Как работает гидротолкатель клапана

Еще совсем недавно мэтрами автомобильного мира считались механики, техники, автослесари и домашние «самородки», умеющие правильно отрегулировать зазор в клапанах двигателя, и знающие наизусть величины этих зазоров для разных марок автомобильных двигателей.
Но в последнее время у этих «авторитетов» от техники кусок хлеба все чаще отнимают устройства, способные автоматически, в следящем режиме следить за состоянием зазоров между деталями ГРМ, и своевременно устранять выявленные недостатки в этом плане.
К таковым относятся, в первую очередь, гидравлические устройства, использующие в своей работе давление моторного масла принудительной системы смазки двигателя. Их называют гидравлическими толкателями, гидротолкателями или гидрокомпенсаторами.
Впрочем, название не меняет сути, тем более, что конструктивных решений для этих устройств в последние годы разработано немало.
Итак – представляем на суд автомобилистов злостного конкурента механиков и техников автомобильного мира – гидрокомпенсатор («девичье имя» – гидравлический толкатель клапанов).

Существует несколько технических решений конструкции гидравлических толкателей (гидрокомпенсаторов, гидротолкателей), которые принципиально почти не отличаются.

Гидротолкатель (гидрокомпенсатор) представляет собой корпус, внутри которого установлена подвижная плунжерная пара с шариковым клапаном. Корпус подвижен относительно направляющего седла, сделанного в головке блока цилиндров.
Если гидрокомпенсатор вмонтирован в рычаги привода клапанов (в рокеры или коромысла), его подвижной частью является только плунжер, выступающая часть которого выполнена в виде шаровой опоры или опорного башмака.

Основная часть гидрокомпенсатора — плунжерная пара. Зазор между втулкой и плунжером составляет всего 5…8 мкм, что обеспечивает высокую герметичность соединения, при этом подвижность деталей сохраняется. В нижней части плунжера сделано отверстие для поступления масла, которое закрывается подпружиненным обратным шариковым клапаном. Между втулкой и плунжером установлена достаточно жесткая возвратная пружина.

Принцип действия гидравлического толкателя (гидрокомпенсатора)

Принцип действия гидрокомпенсатора заключается в автоматическом изменении его длины на величину, равную зазору в газораспределительном механизме. Для функционирования компенсатор использует масло принудительной системы смазки двигателя, которое циркулирует по масляным магистралям под давлением.
По специальному каналу смазочное масло может поступать в корпус толкателя, когда тот, под действием пружины, находится в верхнем положении (кулачок распредвала не давит на него, рис. 2, а), и заполнять его объем. Под давлением кулачка распределительного вала толкатель начинает перемещаться вниз и перекрывает масляный канал, превращаясь в жесткий замкнутый сосуд, наполненный маслом.

Рассмотрим подробнее работу гидрокомпенсатора, схематически изображенного на рисунке 2.

Примечание: для детального осмотра схемы щелкните по рисунку мышкой — полное изображение откроется в отдельном окне браузера.

а) При запуске холодного двигателя, в момент, когда кулачок распределительного вала расположен тыльной стороной к корпусу толкателя, нагрузка на толкатель отсутствует, и между его корпусом и кулачком распредвала образуется зазор h .

б) Возвратная пружина выталкивает плунжер до тех пор, пока он не упрется в кулачок вала и зазор h уменьшается практически до нуля. В это время масло из системы смазки двигателя через шариковый клапан и перепускной канал под давлением поступает во внутреннюю полость плунжера и заполняет ее.
Небольшой диаметр плунжера не позволяет давлению масла развить усилие, способное открыть клапан, поэтому масло лишь плотно прижимает плунжер толкателя к кулачку.

в) По мере того, как вал поворачивается, кулачок распределительного вала начинает давить на корпус толкателя и перемещает его вниз, перекрывая масляные каналы системы смазки двигателя и перепускной канал.
Шариковый клапан при этом закрывается, и давление масла под плунжером увеличивается. Так как жидкость практически несжимаема, плунжерная пара начинает работать как жесткая деталь, передавая усилие кулачка распредвала на стержень клапана.

Некоторое количество масла продавливается обратно через технологический зазор между плунжером и втулкой, поэтому толкатель опускается («проседает») на 10…50 мкм. Величина «просадки» зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя. При увеличении оборотов, за счет уменьшения времени нажатия на корпус гидротолкателя (гидрокомпенсатора), снижаются утечки масла из-под плунжера, и гидротолкатель работает без «проседания».

