Гидрокомпенсатор это: что это, почему стучит, как проверить и исправить :: Autonews

Гидрокомпенсатор | это… Что такое Гидрокомпенсатор?

Принцип действия

Заключается в автоматическом изменении длины гидрокомпенсатора на величину равную зазору в газораспределительном механизме (ГРМ). Это достигается перемещением его деталей под действием пружины и подачей масла из системы смазки двигателя.

Устройство

Основными деталями гидрокомпенсатора являются: корпус, плунжерная пара, пружина плунжера и обратный клапан

• Корпусом может служить (в зависимости от конструкции привода клапанов) цилиндрический толкатель, коромысло или часть головки блока цилиндров.

• Плунжерная пара состоит из:

1. втулки, обеспечивающей движение плунжера в строго заданном направлении. Зазор между ними составляет 5-8 мкм для обеспечения герметичности;
2. плунжера — стального цилиндра, в нижней части которого имеется отверстие, соединяющее полости внутри плунжера и под ним. В некоторых конструкциях с одноплечим рычагом используется плунжер без внутренней полости, а верхняя часть его имеет вид сферической головки и служит опорой.

• Пружина плунжера расположена между ним и втулкой (в полости под плунжером).
• Обратный клапан в большинстве случаев представляет собой стальной подпружиненный шарик.

Работа

Кулачок распредвала, повёрнутый к толкателю тыльной стороной, не передаёт на него усилие и плунжерная пружина выдвигает плунжер из втулки, выбирая зазор. В увеличившийся объем полости под плунжером через шариковый клапан поступает масло из системы смазки. После ее заполнения шариковый клапан закрывается под действием своей пружины.

Поворачиваясь выпуклой стороной к толкателю, кулачок начинает перемещать его вниз. В этот момент гидрокомпенсатор передаёт усилие на клапан ГРМ как «жёсткий» элемент, так как шариковый клапан закрыт, а масло в замкнутой полости под плунжером практически не сжимается.

При перемещении толкателя и, соответственно, плунжерной пары вниз небольшая часть масла выдавливается через зазоры из полости под плунжером. Длина гидрокомпенсатора незначительно уменьшается и образуется зазор (упомянутый выше) между кулачком и толкателем. Утечки компенсируются дополнительной порцией масла из системы смазки двигателя.

Расширение деталей при нагреве приводит к изменению объёма «пополняющей» порции масла и длины гидрокомпенсатора, то есть он автоматически «выбирает» зазор как от теплового расширения, так и от износа деталей ГРМ.

Основные неисправности

Использование низкокачественного моторного масла и (или) его загрязнённость (например, при несвоевременной замене фильтра системы смазки и масла) могут привести к следующим последствиям:

• увеличению зазора в плунжерной паре, что вызывает повышенные утечки масла из полости под плунжером. Гидрокомпенсатор не успевает выбирать зазоры в ГРМ, появляются характерные стуки;
• износу или засорению шарикового клапана, вызывающему неплотное его закрытие и, соответственно, увеличение утечек масла из полости под плунжером;
• заклиниванию плунжерной пары, которое полностью выводит гидрокомпенсатор из строя. В ГРМ возникают ударные нагрузки, приводящие к повышенному износу деталей и преждевременному выходу их из строя.

Засорение клапана в некоторых случаях может быть устранено промывкой двигателя специальным маслом. Все остальные неисправности, как правило, требуют замены гидрокомпенсаторов.

См. также

• Газораспределительный механизм

Когда нужна замена гидрокомпенсаторов — Автосервис Траектория Пермь

Как следует из названия, гидрокомпенсатор – это гидравлический механизм в двигателе автомобиля.

Он отвечает за поддержание постоянного рабочего зазора в клапанном механизме ДВС, поскольку при увеличении температуры двигателя, происходит изменение размеров его деталей и зазоров между ними.

Исправность гидрокомпенсаторов гарантирует беспроблемное функционирование силового агрегата автомобиля, в том числе и при значительных скачках температуры.
Он поддерживает зазор впускных или выпускных клапанов ДВС на одинаковом уровне, в том числе и при возникновении износа ГРМ и клапанного механизма в целом.

В идеале, при работе гидрокомпенсатор не должен издавать никаких посторонних шумов – шелеста, скрежета или стука.
Любые подобные звуки свидетельствуют о его неисправности и необходимости проведения диагностики механизма.

