Гидрокомпенсатор принцип работы

Конструкция и принцип работы

Сама же конструкция гидрокомпенсатора проста. Состоит он из цилиндрического поршня, днище которого и воспринимает усилие от кулачка распредвала.

Внутри этого поршня в своем посадочном месте установлен плунжер, посредством которого передается усилие через поршень от кулачка к стержню клапана (смотрите фото выше).

В своем посадочном месте плунжер свободно перемещается, обеспечивая тепловой зазор.

Работает гидрик так: при работающем двигателе кулачок набегает на днище поршня гидрокомпенсатора и смещает его вниз. Перемещаясь, поршень посредством плунжера давит на клапан, и он открывается.

Масляный насос подает рабочую жидкость в головку под давлением. В гидрике оно попадает в подплунжерное пространство, и смещает плунжер внутри посадочного места.

Чем выше давление масла, тем больше оно будет давить на плунжер и тем сильнее он выйдет из посадочного места.

При снижении давления – плунжер снова заходит в посадочное место. Таким образом тепловой зазор между плунжером и стержнем клапана регулируется самостоятельно и зависит от давления в системе смазки.

Чтобы масло не вытекало с гидрика после остановки мотора, в каналах подачи масла в головке блока установлены шариковые клапана.

Имея такое преимущество, как отсутствие потребности в регулировке, гидрокомпенсатор имеет и один существенный недостаток – высокая чувствительность к моторному маслу.

Расположение распределительного вала

На современных авто чаще всего используют механизм с верхним расположением распределительного вала, что позволило уменьшить металлоемкость конструкции и как следствие – увеличение надежности.

Поскольку при нагреве металл расширяется, а клапана постоянно находятся в зоне высокой температуры, для предотвращения его поджимания, вследствие чего он неплотно садится в седло, предусмотрен тепловой зазор между стержнем клапана и кулачном распредвала.

При этом тепловой зазор имеет определенную величину, чтобы обеспечить максимально возможное открытие клапана, исключая его поджимание.

Раньше у двигателей с верхним расположением распределительного вала тепловой зазор регулировался путем помещения между стержнем клапана и кулачком распредвала регулировочных шайб определенной толщины.

Недостатком применения этих шайб являлась потребность в периодической проверке зазора и регулировке его путем подбора шайб.

Сейчас же для обеспечения теплового зазора все чаще применяются гидрокомпенсаторы, по-народному — гидрики, использование которых исключил потребность в регулировке зазора, и все потому, что зазор регулируется за счет давления масла.

Располагаются гидрокомпенсаторы, как и регулировочные шайбы, между стержнем клапана и кулаком распредвала.

Внешне гидрик выглядит как небольшой поршенек, поэтому в головке предусмотрены посадочные места под них.

Гидрокомпенсаторы

Двигатель во время работы нагревается, что приводит к естественному расширению металлических деталей. Конструкторы учитывают данную особенность и поэтому оставляют специальные тепловые зазоры. Однако, еще одной особенностью двигателя является постепенный износ деталей, соответственно зазоры расширяются и мы наблюдаем такие негативные моменты, как уменьшение мощности, снижение компрессии, повышенный расход масла и топлива, постепенное разрушение деталей двигателя.

Важным элементом любого бензинового двигателя внутреннего сгорания является газо-распределительный механизм.

Его основные элементы:

• распределительный вал с проточенными на нем кулачками;
• впускные и выпускные клапаны;
• толкатели клапанов;
• шкив распредвала (приводит вал во вращение благодаря ремню ГРМ).

Мы перечислили только основные элементы, в действительности же их больше. Сама суть работы ГРМ сводится к тому, чтобы распредвал вращался синхронно с коленчатым валом, кулачки попеременно давили на толкатели (или коромысла), а те в свою очередь приводили в движение клапаны.

Со временем между рабочими поверхностями распредвала, толкателями (или коромыслами в V-образных двигателях) образуются зазоры. Чтобы их компенсировать, раньше применяли простой режим регулировки с помощью специальных меток и гаечных ключей. Регулировать зазоры приходилось буквально каждые 10-15 тысяч км.

На сегодняшний день такая проблема практически отпала благодаря изобретению и широкому применению гидрокомпенсаторов.

Устройство и принцип действия гидрокомпенсатора

Основные элементы гидрокомпенсатора:

• плунжерная пара (шарик, пружина, втулка плунжера);
• канал для поступления масла внутрь компенсатора;
• корпус.

Компенсатор устанавливается в головку блока цилиндров в специально отведенное место. Есть также возможность установить их и на более старые типы двигателей, в которых их установка не предусматривалась.

Принцип работы достаточно простой. Кулачок распредвала имеет неправильную форму. Когда он не давит на толкатель, зазор между ними увеличивается. В этот момент плунжерная пружина давит на клапан плунжера и внутрь компенсатора поступает масло из системы смазки, рабочая часть компенсатора немного приподнимается, приводит в движение толкатель и зазор между кулачком и толкателем исчезает.

Когда же распредвал делает оборот и кулачок начинает производить нагрузку на толкатель, рабочая часть гидрокомпенсатора начинает опускаться до тех пор, пока не перекроется канал поступления масла. Соответственно давление внутри компенсатора увеличивается и передается на шток клапана двигателя.

Именно благодаря внедрению гидрокомпенсаторов удалось достичь таких преимуществ новых двигателей перед старыми:

• отпала необходимость постоянно регулировать зазоры клапанов;
• работа двигателя стала более мягкой и тихой;
• уменьшилось количество ударных нагрузок на клапаны и распредвал.

Основные проблемы гидрокомпенсаторов

Стоит отметить, что плунжерная пара компенсатора — это весьма точное устройство. Зазор между втулкой и плунжером составляет несколько микрон. К тому же и масловыводящий канал тоже очень небольшого диаметра. Поэтому данные механизмы очень чувствительны к качеству масла. Они начинают стучать и выходить из строя, если заливать в двигатель некачественное масло, или если в нем очень много шлака, грязи, песка и так далее.

Если в системе смазки двигателя есть недочеты, то масло не сможет поступать в компенсаторы, а от этого они будут перегреваться и быстрее выходить из строя.

При установке или замене компенсаторов позаботьтесь, чтобы они были заполнены маслом. Обычно они поставляются уже заполненными. Если же внутри будет воздух, то могут возникнуть воздушные пробки и механизм не сможет выполнять поставленные задачи.

Если автомобиль долго стоял без работы, может происходить утечка масла из компенсаторов. В таком случае нужно их прокачать: дать поработать двигателю на постоянных оборотах, затем на переменных, а после этого на холостых — масло поступит в компенсаторы.

На этом видео специалист расскажет об устройстве и принципах работы гидрокомпенсаторов.

//www.youtube.com/embed/xnpjMjTW1Z4

Причины неполадок

Четко различаются стуки на холодном агрегате, и когда мотор уже разогретый. Причины стука холодного такие:

1. Он может быть вызван чересчур густым маслом, которое не разогрето, поэтому плохо закачивается в полость компенсатора. Это происходит слишком медленно на холодную, и возникает стук.
2. Если забился грязью клапан или магистраль компенсатора. Такое загрязнение получается обычно когда масло имеет низкое качество, либо когда пропущена своевременная смена масла. Засор может возникнуть из-за появления стружки и прочих продуктов износа элементов мотора.
3. Заклинивший плунжер компенсатора. Случается такое по причине попадания абразивного мусора в масло, либо естественный износ детали.
4. Недостаток масла в моторе, его просто не хватает для нормальной работы.

Теперь рассмотрим причины стуков на горячую приора:

1. Заклинившая пара гидрокомпенсатора, по причине загрязнения либо износа. Появившиеся задиры блокируют движение плунжера. Зазор не компенсируется при этом и появляются стуки. Такой стук будет слышен и при холодном и при горячем движке.
2. Низкая вязкость разогретого масла. Когда смазка слишком жидкая, она успевает вытекать быстрее, чем её в компенсатор нагнетает насос. Вытекающее масло не дает раздвижения цилиндру и зазоры не компенсируются. Причина – некачественное масло, или ошибка самого хозяина с вязкостью смазки.
3. Произошло вспенивание масла по причине его слишком большого количества, попадания в него воды, либо плохого качества.
4. Проблемы с распределительным валом.

