Срок службы гидрокомпенсаторов: Гидрокомпенсаторы — Проблемы и надежность гидрокомпенсаторов (Автор обзора — Сергей БОЯРСКИХ)

Гидрокомпенсаторы — Проблемы и надежность гидрокомпенсаторов (Автор обзора — Сергей БОЯРСКИХ)

Тепловое расширение вследствие нагрева штука коварная. Например, если клапан механизма газораспределения по причине температурного расширения металла удлинится настолько, что торцом своего стержня упрется в соседнюю деталь в кинематической схеме ГРМ, тарелка клапана не сможет плотно садиться в седло и обеспечивать герметичность камеры сгорания.

В результате теряется компрессия, двигатель не развивает мощность, а тарелка клапана, лишившись возможности во время посадки в седле отдавать тепло головке цилиндров и охлаждаться, перегревается и может прогореть, что для устранения неисправности потребует дорогостоящего ремонта силового агрегата.

Чтобы избежать негативных последствий теплового расширения клапанов, между клапанами и их толкателями необходимо предусмотреть зазоры. Называются они тепловыми, что недвусмысленно указывает на назначение зазоров — обезопасить мотор от проблем, связанных с изменением размеров за счет различного расширения по-разному нагретых деталей.

Однако износ, которому в процессе эксплуатации помимо седел клапанов в головке цилиндров, уплотнительных фасок на тарелках и упорных торцов стержней клапанов подвергаются также другие трущиеся детали привода, не менее коварен, чем тепловое расширение.

По мере износа зазор, установленный при конвейерной сборке двигателя на случай температурного расширения, увеличивается. Это ведет, во-первых, к сокращению периода, когда клапан открыт. Клапан открывается позже и закрывается раньше, что в зависимости от того, с впускным или выпускным клапаном подобное происходит, отрицательно сказывается на наполнении цилиндров свежим зарядом и их очистке от отработавших газов. Такое искажение фаз газораспределения вызывает снижение мощности двигателя и рост расхода топлива.

Во-вторых, из-за того, что с увеличением зазора кулачок распредвала преждевременно отрывается от толкателя, тарелка клапана начинает возвращаться в седло не плавно, как должна, а с ударом. И кулачок распредвала, вместо того чтобы плавно нажимать на толкатель, тоже начинает бить по нему. Ударная работа убыстряет износ и может способствовать появлению микротрещин на контактных поверхностях, дальнейшим развитием которых, по всей видимости, объясняются многие известные случаи высыпания седел клапанов из головки цилиндров. Свидетельствует о том, что детали ГРМ испытывают ударные нагрузки, появление шума.

Это означает, что одного наличия теплового зазора мало. Надо также предусмотреть возможность его регулировки в процессе эксплуатации двигателя и прописать эту процедуру в качестве обязательной при техническом обслуживании.

Но есть другой выход. Чтобы избавиться от неприятностей, связанных с температурным расширением и износом, было разработано специальное устройство, которое автоматически выбирает тепловой зазор в клапанах и компенсирует последствия механического износа.

Для пользователей самое очевидное достоинство применения гидравлических компенсаторов в механизме газораспределения — отсутствие необходимости периодически проверять и регулировать зазоры в клапанах.

Однако сказанное выше иллюстрирует, что куда важнее то, что благодаря работе гидрокомпенсаторов остаются практически неизменными оптимальные фазы газораспределения и с ними — динамические и экономические характеристики двигателя, а также компонентный состав отработавших газов. Кроме того, применение гидрокомпенсаторов уменьшает уровень шума от двигателя, а поскольку это свидетельствует о снижении динамических нагрузок, то можно говорить об увеличении долговечности деталей ГРМ.

Другое название гидрокомпенсаторов теплового зазора — гидротолкатели, но по-настоящему справедливо оно только для узлов, расположенных непосредственно перед клапанами. Однако в зависимости от кинематической схемы привода клапанов и конструктивных соображений гидрокомпенсаторы могут размещаться в других точках привода.