Игнорирование проблемы в дальнейшем может привести к некорректной работе силового агрегата, повышенному расходу бензина, быстрому износу клапанного механизма и критическому падению мощности двигателя.

При надлежащей заботливости и бережной эксплуатации автомобиля, гидрокомпенсаторы служат долго и не требуют никакого специального внимания.

Однако, иногда проблемы с этим узлом все-же случаются.

Так, например, если автомобиль уже имеет солидный пробег, когда происходит естественный износ плунжерных пар гидрокомпенсатора, погрешности в обслуживании или значительный перерыв в эксплуатации ТС может произойти разгерметизация системы, вытекание масла и ее частичное завоздушивание.
Проявляется такой дефект на прогретом двигателе небольшим стуком в приводе ГРМ.

Решить такую проблему можно попробовать самостоятельно путем прокачки гидрокомпенсаторов.
Поскольку рабочей жидкостью гидрокомпенсаторам служит моторное масло ДВС, то нужно проследить, чтобы масло было свежее и уровень его был достаточным.
Если тут все в порядке, то автомобиль нужно завести и подняв обороты до 2 тыс. дать ему поработать в течение 2 минут.
Затем дать двигателю поработать еще около 3 минут изменяя обороты в диапазоне от 1,5 до 3 тысяч. После чего отпустить педаль газа и дать двигателю отработать на холостых оборотах примерно 1 минуту.

Для исчезновения дефекта чаще всего достаточно одного цикла прокачки, но может понадобиться и повторение.
Если после 2-3 прокачек шум в приводе ГРМ сохраняется, то необходимо искать неисправность гидрокомпенсаторов путем диагностики и разбора механизма.

Надо отметить, что стук это самое главное внешнее проявление неисправности гидрокомпенсаторов.

Он может возникнуть по различным причинам, основные следующие:

• • значительный износ механизма или возникший в процессе эксплуатации дефект, вплоть до заклинивания, гидрокомпенсаторов;
• • низкокачественное, несезонное или утратившее заводские свойства моторное масло;
• • грязевые отложения во внутренних частях гидрокомпенсаторов или нарушения в системе смазки ДВС.

Попадание грязи и отложений во внутренние полости гидрокомпенсаторов связано, как правило, с плохо функционирующей системой фильтрации масла в двигателе, засоренным масляным фильтром, длительным периодом работы ДВС на старом масле.
Поэтому очень важно строго соблюдать требования автопроизводителя и своевременно производить замену масла и масляного фильтра, заливать масло соответствующей двигателю маркировки и вязкости по сезону.

Также следует производить замену масла и фильтра после всех неисправностей ДВС, например, после его перегрева, поскольку такие проблемы могут повлечь изменение химических свойств моторного масла.

При значительном загрязнении гидрокомпенсаторов может появиться характерный стук как при холодном запуске двигателя, так и после его нагрева до нормальных температур.

Специалисты считают, что стук гидрокомпенсаторов возникающий на холодном двигателе, сразу после запуска, не является признаком их неисправности.
Если после прогрева двигателя стук пропадает, то это можно отнести к нормальной работе механизма.

В момент пуска мотора масло в нем не имеет нужной гидрокомпенсаторам вязкости, что и приводит к появлению стука, затем масло разогревается, разжижается и стук пропадает.

• Неисправность клапана гидрокомпенсатора.
  За время простоя двигателя масло может вытекать из гидрокомпенсатора, что приводит к систематическому завоздушиванию механизма. Во время прогрева или прокачки давление нормализуется и стук пропадает;
• Значимое загрязнение масляных каналов гидрокомпенсатора.
  Чем выше температура масла, тем менее плотными становится и отложения грязи в каналах, благодаря чему стук пропадет. Здесь нужно иметь ввиду, что со временем каналы могут забиться намертво, это окончательно выведет гидрокомпенсатор из строя, и он будет стучать постоянно. В некоторых случаях ситуацию может исправить использование очищающих присадок моторного масла хорошего качества от проверенного производителя;
• Некорректная работа масляного фильтра.
  Если его функциональная способность пропускать масло нарушена, то при начале работы ДВС, гидрокомпенсаторы могут испытывать масляное голодание, при выходе на «рабочую вязкость» масла стук пропадет, но проблемный масляный фильтр все же лучше заменить.

