали и в двигателе появляется резкий частый стук. Распределительный вал да и все остальные детали механизма быстро изнашиваются. От этого клапаны открываются не полностью, а значит, уменьшается их проходное сечение. Наполняемость и вентиляция цилиндров ухудшаются, вследствие чего падает мощность двигателя и повышается содержание токсичных примесей в выхлопных газах.

Величина зазоров на клапанах ГРМ должна устанавливаться в зависимости от температуры деталей двигателя. Между тем большинство регулировщиков клапанов пользуются одним и тем же обычным плоским щупом, независимо от того, контролируют ли они зазоры при температуре воздуха ниже нуля или при +30 о С. А разница есть: например, для двигателя «ВАЗ-2106» она составляет почти 0,05 мм.

Чтобы смягчить работу клапанов и избежать частой регулировки клапанного механизма, конструкторы автомобилей предлагали разные устройства. Однако на двигателях внутренне го сгорания прижились только так называемые гидрокомпенсаторы теплового зазора клапанов. Суть их работы заключается в автоматическом изменении длины компенсатора на величину, равную тепловому зазору. Детали компенсатора перемещаются одна относительно другой, во-первых, под действием встроенной в него пружины и, во-вторых, за счет подачи масла под давлением из системы смазки двигателя.

Обычный гидрокомпенсатор представляет собой корпус, внутри которого установлена подвижная плунжерная пара, состоящая в свою очередь из втулки и подпружиненного плунжера с шариковым клапаном (см. рисунок). Корпусом может служить цилиндрический толкатель (такая конструкция применяется в гидрокомпенсаторах для двигателей «ВАЗ-2108»), часть головки блока цилиндров («ВАЗ-2101»-«ВАЗ-2106»). На двигатели УМЗ 331.10 («Москвич-2141» и «Иж-2126 Ода») иногда ставят гидрокомпенсаторы, корпусом которых служат элементы рычагов привода клапанов.

Плунжерная пара — самая ответственная часть гидрокомпенсатора. Зазор между втулкой и плунжером составляет всего 5-8 микрон. Благодаря этому, с одной стороны, детали более или менее свободно перемещаются относительно друг друга, с другой — сохраняется герметичность соединения. В нижней части плунжера есть отверстие, которое закрывается обратным шариковым клапаном. Между втулкой и плунжером установлена достаточно жесткая пружина.

Читать еще:  Характеристика двигателя субару форестер турбо

Когда кулачок распределительного вала располагается тыльной стороной к толкателю, между корпусом и распределительным валом остается тепловой зазор. Масло поступает в плунжер через масляный канал из системы смазки (а) . Одновременно с этим плунжер под действием пружины поднимается и компенсирует зазор, а в полость под плунжером через шариковый клапан из системы смазки двигателя также попадает масло. По мере того как вал поворачивается, кулачок начинает давить на толкатель и перемещает его вниз (б) . Обратный шариковый клапан в этот момент закрывается, и плунжерная пара начинает работать как жесткий элемент (масло можно считать несжимаемой жидкостью), передавая усилие на клапан (в) . Небольшая часть масла все же выдавливается из-под плунжера через зазор между ним и втулкой. Утечка компенсируется поступлением масла из системы смазки. Из-за нагревания деталей во время работы двигателя происходит некоторое изменение длины гидрокомпенсатора, но система сама автоматически компенсирует зазор, изменяя объем дополнительной порции масла.

Гидрокомпенсаторы существенно упрощают обслуживание двигателя, но с ними надо более внимательно подходить к выбору масла и масляного фильтра. Дело в том, что больше всего гидрокомпенсаторы «боятся» увеличения зазоров в плунжерной паре. Когда зазор увеличивается, происходит утечка масла из-под плунжера, пара становится «не жесткой» и компенсатор просто не успевает срабатывать. Эта неисправность выдает себя резким стуком во время работы двигателя. Примерно то же самое происходит и при неисправности клапана, только масло вытекает не через зазор между плунжером и втулкой, а через клапан.