В частности, при наличии в приводе клапанов коромысел, представляющих собой двуплечий рычаг, гидрокомпенсатор нередко выполняют в виде опоры для плеча, противоположного плечу, которое воздействует на клапан.

Такие нюансы делают гидрокомпенсаторы визуально непохожими друг на друга, но их конструктивная сущность от этого не меняется.

Состоит гидрокомпенсатор из корпуса, поршня, размещенной между ними пружины и запорного клапана. Пружина разжимает корпус и поршень в разные стороны, в результате чего выбирается клапанный зазор. В полость, образованную во внутреннем объеме над поршнем, из системы смазки двигателя под давлением поступает масло и создает подпор, обеспечивающий беззазорную кинематическую связь между клапаном и деталями его привода во время работы мотора.

В моменты надавливания на гидрокомпенсатор кулачком или коромыслом клапан запирает масляную полость над поршнем изнутри. Это предотвращает обратный выход масла из полости через входное отверстие. Потери масла через зазор между корпусом и поршнем восполняются в период «покоя», когда кулачок или коромысло перестают давить на гидрокомпенсатор.

У всего есть срок службы, и у гидрокомпенсатора он тоже имеется. Гидрокомпенсатор нормально работает, пока за время «покоя» успевают восполниться утечки масла из полости над поршнем. Но когда баланс нарушается в сторону утечек, привод начинает работать с ударами, которые заявят о себе характерными стуками.

Масло может слишком быстро выдавливаться из гидрокомпенсатора по двум причинам. Во-первых, зазор между поршнем и внутренней поверхностью корпуса чрезмерно увеличился в связи с естественным износом, который сопровождает перемещения любых трущихся друг о друга деталей.

Вторая причина — неисправность клапана, запирающего внутреннюю полость гидрокомпенсатора. Для клапана критичен не только износ, но и отложения продуктов старения масла.

Помимо проблем, связанных с утечкой масла, существует еще одна неприятность, которая может произойти с гидрокомпенсатором, — заклинивание поршня в корпусе. Как указывают производители, это основная причина возврата гидрокомпенсаторов в период действия гарантии. Однако и по ее истечении инородные частицы, попавшие в гидрокомпенсатор вместе с маслом и проникшие в зазор между плунжером и гильзой, тоже могут вызывать заклинивание.

В любом случае определяет срок службы гидрокомпенсаторов качество смазки. Отсюда требовательность к характеристикам моторного масла и неукоснительному соблюдению периодичности замены масла и масляного фильтра.

Но каков все-таки ресурс гидрокомпенсаторов? Если проштудировать информацию производителей этих устройств, выяснится, что рассчитывать на беспроблемную эксплуатацию можно лишь до пробега 120 тыс. км. Далее — как карты лягут.

Несомненно, озвученная цифра подольет масла в огонь споров, что лучше — гидрокомпенсаторы или их отсутствие и регулировка тепловых зазоров вручную, ведь, как показывает практика, она тоже может понадобиться лишь к указанному пробегу. А может и не понадобиться — такое практика эксплуатации тоже знает. Если учесть все достоинства и недостатки использования гидрокомпенсаторов, истина, по всей видимости, как обычно, где-то посередине.    

Сергей БОЯРСКИХ

Фото автора и из открытых источников

ABW. BY

Как влияют гидрокомпенсаторы на работу двигателя?

Почему так важны гидрокомпенсаторы, что это такое, и в каких случаях механизм выходит из строя? Газораспределительный механизм выступает в роли одной из ключевых систем двигателя внутреннего сгорания и предназначен для выпуска выхлопных газов, а также распределения бензино-воздушной смеси по цилиндрам в бензиновых двигателях или воздуха в дизельных. Среди составляющих элементов и узлов ГРМ стоит выделить один или несколько валов с кулачками, клапаны и прочие детали, к которым относятся коромысла, рычаги, штанги, толкатели и пружины. Продолжительность и последовательность открытия и закрытия клапанов напрямую зависит от порядка расположения и формы кулачков.