Стучащие гидрокомпенсаторы в двигателе прогретом специалисты считают наиболее опасными. Это может быть постоянный стук на разогретом моторе на холостых оборотах и под нагрузкой в движении.

Диагностика неисправности начинается с определения источника стука в ДВС, ведь деталей, которые могут стучать при возникновении неисправности в двигателе предостаточно: поршни, шатуны, коленчатый и распределительные валы и др.

Стук гидрокомпенсатора достаточно характерный- звонкий, металлический, в высокой тональности и исходит непосредственно из-под клапанной крышки.
В диагностических целях специалисты автосервиса нередко пользуются стетоскопом.

Как правило, если гидрокомпенсатор стучит постоянно, это говорит о его критической неисправности. Необходимо провести демонтаж механизма и определить его состояние.
Если причина стука гидрокомпенсатора в прогретом моторе в загрязнении каналов подачи масла, то его достаточно будет разобрать и промыть. Одновременно рекомендуется провести ревизию системы смазки ДВС, заменить моторное масло и масляный фильтр.
Если произошло заклинивание плунжерной пары, то такой гидрокомпенсатор подлежит незамедлительной замене.
При замене одного гидрокомпенсатора по причине его заклинивания, лучше заменить весь комплект, чтобы в дальнейшем не пришлось снова вскрывать ДВС для ремонта или дефектовки других гидрокомпенсаторов.

Устанавливать следует только подготовленные гидрокомпенсаторы.

Новые «заводские» гидрокомпенсаторы заполнены масляным раствором, удалять его не нужно, он обеспечит беспроблемный пуск механизма и в дальнейшем смешается с моторным маслом.
Если устанавливается гидрокомпенсатор после разборки и промывки, то его необходимо сначала самостоятельно заполнить моторным маслом, чтобы избежать завоздушивания механизма и ударных нагрузок на мотор после его пуска.

Замена гидрокомпенсаторов имеет свои технические особенности, связанные с установкой правильного рабочего положения плунжерных пар, поэтому эту работу лучше доверить профессионалам автосервиса.
Тем более, что двигатель является самой дорогостоящей частью любого автомобиля и эксперименты с его частями, как правило, дорого обходятся.

Замена гидрокомпенсаторов. Прайс на услуги автосервиса от 01.01.2019

Понимание разгрузочного компенсатора | Мощность и движение

В прошлогоднем выпуске «Motion Control» было показано, как разгрузочный компенсатор используется с насосом постоянной производительности для имитации насоса переменной производительности с измерением нагрузки, несмотря на неэффективность. Он также показал, как регуляторы потока с компенсацией снижения давления в каждой секции блока клапанов обеспечивают независимое управление потоком для каждой из нескольких нагрузок. Эти примеры представляют полезную стратегию проектирования гидравлической схемы. Возможно, что более важно, они создают системы управления, которые сокращают объем обучения операторов, необходимого для развития продуктивных навыков.

Однако они не являются идеальными системами. Они лучше, чем более простые схемы, но некоторые характеристики могут значительно отклоняться от идеала. Цель этого месяца — объяснить работу компенсатора разгрузки, чтобы уменьшить количество неожиданностей в приложении и помочь обеспечить правильный выбор размеров и компонентов. Также будет некоторое обсуждение математического моделирования этих клапанов, потому что все графики были созданы с использованием моделей, а не фактических данных испытаний.

Закладка фундамента
На рис. 1 показана комбинированная аналитическая схема, схема в разрезе и символика ISO для системы разгрузки, которая была уменьшена до минимальной формы без ущерба для основных функций. Рисунок достаточен как для объяснения обычной процедуры лабораторных испытаний, так и для разработки математической модели.

Напомним, что целью конструкции разгрузочного устройства является поддержание постоянного перепада давления на дозирующем отверстии, K _VPL , силовая земля соответствующего 4-ходового гидрораспределителя. Таким образом, на рисунке 1 мы видим, что линия измерения нагрузки и линия измерения давления подачи соединяются с двумя концами золотника компенсатора, так что золотник сам воспринимает перепад давления на K _VPL .

Утверждалось, что если перепад давления поддерживается постоянным на данном отверстии измерительной диафрагмы, то и расход через него должен быть постоянным. Кроме того, если дозирующее отверстие является переменным, как в случае 4-ходового золотника, количество потока регулируется оператором просто путем изменения величины смещения золотника.

Однако перепад давления на измерительном отверстии не является постоянным. Оно значительно варьируется из-за изменения 4-ходового золотника, давления нагрузки и подачи. В результате расход не является постоянным для заданной 4-ходовой настройки, в то время как нагрузка и давление подачи изменяются. Фактическое тестирование показывает степень изменения потока. Хорошо разработанные математические модели также предсказывают изменчивость и дают представление о причинах.

Диаграмма свободного тела на рис. 2 используется для суммирования всех сил, которые существенно влияют на движение и положение золотника компенсатора. При создании геометрических моделей вещей необходимо установить систему координат, определяющую, где находится ноль. Для катушки, к счастью, это одномерная система, и нужно задать только точку x = 0. Он расположен в точке, где золотник компенсатора только начинает открываться, и положителен в направлении открытия.

Область, образующаяся в результате открытия золотника компенсатора, обычно называется «зоной занавеса». Это поток через измерительную площадку золотника компенсатора, который движется радиально через цилиндрическую геометрию в кольцевое отверстие, проходя золотник компенсатора. Площадь потока этой завесы приблизительно равна окружной площади цилиндра, образованного отверстием катушки.

Влияние сил течения
В большинстве клапанов — мгновенный клапан не является исключением — сила потока действует, чтобы закрыть клапан. Это может быть не интуитивно понятно, но это правда, проверенная годами на реальных данных испытаний. В разгрузочном клапане это означает, что сила потока действует в том же направлении, что и смещающая пружина. Поэтому некоторые наблюдатели заявили, что он действует как нелинейная пружина, которая помогает пружине смещения. Другими словами, сила потока делает пружину смещения более жесткой. На самом деле это хорошо, но это также объясняет некоторые менее интуитивно понятные действия клапана в приложении.

Существует также проблема с углом потока , который представляет собой угол, который образует поток при ускорении через ограничение, обеспечиваемое частично открытым отверстием компенсатора. Некоторые разработчики моделей клапанов используют простую общепринятую интерпретацию, согласно которой угол потока всегда равен 69°, независимо от степени открытия клапана. В своем классическом тексте «Гидравлические системы управления », опубликованном John Wiley & Sons, Inc., Герберт Э. Меррит утверждает, что угол потока изменяется от 21° до 69°.° по мере того, как золотник увеличивает свое открытие от нуля до максимума. Кроме того, угол потока увеличивается примерно экспоненциально. На скорость изменения в значительной степени влияет зазор между катушкой и отверстием, который, в свою очередь, зависит от производственных допусков. Таким образом, скорость изменения варьируется от образца клапана к образцу клапана. Таким образом, сила потока является чем-то вроде случайной, неизвестной величины, за исключением случаев, когда зазоры были специально измерены.

У меня есть фактические собственные данные испытаний набора сервоклапанов, показывающие, что угол потока изменяется более или менее линейно от примерно 40° до примерно 80°. Я использовал как экспоненциальные, так и линейные вариации в нескольких попытках моделирования, и есть измеримая разница, но, возможно, временами не очень значительная. Лично я подозреваю, что вариации силы потока более сложны, чем в настоящее время понимают различные эксперты по моделированию.

Изменение угла потока, вероятно, будет сложной функцией геометрии золотника и геометрии входа и выхода неподвижных частей корпуса. Это было подтверждено некоторыми изобретателями, которым удалось создать геометрические узоры, способные свести на нет силу потока.

Моделирование угла потока
Я решил использовать вариацию модели Мерритта (что изменение угла потока является экспоненциальным) в компьютерном моделировании. Однако моделирование не зависит от знания внутренних зазоров клапана. Он использует экспоненциальное изменение угла в диапазоне от 450° до 700°. По словам Мерритта, движение шпули, необходимое для достижения максимальной скорости 69°угол зависит от зазора между катушкой и отверстием. Чем больше радиальный зазор, тем дальше должна открыться посадочная площадка золотника, прежде чем она достигнет конечного угла 69°.

Мой подход к компьютерной программе заключается в том, что пользователь вводит процент хода золотника, необходимый для достижения запрограммированного конечного угла 70°. Таким образом, пользователю не нужно иметь специальных знаний о зазорах.

Чтобы исследовать случайность нарастания допусков, безопасным методом является моделирование с диапазоном значений таких вероятностных параметров, как зазор между золотником и отверстием. В конце концов, сила потока и то, как она изменяется, действительно влияют на работу клапана, то есть на способность поддерживать постоянный поток нагрузки. Более того, маловероятно, что наши модели силы потока являются чем-то более точным, чем разумные приближения к реальности. Если клапан существует как аппаратное обеспечение, предусмотрительный модельер всегда подгонит модель под фактические результаты испытаний. Если нет, мы используем лучшие теории под рукой.

Однако это не означает, что модели не имеют ценности. По моему опыту, учета сил потока с разумными вариациями будет достаточно для проектирования и изготовления прототипа клапана, близкого к окончательным размерам. После тестирования вероятны некоторые изменения в проекте, но согласование окончательного проекта может быть достигнуто гораздо быстрее после проведения моделирования, чем если бы все «что, если» было сделано в лаборатории. Характеристики пружины и диаметр катушки — это два инженерных параметра, которые очень хорошо подходят для модельного анализа.

Проверка разгрузочного клапана
Рисунок 1 служит отправной точкой для объяснения метода испытаний, используемого производителями и пользователями этих клапанов, а также для разработки математической модели. Основными параметрами испытаний являются четырехстороннее положение золотника или смещение золотника (KVPL на рис. 1) и давление нагрузки. При предварительном сжатии пружины смещения, отрегулированном на желаемое значение, процедура включает в себя настройку расхода на выходе насоса, установку 4-ходового золотника в исходное положение, затем изменение давления переменной нагрузки при измерении расхода через измерительную площадку золотника компенсатора, чтобы нагрузки, а также от насоса и перепада давления на 4-х путевой земле, давления на входе компенсатора и давления на выходе).

После того, как давление нагрузки отрегулировано в полном диапазоне, оно уменьшается, а 4-ходовой золотник перемещается в новое положение и удерживается в нем, в то время как давление нагрузки снова регулируется в желаемом диапазоне. Результатом является набор графиков, показывающих, насколько хорошо давление нагрузки поддерживается на постоянном уровне при изменении давления нагрузки. Смоделированные результаты этого теста показаны на рисунке 3.

Введение в насосы с компенсацией давления

Помощь

В этом уроке мы объясним преимущества насоса с компенсатором давления…

Перечислите два распространенных типа насосов с компенсацией давления…

Опишите функцию компенсатора…

И различать состояния насоса во время хода и без хода.

Когда люди говорят, что насос с компенсацией давления, о чем они вообще говорят?

Насос с компенсацией давления — это насос, который может уменьшать выходной рабочий объем (расход), когда давление в системе повышается до заданного значения давления.

Существует два типа насосов с компенсацией давления: лопастной насос переменной производительности с компенсацией давления и поршневой насос переменной производительности с компенсацией давления .

Переменный рабочий объем,
С компенсацией давления
Пластинчатый насос

Переменный рабочий объем,
Компенсация давления
Поршневой насос

Зачем нам добавлять это дополнительное усложнение в наши гидравлические системы?

Гидравлический насос, производительность которого снижается почти до нуля, когда давление в системе достигает максимума, избавляет систему от бессмысленного нагнетания масла через предохранительный клапан.

Это означает реальную экономию энергии!

Давайте рассмотрим как некомпенсационный насос, так и компенсационный насос, чтобы лучше понять разницу!

В этой системе используется простой шестеренчатый насос.

Шестеренчатый насос представляет собой объемный насос постоянного объема и не имеет встроенных регуляторов давления. По этой причине гидравлическая система должна содержать предохранительный клапан для ограничения максимального давления в системе.

Предохранительный клапан

Давление

Макс.

Рабочий объем

Макс. также при максимальном водоизмещении.

Сочетание этих двух максимальных значений также означает, что мощность, потребляемая первичным двигателем (дизельным двигателем или электродвигателем), также максимальна.

Первичный двигатель на максимальной мощности потребляет максимальное количество энергии (топлива или электроэнергии). Большая часть этой энергии не используется ни для чего, кроме преобразования в тепло.