Иногда плунжерную пару заклинивает. В зависимости от того, в каком положении заклинило детали, либо в клапанном механизме образуется слишком большой зазор (возникают ударные нагрузки, сопровождающиеся резким стуком и повышенным износом деталей), либо клапаны оказываются «зажатыми» (возрастает нагрузка на распределительный вал, повышается износ деталей, резко падает мощность, появляются хлопки в системе впуска и «стрельба» в выхлопном тракте).

Вопреки распространенному мнению, что даже самое простое дополнительное устройство неизбежно снижает надежность любого прибора, гидрокомпенсаторы гарантируют более стабильную работу газораспределительного механизма. Так что владельцам «Жигулей», «Москвичей» и других отечественных автомобилей стоит подумать об их приобретении. Гидрокомпенсаторы есть в каждом автомагазине, а с их установкой справятся на любой станции техобслуживания. По силам эта работа и тем, кто берется сам ремонтировать свою машину.

Гидрокомпенсаторы клапанов ГРМ: устройство и принцип работы

Клапаны ДВС подвергаются воздействию высоких температур в период эксплуатации. Потому металл, из которого эти элементы изготовлены, расширяется. В свою очередь, это может привести к их ускоренному износу, поломкам и падению характеристик двигателя. Чтобы предупредить эти последствия, между клапаном и распределительным валом устанавливают тепловой зазор — промежуток между двумя упомянутыми деталями.

Если зазор находится в предусмотренном производителем пределе, то ГРМ (газораспределительный механизм) исправно функционирует. Но по мере эксплуатации выставленное расстояние изменяется в меньшую или большую сторону, что приводит к сбою в работе газораспределительной системы. И дабы вернуть зазору нормативное значение, требуется периодически вручную выполнять регулировку клапанов.

Что такое гидрокомпенсатор (ГК)?

Это специальный механизм, который автоматически регулирует тепловой зазор, пока работает двигатель. Соответственно, если в моторе установлено такое устройство, то настраивать клапаны не нужно.

ГК ставят на все современные автомобили. При этом установить его можно в любой ГРМ независимо от особенностей системы.

Плюсы гидрокомпенсатора

  • Тихая работа двигателя
  • Минимальный расход топлива
  • Ресурс износа ГРМ увеличивается
  • Не требует обслуживания (если работает исправно).

Минусы гидрокомпенсатора

  • Очень (!) чувствительны к качеству масла. По этой же причине смазку необходимо своевременно менять.
  • Сбойный функционал холодного двигателя в первые секунды запуска (проходит после нагрева масла и создания нужного давления в системе).
  • Дорогостоящий ремонт.

Устройство гидрокомпенсатора

ГК различаются между собой по конструкции на четыре вида — обычные, роликовые гидротолкатели, гидроопоры стандартные и для установки в рычаги или коромысла. Несмотря на отличия в устройстве у всех четырех типов есть смежные элементы, формирующие основу конструкции:

  • металлический корпус;
  • подвижная плунжерная пара (состоящая из плунжера и втулки);
  • обратный клапан;
  • пружина плунжера.

Примечание! Ранее широко применялись гидроопоры, теперь же большинство производителей отдают предпочтение гидротолкателям.

Принцип работы гидрокомпенсаторов

В исходном положении корпус гидрокомпесатора упирается в тыльную часть распредвала (благодаря усилию возвратной пружины). В то же время через отверстие плунжера внутрь поступает масло из системы смазки, заполняя всю полость.

Вращаясь, распределительный вал надавливает на компенсатор, перемещая его вниз. Вследствие этого перекрывается канал для подачи масла, и тогда плунжерная пара из-за находящейся внутри смазки под давлением приобретает «жесткость» и оказывает усилие на клапан ДВС, открывая его. Попутно немного масла выливается сквозь технические зазоры между плунжером и втулкой, но утечка компенсируется при следующей подачи смазки. Затем гидрокомпенсатор возвращается на исходную позицию.

Читать еще:  Бензин в масле двигателя инжектор причины

Соответственно, в силу особенностей принципа работы тепловой зазор всегда остается оптимальным, независимо от расширения деталей ГРМ. До тех пор, конечно, пока сам ГК работоспособен.