Элементы ГРМ нагреваются при прогреве двигателя, и их размер увеличивается. Плотное закрытие клапанов при высокой температуре обеспечивает наличие термических зазоров между элементами данной системы. При неправильной регулировке теплового зазора возникают технические неисправности, поэтому для их предотвращения используются гидрокомпенсаторы теплового зазора клапанов.

Что такое гидрокомпенсатор и зачем он нужен?

Гидрокомпенсаторы представлены в виде устройств, позволяющих регулировать зазоры между валом и клапанам в автоматическом порядке за счет давления масла. Среди положительных аспектов использования подобных механизмов стоит выделить следующие:

• уменьшение расхода топлива;
• улучшение динамических характеристик;
• повышение акустического комфорта за счет снижения шума при работе двигателя;
• минимизация ударных нагрузок и смягчение работы двигателя;
• износ деталей ГРМ снижается;
• повышается точность фаз газораспределения;
• увеличение крутящего момента двигателя, его мощности и ресурса.

Устройство и принцип работы гидрокомпенсаторов

Устройство стандартного гидравлического компенсатора представлено корпусом с подвижной плунжерной парой внутри, в состав которой входит подпружиненный плунжер с шариковым клапаном и втулка. В качестве корпуса может использоваться часть головки блока цилиндров, цилиндрический толкатель или элементы рычагов привода клапанов.

Работа гидрокомпенсатора во многом зависит от плунжерной пары. Благодаря зазору в 5 — 8 микрон между плунжером и втулкой с одной стороны соединение полностью герметично, а с другой стороны детали свободно перемещаются друг относительно друга.

Обратный шариковый клапан закрывает отверстие в нижней части плунжера, а пружина необходимой жесткости установлена между плунжером и втулкой.

Принцип работы гидрокомпенсаторов клапанов далее рассмотрен более подробно:

1. Тепловой зазор остается между распределительным валом и корпусом в момент, когда кулачок распределительного вала тыльной стороной располагается к толкателю.
2. Посредством масляного канала из системы смазки в плунжер поступает масло, одновременно пружина действует на плунжер и поднимает его, компенсируя зазор. Масло попадает также и в полость под плунжером.
3. По мере поворачивания вала возникает давление на толкатель со стороны кулачка, из-за чего тот перемещается вниз.
4. Происходит закрытие обратного шарикового клапана, а плунжерная пара берет на себя роль жесткого элемента, передавая усилие клапану.
5. Из-под плунжера выдавливается немного масла, поскольку между ним и втулкой есть зазор, но поскольку масло поступает из смазочной системы, происходит компенсация утечки.
6. Длина гидрокомпенсатора несколько изменяется, поскольку при запущенном двигателе детали нагреваются, но зазор компенсируется в автоматическом порядке за счет изменения объема порции масла.

Это интересно: История автомобиля: 6 периодов и 10 интересных фактов

Как проверить и разрядить гидрокомпенсатор

Для того чтобы гидрокомпенсаторы не создавали проблем, необходимо следовать простым правилам:

1. Двигатель должен быть максимально чистым. Мы имеем в виду не блестящую крышку фильтра, а чистое масло, чистые фильтры, своевременная их замена и применение только сертифицированного, дорогого, качественного масла.
2. Промывать двигатель после замены масла, но не быстродействующими ракетными присадками. Это только будет способствовать закоксовыванию технологических зазоров в гидрокомпенсаторах.
3. При появлении стуков в компенсаторах, необходимо знать, как разрядить гидрокомпенсатор. То есть, стравить воздух, удалить воздушную пробку, которая может образоваться при установке. Это можно сделать при помощи простой струбцины — перед установкой нужно заполнить компенсатор маслом и струбциной сжать его до полного выхода воздуха.
4. После установки компенсаторов необходимо провернуть 4-5 раз коленвал двигателя перед запуском, после чего выждать 15-20 минут. Только тогда плунжеры смогут автоматически занять рабочее положение.
5. Гидрокомпенсаторы подлежат замене после 120-180 тысяч пробега и меняются только комплектом.

