Автомобильный гидрокомпенсатор: принцип работы 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.