Читайте также: Сколько лить масла при замене ваз 2112 16 клапанов

Образование зазора при сходе кулачка с толкателя исключается благодаря действию возвратной пружины плунжера и давлению масла в системе смазки двигателя. Таким образом, гидрокомпенсатор является своеобразной следящей системой, обеспечивающей отсутствие зазоров за счет поддержания постоянной жесткой связи между элементами и деталями ГРМ. Из-за нагревания двигателя длина деталей самого гидрокомпенсатора тоже несколько меняется, но он автоматически компенсирует и эти изменения.

Достоинства и недостатки гидрокомпенсаторов

Применение гидрокомпенсаторов позволяет избежать регулировки зазоров клапанного механизма и сделать его работу более «мягкой»; уменьшить ударные нагрузки, то есть снизить износ деталей ГРМ и исключить повышенную шумность двигателя; более точно соблюдать длительность фаз газораспределения, что положительно сказывается на надежности и долговечности двигателя, его мощности и расходе топлива.

Тем не менее, при всех своих достоинствах и преимуществах, гидрокомпенсаторы обладают и недостатками, а двигатели, оборудованные ими, некоторыми особенностями эксплуатации, которые следует знать и учитывать.
Так, один из существенных конструкционных недостатков простых гидрокомпенсаторов — запоздалое функционирование в первые секунды пуска холодного двигателя, когда давление масла в системе смазки отсутствует или оно минимально. Это приводит к повышенным динамическим нагрузкам в ГРМ при запуске холодного двигателя.
Кроме того, очевидно, что гидравлические толкатели сложнее и дороже в изготовлении, чем детали классической системы газораспределения с чисто механическим приводом.

Основные причины поломок гидрокомпенсаторов

Основные причины выхода из строя гидрокомпенсаторов — 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 гидрокомпенсатора маслом и не позволяют поглощать зазоры в ГРМ. При выходе из строя одного или нескольких гидрокомпенсаторов в двигателе появляется характерный «клапанный» стук.

Необходимо знать, что долговечную работу гидрокомпенсаторов обуславливает 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.

Видео:Гидрокомпенсатор - строение и принцип работы в 3D анимацииСкачать

Гидравлический толкатель клапана

В настоящее время в газораспределительных механизмах двигателей легковых автомобилей для привода впускных и выпускных клапанов находят широкое применение гидравлические толкатели.

Гидравлические толкатели автоматически обеспечивают постоянный (беззазорный) контакт кулачков распределительного вала с клапанами, компенсируют износ сопрягаемых деталей (распределительного вала и клапанной группы) и исключают необходимость регулирования теплового зазора клапанов в эксплуатации.

Гидравлический толкатель (рисунок 1) состоит из корпуса, компенсатора и шарикового клапана. В корпусе 2 толкателя приварена направляющая втулка 1, в которой стопорным кольцом 3 закреплен компенсатор. Компенсатор состоит из корпуса 4 и поршня 5, между которыми установлена разжимная пружина 7, а в поршне размещен шариковый клапан 6. Внутренняя полость компенсатора заполнена маслом, которое поступает в компенсатор при открытом клапане 6 из корпуса гидротолкателя. В корпус гидротолкателя масло подается из масляной магистрали головки цилиндров через наружную канавку и отверстие, выполненное в корпусе.

Рисунок 1 – Гидравлический толкатель

1 – втулка; 2, 4 – корпуса; 3 – кольцо; 5 – поршень; 6 – клапан; 7 – пружина

Гидротолкатель каждого клапана установлен между торцом стержня клапана и кулачком распределительного вала в отверстии, расточенном в головке цилиндров.

Видео:Гидрокомпенсаторы. Принцип работы гидрокомпенсаторов и почему они стучат?Скачать

Работа гидротолкателя

При набегании кулачка распределительного вала на толкатель усилие от кулачка передается на торец его корпуса 2, который перемещает поршень 5 компенсатора, преодолевая сопротивление пружины 7. При этом шариковый клапан 6 закрывается и запирает находящееся внутри компенсатора масло, через которое и передается усилие от распределительного вала к впускному или выпускному клапану, и клапан открывается. При перемещении поршня 5 часть масла из компенсатора через зазор между поршнем и корпусом 4 вытекает в корпус 2 толкателя, и поршень немного вдвигается в корпус 4 компенсатора.

При сбегании кулачка распределительного вала с толкателя пружина 7 прижимает поршень 5 к корпусу 2 толкателя, обеспечивая его беззазорный контакт с кулачком распределительного вала. При этом шариковый клапан 6 открывается, впускает масло в компенсатор, а впускной или выпускной клапан закрывается.

Видео:Стучат гидрокомпенсаторы. Причины и как устранитьСкачать

Принцип работы гидрокомпенсаторов клапанов

Видео:ГИДРИКИ СТУЧАТ НА ХОЛОДНОМ И ГОРЯЧЕМ ДВИГАТЕЛЕ! ПОЧЕМУ НА K4M ЭТО ПРОИЗОШЛО ПРИ ПРОБЕГЕ 140.000 КМ.Скачать

Гидрокомпенсатор. Принцип работы

Принцип работы гидрокомпенсаторов достаточно прост — при помощи плунжерной пары, пружины и давления масла регулируется зазор между профилем распределительного вала и клапаном ГРМ.

Читайте также: Предохранительный клапан 1 дюйм watts

Видео:✅ Гидрокомпенсатор или толкатель. Почему не регулируют клапана?Скачать

Как работают гидрокомпенсаторы

Устройство представляет собой металлическую конструкцию цилиндрической формы. С внешней стороны компенсаторы не имеют каких-либо характерных элементов.

Весь механизм находится внутри: подпружиненный плунжер и его клапан (шарик), отдельная пружина этого узла (плунжерной пары), специальный канал, по которому подводится масло из ГБЦ.

Также во внутренней части имеется специальная компенсационная емкость-накопитель, где скапливается масло в момент нажатия кулачком распредвала на компенсатор.

Видео:Как спустить гидрокомпенсаторы. Для чего, зачем и почему?Скачать

Разновидности гидрокомпенсаторов

Гидротолкатели с плоским внешним подпятником под кулачок распредвала.

Видео:Гидрокомпенсаторы.Устройство и почему нет компрессии.Скачать

Неисправности

1. Использование низкокачественного масла и/или несвоевременная замена ГСМ.

При заливке в мотор дешевых и некачественных масел, детали гидрокомпенсаторы подвергаются преждевременному износу: засоряются масляные каналы и клапан компенсатора (шарик), из-за чего компенсатор не полностью закрывается. Кроме того, при низкокачественном масле и неправильной работе плунжерной пары, часто происходят утечки масла и неправильный выбор зазора.

2. Несвоевременная замена ГСМ.

Редкая смена моторного масла также является одной из причин стука компенсаторов. Масло потерявшее свои рабочие свойства склонно к пригоранию и закоксовыванию, из-за чего отложения на стенках каналов мешают нормальному проходу и оттоку масла от компенсаторов.

3. Недостаточное количество масла в системе.

Видео:Как проверить гидрокомпенсаторы (гидротолкатели) и почему стучат гидрикиСкачать

Преимущества и недостатки

— отсутствие необходимости в обслуживании;

— тишина при работе (по сравнению с толкателями).

— высокая стоимость деталей (по сравнению с классическими толкателями);

— необходимость использования качественного масла.

Видео:ЧТО ЕСЛИ в двигателе стучат гидрокомпенсаторы. Как исправить! Knocking liftersСкачать

Виды гидрокомпенсаторов

1. Гидротолкатель. Стоит на современных моделях автомобилей. Регулирует зазоры между распредвалом и клапаном.
2. Гидроопора.
3. Гидравлическая опора для работы в коромыслах и рычагах. Теперь это устройство почти не используется. Активно применялось оно в прежних моделях газораспределитильных механизмов.
4. Гидротолкатель на роликовой основе.

Видео:Зачем нужно разряжать гидрокомпенсаторы перед установкой и как продлить срок их службыСкачать

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.

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.

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.

Небольшим недостатком от применения гидрокомпенсаторов является характерный стук, который можно услышать в первые секунды запуска неразогретого двигателя. Это происходит из-за того, что давление масла в системе недостаточное, а нужные показатели давления достигаются тогда, когда масло разогревается до определенной температуры и расширяется, заполняя внутренние полости компенсаторов.

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

Видео:Стучат гидрокомпенсаторы. Что делать?Скачать

Причины стука гидрокомпенсаторов

Проблемы с механикой могут быть следующими:

1. Детали гидрокомпенсатора загрязнены из-за постепенного нагара масла и попадания чужеродных примесей.
2. В гидравлический компенсатор попал воздух, поскольку масло в механизм подавалось в недостаточном количестве.
3. Залипание клапана подачи масла из-за его засорения.
4. Заводкой брак отдельных элементов гидравлического компенсатора.
5. Ударная поверхность плунжерной пары со временем изнашивается, поскольку на рабочей поверхности плунжера появляются вмятины от кулачков распределительного вала.

Что касается неполадок в системе двигателя, они могут быть следующими:

• попадание в масло воздуха, если его уровень в двигателе ниже или выше необходимого;
• выход масляного фильтра из строя;
• засорение масляных каналов грязью и нагаром;
• изменение характеристик моторного масла ввиду перегрева двигателя;
• неподходящие характеристики масла (климатические условия, качество, вязкость).

Стучат гидрокомпенсаторы на холодную и на горячую. Если двигатель уже прогрет, а стук не прекращается, проблема может быть в масле. Его нужно заменить на более качественное или просто залить новое. Проблема также может заключаться в грязном масляном фильтре. Проверьте его и замените новым при необходимости. Если проблема не исчезла, первопричину стука нужно искать в других узлах.

Читайте также: Мотоциклы иж лепестковы клапан

Стук на холодную может возникать из-за вязкости масла, поскольку при непрогретом двигателе оно не может попасть внутрь компенсатора. После прогрева вязкость меняется и стук пропадает.

Видео:Стучат Гидрокомпенсаторы как проверить и что делать? Принцип работы, как разрядитьСкачать

Устранение неисправности

Поскольку гидрокомпенсаторов в автомобиле несколько, стоит применить акустическую диагностику для определения неисправного, т.е. на звук. После обнаружения неисправного, его надо промыть, вернуть на место и повторно запустить двигатель. Но если это не поможет, тогда требуется его замена.

Как промыть гидрокомпенсатор?

Промывать рассматриваемый механизм необходимо в условиях защищенного от пыли и сквозняков помещения.

Подготовить три емкости под размер компенсатора и промывочную жидкость, например, керосин или 92-й бензин.

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

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.

Видео:Как проверить гидрокомпенсаторы за 5 минут не снимая с двигателяСкачать

Как работает гидротолкатель (гидрокомпенсатор) клапанов двигателя ВАЗ-21126 Lada Granta

На автомобиле Лада Гранта с двигателем ВАЗ-21126 гидротолкатели выполняют две функции: передачи усилия от распредвала к клапанам и устранения зазоров в их приводе.

Гидротолкатели клапанов (гидрокомпенсаторы)

Схема работы гидротолкателя в клапанном механизме двигателя ВАЗ 21126:

а – работа гидротолкателя в момент открытия клапана;

б – работа гидротолкателя в момент закрытия клапана;

2 – пружина обратного клапана;

3 – обратный клапан;

4 – головка блока цилиндров;

5 – кулачок распределительного вала;

6 – толкатель;

7 – плунжер;

8 – пружина плунжера;

10 – корпус обратного клапана;

А, Б – полости гидротолкателя;

В – масляный канал.

Масло под давлением подается в полости А и Б из канала В системы смазки двигателя через боковое отверстие в толкателе 6 При закрытом клапане 1 толкатель 6 (через плунжер 7) и гильза 9 распирающим усилием пружины 8 прижаты соответственно к кулачку 5 распредвала и торцу стержня клапана. Давление в полостях А и Б одинаково, обратный клапан 3 гидротолкателя прижат к седлу в плунжере 7 пружиной 2 — зазоры в клапанном механизме отсутствуют. При вращении распределительного вала кулачок 5 набегает на толкатель 6, перемещая его и связанный с ним плунжер 7. Перемещение плунжера 7 в гильзе 9 приводит к резкому повышению давления в полости Б.

Размещение противодренажного клапана масляного канала в ГБЦ

Противодренажный клапан масляного канала ГБЦ

💥 Видео

КАК УБРАТЬ СТУК ГИДРОКОМПЕНСАТОРОВ БЕЗ РАЗБОРКИ И РЕМОНТА ДВИГАТЕЛЯСкачать

Как определить неисправность гидрокомпенсаторов на любом авто не снимая ГРМСкачать

Подробный обзор Регулировки рабочнго хода гидрокомпенсатора!Скачать

Гидрокомпенсаторы. Нужно ли их прокачивать??? Почему не закрываются клапана??Скачать

ГИДРОКОМПЕНСАТОРЫ НЕ БУДУТ СТУЧАТЬ ЕСЛИ СДЕЛАТЬ ТАК! Knocking liftersСкачать

Гидрокомпенсаторы. Стук. Как я его убрал.Скачать

🌀 КОМПЕНСАТОР ГИДРОУДАРА. Зачем нужен и как работает?Скачать