Признаки неисправности

Главный симптом — характерный звонкий стук в двигателе, похожий на клапанный. Он сопровождается уменьшением мощности ДВС и его шумной работой. Постукивание может возникать по разным причинам:

  • Недостаточное давление в смазочной системе двигателя. ГК не успевают наполняться, и не создается необходимое усилие на клапан. В таком случае гидрокомпенсаторы исправны, а корень проблем кроется в системе смазки.
  • Засорение ГК. Образуются дополнительные утечки масла или оно поступает в недостаточном объеме внутрь элемента. Подобное происходит из-за несвоевременной замены смазочной жидкости.
  • Естественный износ, то есть опять-таки не создается нужное давление, и деталь не успевает выбирать зазор.
  • Заклинивание ГК — деталь не работает вовсе.

Если наблюдаются проблемы в функционале гидрокомпенсаторов, а опыта и навыков в их ремонте у автовладельца нет, то эксперты Моторпейдж не рекомендуют заниматься самостоятельной диагностикой и починкой. Лучше обратиться к специалистам.

Гидрокомпенсатор

Гидрокомпенсатор — устройство, предназначенное для автоматической регулировки тепловых зазоров клапанов двигателя.

Содержание

  • 1 Принцип действия
  • 2 Устройство
  • 3 Работа
  • 4 Основные неисправности
  • 5 Ссылки
  • 6 См. также

Принцип действия [ править | править код ]

Заключается в автоматическом изменении длины гидрокомпенсатора на величину равную зазору в газораспределительном механизме (ГРМ). Это достигается перемещением его деталей под действием пружины и подачей масла из системы смазки двигателя.

Устройство [ править | править код ]

Основными деталями гидрокомпенсатора являются: корпус, плунжерная пара, пружина плунжера и обратный клапан

  • Корпусом может служить (в зависимости от конструкции привода клапанов) цилиндрический толкатель, коромысло или часть головки блока цилиндров.
  • Плунжерная пара состоит из:
  1. втулки, обеспечивающей движение плунжера в строго заданном направлении. Зазор между ними составляет 5-8 мкм для обеспечения герметичности;
  2. плунжера — стального цилиндра, в нижней части которого имеется отверстие, соединяющее полости внутри плунжера и под ним. В некоторых конструкциях с одноплечим рычагом используется плунжер без внутренней полости, а верхняя часть его имеет вид сферической головки и служит опорой.
  • Пружина плунжера расположена между ним и втулкой (в полости под плунжером).
  • Обратный клапан в большинстве случаев представляет собой стальной подпружиненный шарик.

Работа [ править | править код ]

Кулачок распредвала, повёрнутый к толкателю тыльной стороной — не передаёт на него усилие и плунжерная пружина выдвигает плунжер из втулки, выбирая зазор. В увеличившийся объём полости под плунжером через шариковый клапан поступает масло из системы смазки. После её заполнения шариковый клапан закрывается под действием своей пружины.

Поворачиваясь выпуклой стороной к толкателю, кулачок начинает перемещать его вниз. В этот момент гидрокомпенсатор передаёт усилие на клапан ГРМ как «жёсткий» элемент, так как шариковый клапан закрыт, а масло в замкнутой полости под плунжером практически не сжимается.

При перемещении толкателя и, соответственно, плунжерной пары вниз небольшая часть масла выдавливается через зазоры из полости под плунжером. Длина гидрокомпенсатора незначительно уменьшается и образуется зазор (упомянутый выше) между кулачком и толкателем. Утечки компенсируются дополнительной порцией масла из системы смазки двигателя.

Расширение деталей при нагреве приводит к изменению объёма «пополняющей» порции масла и длины гидрокомпенсатора, то есть он автоматически «выбирает» зазор как от теплового расширения, так и от износа деталей ГРМ.

