Гидрокомпенсатор

В двигателях внутреннего сгорания раннего периода развития автомобильной промышленности проблему изменения зазоров, увеличившихся из-за износа клапанов, решали путем регулировки клапанного механизма. Специально обученный механик каждые 10 000 километров пробега (а по мере износа деталей - и чаще), вскрывал двигатель и углублялся в регулировку клапанного механизма. Эта трудоемкая процедура требует определенных навыков и квалификации, а также специализированных инструментов, которые, кстати, выглядят довольно необычно.

Первые гидрокомпенсаторы появились в двигателе Cadillac - автомобиля, на котором были опробованы все инновации, которые позже копировал весь мир

В процессе развития автопрома было изобретено устройство, поддерживающее зазор клапана на постоянном уровне по мере накопления износа в газораспределительном механизме. Это устройство, состоящее из подпружиненных толкателей, обладающих способностью выдвигаться по мере увеличения зазора, называется гидрокомпенсатором.

История создания гидрокомпенсатора

Впервые двигатель с гидрокомпенсаторами появился в автомобиле Cadillac Model 452 1930 года с двигателем V16. Однако в те времена о простоте обслуживания двигателей еще не думали, поэтому настоящая мода на гидрокомпенсаторы началась позже, в 80-е годы, когда японские производители бросились наперебой завоевывать рынок США. Устройство отлично зарекомендовало себя, но в последние годы производители понемногу начали отказываться от его применения. Делать это их заставляют современные тенденции в экономике - установка гидрокомпенсаторов усложняет двигатель и увеличивает его себестоимость. Иными словами - надежность двигателей, которую ставили во главу угла японские производители в конце двадцатого века, перестала быть определяющим фактором. Двигатели с регулируемым зазором работают несколько более шумно и требуют периодической настройки, но такая схема проще, а значит, дешевле. В современной схеме бизнеса дилеров, основанной на продаже автомобилей с длительной гарантией на основные узлы надежность не имеет определяющего значения, так как за его работой пристально следят специалисты авторизованных техцентров, в которых покупатель обязан обслуживаться в течение гарантийного периода.

Виды гидрокомпенсаторов

В зависимости от конструкции ГРМ, гидрокомпенсаторы делятся на четыре вида:

• гидротолкатели;
• роликовые гидротолкатели;
• гидроопоры;
• гидроопоры, устанавливаемые в рычаги или коромысла.

Невзирая на конструктивные отличия, назначение и принцип действия этих узлов одинаковы. Они предназначены для компенсирования тепловых зазоров между толкателями клапанов и распределительным валом ГРМ механизма.

В качестве рабочей жидкости в гидрокомпенсаторах используется моторное масло.                                             

Устройство гидрокомпенсаторов

Суть работы гидрокомпенсаторов заключается в том, что они автоматически изменяют свою длину на величину, равную тепловому зазору.

Перемещение деталей гидрокомпенсатора относительно друг друга происходит под воздействием поступающего масла и встроенных пружин.

Конструктивно гидрокомпенсатор состоит из корпуса и подвижной плунжерной пары. Она, в свою очередь, состоит из втулки, пружины и шарикового клапана. Корпусом гидротолкателей могут служить цилиндрические толкатели, часть ГБЦ или элементы рычагов клапанных приводов.

Основной частью гидокомпенсатора является плунжерная пара. Величина зазора между плунжером и втулкой составляет 5-8 микрон. Это позволяет сохранять герметичность компенсатора, а его деталям свободно перемещаться в нем относительно друг друга.

Отверстие, расположенное в нижней части плунжера, закрывается шариковым обратным клапаном. Между плунжером и втулкой устанавливается жесткая пружина.

В момент, когда кулачок распределительного вала располагается тыльной стороной к толкателю, между валом и корпусом образуется тепловой зазор.

Масло поступает в плунжер через специальный канал. При этом под действием пружины плунжер поднимается и компенсирует зазор. Одновременно с этим масло попадает через шариковый клапан в полость под плунжером. При поворачивании вала кулачок надавливает на толкатель, опуская его вниз. При этом обратный клапан закрывается. Плунжерная пара, действуя как жесткий элемент, передает усилие на клапан. В зазор между плунжером и втулкой выдавливается незначительное количество масла. Поступления из системы смазки компенсируют образовавшуюся утечку.

Гидрокомпенсатор может износиться до такой степени, что его заклинит в выдвинутом положении, и клапан перестанет закрываться

Нагревание деталей, вызываемое работой двигателя, приводит к изменению длины компенсатора. За счет поступления дополнительного количества маслаи  происходит изменение объема и автоматическая компенсация зазора.                                                    

Характерные неисправности гидрокомпенсаторов

Как у любого механизма, у гидрокомпенсатора есть изъяны. Один из них - необходимость более тщательного выбора масла и масляных фильтров. Изменение зазоров разрушительно сказывается на самих гидрокомпенсаторах - увеличение зазора влечет за собой утечку масла и потерю жесткости. В случае, если процесс зашел далеко, при работе двигателя под клапанной крышкой возникает характерный стрекочущий негромкий стук. Избавиться на время от этого звука можно, использовав масло с большим коэффициентом вязкости. Кстати, именно так поступают нерадивые продавцы б/у автомобилей, стараясь замаскировать недостатки товара. Если в ответ на вопрос о том, какое масло залито в двигателе на данный момент, вы услышали характеристики явно слишком вязкого для данной марки автомобиля масла, это повод задуматься.

Бывает, что клапан с изношенным гидрокомпенсатором заклинивает в открытом состоянии. Если вследствие этого возникает большой зазор – возрастают ударные нагрузки, повышается износ деталей, появляется резкий стук при работе двигателя. Если клапан выпускной, он может быстро прогореть из-за постоянно увеличенного зазора. И наоборот, при «зажатых», то есть не открывающихся до конца, клапанах увеличивается нагрузка на распределительный вал, возрастает износ деталей, падает мощность двигателя, возникают хлопки в выхлопном тракте.