Услышали такие звуки, сразу проверяйте уровень и цвет масла. Высокий или низкий уровень подгоните до нормального, это может решить проблему. По цвету масла можно понять степень загрязненности, и вспомнить, что пропустили его замену. Масло смешанное с водой становится серым или ржавым, это будет заметно на щупе.

Продление срока эксплуатации гидрокомпенсаторов

Время службы гидрокомпенсатора в автомобильном моторе почти не связано с правильностью действий водителя и другими субъективными факторами. Однако имеется одно условие, способное значительно увеличить время эксплуатации гидрокомпенсаторов, а также других деталей двигателя. Применение высококачественного масла, а также своевременность его замены значительно увеличивают шансы для автомобильного мотора проработать без значительного ремонта минимум 100 000 км.

Низкокачественное масло забивает клапан гидрокомпенсатора. Плунжерная пара изнашивается по причине либо дефицита масла, либо низкого качества этого масла. Потому многое определяется моторным маслом — его качеством. Следует менять масло почаще, не экономя на дешёвых марках, т. к. ремонт стоит намного дороже.

Причины стука гидрокомпенсаторов на горячую

В большинстве случаев может быть причина стука гидрокомпенсаторов на горячем двигателе одна из двух — слишком малая вязкость прогретого масла либо недостаточное его давление. Возникать это может в силу разных причин.

• Низкий уровень масла. Это очень частая причина, почему стучат гидрокомпенсаторы. Если смазывающей жидкости в картере недостаточно, то велика вероятность, что гидрокомпенсаторы будут работать “на сухую”, без масла, и соответственно, будут стучать. Однако для гидрокомпенсаторов вреден и перелив масла. В этом случае происходит вспенивание смазывающей жидкости, что приводит к завоздушиванию системы, и как следствие, некорректная работа гидрокомпенсаторов.
• Забитый масляный фильтр. Если этот элемент давно не менялся, то со временем в нем образуется налет из грязи, которая препятствует нормальному движению масла по системе.
• Неправильно подобранная вязкость. Часто автолюбителей интересует вопрос о том, почему на горячую стучат гидрокомпенсаторы после замены масла. В большинстве случаев, проблема как раз из-за неправильно подобранной вязкости масла либо оно оказалось некачественным. Нет такого что какое то масло любят гидрокомпенсаторы, а какое то нет, нужно просто правильно его выбрать. Если слишком жидкое масло, то может не хватать давления для полного наполнения гидрика. А когда оно плохого качества, то попросту быстро теряет свои эксплуатационные свойства. Замена масла поможет решить проблему, и не забывайте, что вместе с маслом нужно менять и масляный фильтр.
• Неисправный масляный насос. Как правило эта причина характерна для машин с большим пробегом, у которых насос попросту износился и не в состоянии создать должное давление в системе смазки двигателя.
• Использование присадок для масла. Большинство масляных присадок выполняют две функции — меняют вязкость масла (понижают, либо повышают ее), а также меняют температурный режим работы масла. В первом случае, если присадка понизила вязкость масла, а гидрокомпенсаторы уже достаточно изношены, то как раз и возникают условия, когда гидрики стучат на горячем двигателе. Что касается температурного режима, то масло оптимально работает именно «на горячую», а присадка может изменить это свойство. Соответственно, после заливки присадки в масло могут застучать гидрокомпенсаторы, когда не хватает давления продавить масло в них. Обычно по причине слишком жидкого масла.
• Проблемы в плунжерной паре. При такой неисправности масло вытекает из полости под плунжером, а именно между втулкой плунжера и самим плунжером. В результате этого гидрокомпенсатор не успевает выбирать рабочий зазор. Данная поломка может возникать из-за износа либо засора шарикового клапана в плунжерной паре. Может износиться сам шарик, пружина, рабочая полость (канал). Если это произошло, то поможет уже только замена гидрокомпенсаторов.

Обратная сторона… опоры

      Основные причины выхода из строя гидрокомпенсатора (ГК) — загрязнение масляных каналов двигателя и износ рабочих поверхностей обратного клапана и плунжерной пары, изготовленных с высокой степенью точности. К загрязнению приводит использование несоответствующего масла, несоблюдение сроков его замены или неисправность масляного фильтра, пропускающего грязное масло через перепускной клапан.

При увеличении посадочного зазора в плунжерной паре повышается утечка масла из камеры высокого давления. Гидрокомпенсатор теряет «жесткость», поэтому эффективность передачи усилия кулачка на стержень клапана ГРМ снижается. То же самое происходит при износе обратного клапана камеры высокого давления. Неисправности системы смазки двигателя замедляют наполнение ГК маслом и не позволяют поглощать зазоры в ГРМ.

Внутренний объем ГК должен быть заполнен маслом. Пустой или частично заполненный («завоздушенный») гидрокомпенсатор не выполняет своего основного назначения — устранения зазоров в деталях ГРМ. В результате возникают ударные нагрузки, которые проявляются характерным стуком. Это приводит к ускоренному износу деталей ГРМ и ухудшению работы мотора. Поломкам способствует и попадание в ГК с маслом частиц изношенных деталей: узел может заклинить. В зависимости от того, в каком положении это произошло, в ГРМ либо появятся большие зазоры, либо клапаны окажутся «зажатыми» (возрастает нагрузка на распредвал, падает мощность и т.д.).

Чтобы избежать этого, необходимо:

• контролировать и поддерживать внутреннюю чистоту двигателя — проводить смену масла и масляного фильтра в сроки, рекомендованные автопроизводителем, с понижающим коэффициентом 0,6 — 0,9, учитывающим условия эксплуатации машины;
• промывать двигатель перед очередной сменой масла, используя медленно действующие промывки «на пробег». При загрязнении внутренних поверхностей двигателя (что обнаруживается, например, при снятии кожуха ГРМ) быстродействующие средства промывки применять не рекомендуется, так как отслоившиеся куски грязи с потоком масла могут попасть во внутренние полости компенсаторов и вывести их из строя.

Необходимо знать, что малые зазоры между подвижными элементами гидрокомпенсатора обуславливают применение в двигателе маловязких масел высокого качества — синтетических или полусинтетических (SAE 0W40, 5W40, 10W30 и др.). Использовать минеральные масла (например, SAE 15W40) из-за их повышенной вязкости и склонности к смолистым отложениям не рекомендуется.

Устранение неисправности

Поскольку гидрокомпенсаторов в автомобиле несколько, стоит применить акустическую диагностику для определения неисправного. Опытный мастер знает, как проверить гидрокомпенсаторы на работоспособность с помощью акустической диагностики, то есть на звук.

Для опытного мастера такие манипуляции не сложны. После определения проблемного гидравлического компенсатора, для устранения стука, необходимо его промыть, вернуть на место и повторно запустить двигатель. Если данная мера не помогла, придется заменять его. Рассмотрим поэтапные действия в случае обеих процедур.

Как промыть гидрокомпенсатор?

Промывать рассматриваемый механизм необходимо в условиях защищенного от пыли и сквозняков помещения. Не разбирать двигатель совсем не получится, но избавлять его от каждого винтика тоже нет никакой необходимости.

На подготовительном этапе приготовьте три глубоких емкости под размер компенсатора, а также промывочную жидкость, в роли которой может выступить керосин или хороший 92-й бензин.

Также перед промыванием оставьте автомобиль на сутки в гараже, чтобы в поддон стекло как можно больше масла. Дальнейшие действия следующие:

1. Отключите аккумуляторную батарею, чтобы обесточить авто.
2. Избавьтесь от воздушного фильтра.
3. Открутите болты, чтобы снять крышку ГБЦ.
4. Извлеките гидравлический компенсатор из гнезд после снятия осей коромысел.
5. Используйте щетку с синтетической щетиной для очищения наружных сторон деталей.
6. Промойте гидрокомпенсаторы в первой емкости. Для этого погрузите в жидкость каждый из них и надавите на шариковый клапан через отверстие в плунжере с помощью проволоки. Будьте аккуратны и не сломайте пружину. Далее нажимайте на сам плунжер. Как только вы заметите, что ход стал более легким, тщательно отожмите шарик клапана и слейте жидкость из компенсатора. Используйте шприц для дополнительного промывания каналов в корпусе и переходите к аналогичному промыванию во второй емкости.
7. На завершающем этапе вас ожидает проверка, для этого понадобится третья емкость с промывочной жидкостью. Как проверить гидрокомпенсаторы перед установкой на место? Достаточно окунуть их в третью емкость, набрать жидкость в ГК и опустить клапан, после чего плунжером вверх вынимайте деталь. Если надавить на плунжер пальцем, он не должен двигаться.
8. При отсутствии движения возвращайте детали на место путем установки коромысел, крышки головки блока цилиндров и остальных элементов. Помните о необходимости зажимать болты от середины к краям.

После того как сборка будет завершена, запустите двигатель и подождите пару минут, пока он поработает на холостых оборотах, на которых стука не должно быть после промывки. Очистка также помогает избавиться от стука после прогревания двигателя и его выхода на рабочий температурный режим.

Замена гидрокомпенсатора

Если очистка не помогла, замена гидравлических компенсаторов станет единственным разумным решением. Порядок замены гидрокомпенсаторов следующий:

1. Демонтируйте неисправный механизм с помощью съемника или магнита. Последний способ целесообразен только при свободном движении гидрокомпенсатора. Если же он прикипел к наружной поверхности, поможет только съемник.
2. Промойте всю систему подачи масла, замените масляный фильтр и залейте новое масло, проверьте его подачу в посадочное место компенсаторов путем прокручивания коленчатого вала. Гидравлический компенсатор уже должен быть снят.
3. Категорически запрещена установка компенсаторов без масла, в противном случае возникают критические ударные нагрузки.
4. После установки на посадочное место нового механизма не заводите силовой агрегат сразу. Используйте ключ для проворачивания коленвала на несколько оборотов и подождите полчаса. За это время детали найдут свои рабочие места, а внутреннее давление нормализуется.

Поскольку из строя может выйти как один, так и несколько гидрокомпенсаторов, вам придется самостоятельно решить, сколько из них подвергнуть замене. В данном случае решающим фактором является финансовое положение. При наличии разборных механизмов возможен ремонт и профилактика каждого по отдельности.

Если же вы отдали предпочтение комплексной замене, данное решение будет оптимальным и даст вам гарантию на отсутствие проблем в ближайшем будущем. Никогда не экономьте на качестве масла, что позволит вам существенно продлить не только эксплуатационный срок компенсатора, но также трущихся элементов мотора.

Основные неисправности, возможные причины и замена

Появившийся стук говорит о неисправностях в газораспределительном механизме. Если стоят гидрокомпенсаторы, то причина может быть в них:

• Неисправность самих гидротолкателей: выход из строя плунжерной пары или заклинивание плунжеров, заклинивание шарикового клапана, естественный износ.
• Низкое давление масла в системе.
• Засорение масляных каналов в головке блока цилиндров;
• Попадание воздуха в систему смазки.

Определить неисправный компенсатор зазора обычному автолюбителю бывает достаточно трудно. Для этого, например, можно воспользоваться автомобильным стетоскопом. Достаточно прослушать каждый гидрокомпенсатор, чтобы определить неисправный по характерному стуку.

Также работоспособность гидрокомпенсаторов можно проверить, если удастся снять их с двигателя. В заполненном состоянии они не должны сжиматься. Некоторые виды можно разобрать и определить степень износа внутренних деталей.

Некачественное масло приводит к засорению масляных каналов. Исправить это можно путем замены самого масла, масляного фильтра и промывки гидрокомпенсаторов. Промыть можно специальными жидкостями, ацетоном или высокооктановым бензином. Если дело в масле, то это должно помочь устранить стук.