Основные неисправности [ править | править код ]

Использование низкокачественного моторного масла и (или) его загрязнённость (например, при несвоевременной замене фильтра системы смазки и масла) могут привести к следующим последствиям:

  • увеличению зазора в плунжерной паре, что вызывает повышенные утечки масла из полости под плунжером. Гидрокомпенсатор не успевает выбирать зазоры в ГРМ, появляются характерные стуки;
  • износу или засорению шарикового клапана, вызывающему неплотное его закрытие и, соответственно, увеличение утечек масла из полости под плунжером;
  • заклиниванию плунжерной пары, которое полностью выводит гидрокомпенсатор из строя. В ГРМ возникают ударные нагрузки, приводящие к повышенному износу деталей и преждевременному выходу их из строя.

Засорение клапана в некоторых случаях может быть устранено промывкой двигателя специальным маслом. Все остальные неисправности, как правило, требуют замены гидрокомпенсаторов.

На сайте вы найдете информацию о том как сделать качественный ремонт автомобиля своими руками, подробные фото отчеты по ремонту ауди с4, а также много полезной информации о диагностике и профилактике неисправностей.

Top menu

  • Главная
  • Карта сайта
  • Шинный калькулятор
  • Форум
  • Новости
  • Обратная связь

поиск google

Breadcrumbs

Меню сайта:

  • Техническое обслуживание
  • Устройство и принцип действия
  • Диагностика и устранение неисправностей
  • Фото отчеты ауди с4
  • Cоветы автомобилистам

Последние публикации

Перетяжка потолка ауди 100 с4.(Часть 3)

В первой и второй частях мы снимали обшивку потолка, сегодня же мы займемся самой перетяжкой.

Читать еще:  Газ 3110 406 двигатель заливает свечи
Перетяжка потолка ауди 100 с4.(Часть 2)

Продолжим снятие обшивки потолка. В первой части мы сняли обшивку люка и накладки передних стоек. Сегодня мы все-таки снимем потолок.

Перетяжка потолка ауди 100 с4.(Часть 1)

В уже не молодых автомобилях, не редко можно столкнуться с проблемой провисания потолка. Происходит это, как правило, по двум причинам:

Гидрокомпенсатор. Принцип его работы.

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

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

Устройство гидрокомпенсатора приведено на (Рис 1).

Рис 1 – Схематическое изображение гидрокомпенсатора.

1 – кулачек распределительного вала. 2 – выемка в теле гидрокомпенсатора. 3 – втулка плунжера. 4 – плунжер. 5 – пружина клапана плунжера. 6 – пружина клапана газораспределительного механизма. 7 – зазор между кулачком распределительного вала и рабочей поверхности гидрокомпенсатора. 8 — шарик (клапан плунжера). 9 – масляный канал в теле гидрокомпенсатора. 10 – масляный канал в головке блока цилиндров. 11 – пружина плунжирной пары. 12 – клапан газораспределительного механизма.

    Работает гидрокомпенсатор следующим образом:
    Положение, когда кулачек распределительного вала находится противоположно рабочей поверхности гидрокомпенсатора (Рис 2). Клапан ГРМ 12 под действием пружины 6 находится в закрытом положении, усилие со стороны гидрокомпенсатора на него отсутствует.

Рис 2 — 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.

Рис 3 – 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.

Стучат гидрокомпенсаторы.

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

Стучать гидрокомпенсаторы могут по следующим причинам:

  1. В системе смазки создается не достаточное давление масла, что приводит к тому, что компенсаторы не заполняются необходимым количеством масла. Устранение неисправности: В этом случае гидрокомпенсаторы исправны, причину нужно искать в системе смазки.
  2. Износ в плунжерной паре. Масло вытекает между втулкой плунжера 3 и самим плунжером 4 из полости под плунжером. Вследствие чего гидрокомпенсатор не успевает выбирать зазор. Устранение неисправности: Замена гидрокомпенсаторов.
  3. Износ или засорение шарикового клапана в плунжерной паре, что приводит к дополнительным утечкам масла из плунжерной пары. Так же как и в предыдущем случае гидрокомпенсатор не успевает выбирать зазор. Устранение неисправности: Засорение шарикового клапана обычно происходит вследствие использования низкокачественного масла. Поэтому промывка гидрокомпенсатора может отсрочить их замену, но все же если на них проехали уже приличное расстояние, то их лучше заменить.
  4. Заклинивание плунжерной пары. В этом случае работа гидрокомпенсатора полностью парализована.

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

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector