Что такое гидрокомпенсаторы в двигателе и зачем они нужны

ЗАЧЕМ НУЖНЫ ГИДРОКОМПЕНСАТОРЫ | Наука и жизнь

Работа гидрокомпенсатора теплового зазора клапанов газораспределительного механизма

Открыть в полном размере

‹

›

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^оС. 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.

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.

причины и что делать. Самый простой способ устранить стук гидрокомпенсаторов.

Самая распространенная неисправность современных двигателей – стук гидрокомпенсаторов. Причин множество, в своём большинстве они связаны с качеством масла. Что делать при данной неисправности и как с ней бороться расскажет данный материал.

Что такое гидрокомпенсатор и как работает гидрокомпенсатор

Гидрокомпенсатор – простое устройство для автоматической регулировки зазора в приводе клапанов, устраняющее необходимость разбирать двигатель при его техническом обслуживании. Гидрокомпенсатор, в просторечии «гидрик» представляет собой миниатюрный гидроцилиндр, меняющий свою длину при нагнетании вовнутрь моторного масла.

Объем масла компенсирует зазор между штоком клапана и кулачком распределительного вала. Масло в полость гидрокомпенсатора попадает через клапан с очень небольшим отверстием, а выходит наружу через естественные зазоры клапанной пары. Насколько хорошо работает «гидрик» зависит от поступления масла и от состояния плунжерной пары, отсутствия износа или заклинивания.

Как понять, что стучит именно гидрокомпенсатор

Неисправный гидрокомпенсатор издает резкий стук, стрекот, с частотой вдвое меньше частоты оборотов двигателя.

Неисправным считается гидрокомпенсатор, который стучит более пары минут после запуска двигателя или стучит после полного прогрева двигателя. Стук прослушивается сверху двигателя и может быть неслышен из салона автомобиля.

Почему стучит гидрокомпенсатор

Причины стука гидрокомпенсатора «на холодную» (при непрогретом моторе):

Слишком густое масло, на непрогретом двигателе, плохо заходит в полость гидрокомпенсатора. Нужно время, чтобы полость заполнилась маслом
Забита загрязнениями масляная магистраль или клапан гидрокомпенсатора. Загрязнения появляются при низком качестве или при затянутых сроках смены моторного масла, а также могут являться продуктами износа некоторых деталей двигателя.
Износ или заклинивание плунжера гидрокомпенсатора. Бывает от естественного износа или от попадания абразивных загрязнений в моторное масло.

Причины стука гидрокомпенсатора «на горячую» (на прогретом моторе):

Заклинивание плунжерной пары гидрокомпенсатора из-за естественного износа или загрязнения. Задиры на плунжере блокируют его движение и гидрокомпенсатор полностью теряет работоспособность. Зазор не выбирается и гидрокомпенсатор стучит.
Слишком малая вязкость прогретого масла, масло вытекает через зазоры плунжерной пары быстрее, чем подается насосом. Некачественное масло или слишком жидкое для данного двигателя масло сильно разжижается при прогреве и легко вытекает через технологические зазоры.

3. Повышенный уровень масла в двигателе, вспенивание масла из-за перемешивания коленчатым валом или из-за попадания воды в двигатель. Следует проверить уровень масла в двигателе, а также использовать только высококачественные моторные масла.

Самый простой способ устранить стук гидрокомпенсаторов

Самый простой и действенный способ, помогающий в большинстве случаев, добавка в масло специальной присадки Liqui Moly Hydro-Stossel-Additiv. Присадка промывает масляные каналы, удаляет загрязнения и восстанавливает подачу масла в гидрокомпенсаторы. Кроме того, присадка немного загущает масло, компенсируя тем самым их естественный износ. Присадка добавляется в прогретое моторное масло, полное действие наступает после примерно 500 км пробега.

Как еще можно устранить стук гидрокомпенсаторов

Замена гидрокомпенсаторов Достоинства: гарантированный результат. Недостатки: дорого и долго). Нужно учитывать, что на некоторые иномарки, сначала нужно заказать детали, дождаться, пока они придут, и записаться на ремонт в сервисе. На большинстве двигателей, при замене гидрокомпенсаторов потребуются дополнительные затраты на одноразовые детали, например, прокладки или герметик.
Тщательная промывка масляной системы специальными промывками, например: Liqui Moly Oil-Schlamm-Spulung. Достоинства: сравнительно недорого. Недостатки: результат не гарантируется.

3. Возможно, в запущенных случаях, потребуется замена масляного насоса или очистка масляных магистралей двигателя с его частичной или полной разборкой.

Что будет, если не устранить стук гидрокомпенсаторов

Если не заниматься устранением стука гидрокомпенсаторов, то можно проездить довольно долго без особых проблем, но, со временем, двигатель будет работать громче, с вибрациями, упадет мощность и увеличится расход топлива, а далее произойдет износ всего клапанного механизма, в частность распределительного вала двигателя. Его замена - очень дорогое мероприятие.

Итог

Если стук гидрокомпенсаторов неоднократно возникает, то нет смысла дожидаться ухудшения ситуации. Добавка присадки Hydro-Stossel-Additiv решит проблему и предотвратит развитие износа на длительное время.

ВИДЕО

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.

Технология подъемника клапана

Основная функция подъемника 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.

Область контакта между толкателями и выступами кулачка является самой нагруженной поверхностью внутри двигателя, от 200 000 до 300 000 фунтов на квадратный дюйм в точке контакта в зависимости от давления пружины клапана! Следовательно, очень важно, чтобы оба компонента имели правильную геометрию (как выпуклую, так и коническую), чтобы обе поверхности имели достаточную твердость, чтобы противостоять преждевременному износу и разрушению, и чтобы точка контакта хорошо смазывалась моторным маслом.

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 кулачков с более быстрыми рампами открытия и закрытия, которые обеспечивают более полное открытие клапана для заданного подъема и продолжительности.

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, также замените подъемники. Не портите новый или переточенный кулачок, повторно используя изношенные подъемники.

Единственным исключением из этого правила являются роликовые кулачки. Поскольку выступы 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, точечной коррозии или трещин.

Гидравлические подъемники

Регулировка зазоров имеет решающее значение, поскольку слишком большой зазор делает работу клапанов шумной 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.

Гидравлические подъемники устраняют стук и необходимость периодической регулировки за счет поддержания нулевого зазора 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, поскольку нулевой зазор клапана снижает ударный эффект, который возникает, 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.

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. Очистите каждый подъемник отдельно, чтобы сохранить исходные допуски сборки.

Новые конструкции 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. 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.