При замене гидравлических компенсаторов зазора нужно соблюдать некоторые нюансы:

• Новые гидротолкатели уже заполнены масляным составом. Удалять это масло не нужно. Масло смешивается в системе смазки, и воздух не попадет в систему.
• Нельзя ставить «пустые» компенсаторы (без масла) после промывки или разборки. Так в систему попадает воздух.
• После установки новых гидрокомпенсаторов рекомендуется несколько раз провернуть коленчатый вал. Это делается для того, чтобы плунжерные пары пришли в рабочее состояние, и повысилось давление.
• После замены гидротолкателей рекомендуется поменять масло и фильтр.

Чтобы гидрокомпенсаторы доставляли как можно меньше проблем при эксплуатации, нужно использовать качественное моторное масло, которое рекомендуется в руководстве по эксплуатации автомобиля. Также необходимо соблюдать регламент замены масла и фильтра. Соблюдая эти правила, гидравлические компенсаторы прослужат долго.

Характерные неисправности

Прежде чем изучать снятый гидрокомпенсатор, нужно определить неработающий элемент. Компенсаторы стоят на клапанах, потому их количество равняется количеству предусмотренных на двигателе клапанов.

Проверку можно сделать, не снимая распредвал. Но сначала нужно понять, почему даже новые элементы выходят из строя. Выделяют 4 главных неисправности.

• Увеличивается зазор, предусмотренный между самим плунжером и его втулкой. В итоге начнет утекать масла. Компенсатор не сможет, скажем так, выбирать тепловые зазоры;
• Наблюдается негерметичное закрытие клапана. Такое происходит редко, но исключать не стоит. Из-за этого между плунжером и втулкой не сможет создаваться нужное давление;
• Заклинивание плунжерной пары. Втулка работает так, что она должна перемещаться свободно относительно установленного плунжера. Если этой свободы нет, здравствуй заклинивание;
• Засорения. Загрязняются масляные каналы. Потому гидрокомпенсаторы (ГК) работать не могут.

Есть достаточно обширный перечень видео и фото руководств, по которым можно выполнить проверку.

Автомобилисту важно сказать, какой стучит из имеющихся ГК, чтобы отремонтировать его, поменять и восстановить нормальную работу двигателя

Стоит заметить, что на некоторых автомобилях гидрокомпенсаторы отсутствуют. Так предусмотрена несколько иная технология.

Чаще всего автомобилисты обращаются с такими вопросами, будучи владельцами следующих авто:

• Газель;
• Шевроле Ланос;
• Фольксваген Поло;
• Лада Приора 16 клапанов;
• Дэу Нексия 8 клапанов;
• Шевроле Нива;
• ВАЗ 2110;
• Лада Калина;
• Ниссан Альмера и пр.

Не важно, какая у вас машина или двигатель. В распоряжении может оказаться мотор ЗМЗ 406, либо неисправность возникла на ВАЗ 2112

Несмотря на незначительную разницу в конструкциях, проверяются и ремонтируются ГК примерно одинаково. Существенных отличий нет.

Приступая к работе, предварительно убедитесь, что вы знаете, где находятся компенсаторы, и как следует поступить при выявлении неисправного элемента.

Выявление неисправных гидрокомпенсаторов

Выявить застучавший гидрокомпенсатор, в принципе, несложно. Достаточно с авто снять клапанную крышку, чтобы получить частичный доступ к ним, которого будет достаточно для проверки.

Чтобы проверить гидрики, достаточно воспользоваться не толстым деревянным бруском.

Проверка осуществляется путем нажатия на днище гидрика. При создании усилия он начнет утапливаться в своем посадочном месте

Важно при проверке, чтобы на днище гидрика не воздействовал кулачек распредвала

Заклинивший гидрокомпенсатор созданным усилием попросту не будет утапливаться в посадочном месте, воздействия человека будет недостаточно, чтобы преодолеть усилия пружины клапана.

Если же в нем отсутствует масло по какой-либо из перечисленных причин, утапливание гидрика в посадочном месте будет производиться при значительно меньшем усилии, чем нормально работающих.

ПОПУЛЯРНОЕ У ЧИТАТЕЛЕЙ: Инструменты для ремонта автомобилей

Таким методом можно вычислить поломанные гидрокомпенсаторы.