А еще интересно: Какое масло лить в коробку нива шевроле

Самой распространенной причиной стука в гидрокомпенсаторах есть завоздушивание. Воздух может проникнуть в плунжер либо по причине чрезмерного износа, либо после длительного простоя автомобиля.

В этом случае необходимо дать поработать прогретому двигателю без нагрузки в режиме средних стабильных оборотов минуты три-четыре, после на переменных в районе 3-3,5 тысяч оборотов, а после этого около минуты мотор должен отработать на холостых.

Это все, что нужно знать для того, чтобы гидрокомпенсаторы служили долго и без проблем выполняли свои функции. Тихой работы вашему двигателю и удачи всем в дороге!

Причины стука гидрокомпенсаторов

Существует две проблемные ситуации, которые объясняют, почему стучат гидрокомпенсаторы – неполадки в системе двигателя, которая подает масло или проблемы в механике гидрокомпенсатора.

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.

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.

Проверяем функционал гидрокомпенсатора

Пока гидрокомпенсатор работает хорошо, владелец машины не услышит лишние звуки со стороны силового агрегата. Его появление может свидетельствовать о неисправности гидрокомпенсаторов.

Большие зазоры могут быть причиной уменьшения мощности двигателя, увеличения расхода горючего и преждевременного изнашивания клапанов.

Перед началом рассматривания вопроса о диагностике гидрокомпенсаторов, нужно понять причины образования дефектов в нем, а именно:

1) Определить уровень масла в картере силовой установки: может быть или высокий, или низкий уровень. В том и другом варианте может происходить насыщение масла воздухом, а это значит, что находящееся внутри гидрокомпенсатора масло будет сжиматься, а точнее не масло, а содержащийся в нем воздух.

2) Естественное изнашивание элементов гидрокомпенсатора. Движущиеся компоненты все время затираются, из-за чего может произойти нарушение герметичности системы.

3) Время от времени происходит загрязнение поверхности механизма. Внутрь попадают частички грязи и металла. Из-за того, что компоненты гидрокомпенсатора имеют высокую точность, даже очень маленькое загрязнение может быть причиной плохой работы механизма.

Во время работы двигателя, со стороны неисправного гидрокомпенсатора будет происходить характерный звук. Бывает и такое, что автовладельцы могут перепутать такой звук со звуком, происходящим от плохо работающих клапанов.

Чтобы определить неисправный гидрокомпенсатор, применяется фонендоскоп, его приемный элемент прикладывают в места, где располагаются гидрокомпенсаторы. При сравнении звуков можно понять, где находится дефектный механизм.

В этом месте можно услышать характерный сильный стук.

Инструмент, которым можно проверить состояние гидрокомпенсатора, можно сделать своими руками, основой этого инструмента должен быть металлический прут. Посередине этого прута делаем специальную ручку, либо деревянную, либо пластиковую.

На одном из концов прута располагаем резонатор, который можно изготовить, взяв алюминиевую банку из-под пива. Второй конец прута прикладываем в место расположения гидрокомпенсатора, а резонатор к уху.

Все перемены некорректной работы механизма Вы услышите по характерному сильному стуку.

После того как Вы обнаружили дефект гидрокомпенсатора, его нужно демонтировать. И только после этого вынести вердикт. Если его можно разобрать, то разбираем и определяем уровень изнашивания внутренних деталей.

После того как вы провели профилактику, и гидрокомпенсатор можно с легкостью сжать пальцами, это обозначает, что восстановить его нельзя. А если эта деталь мотора не разбирается, то нужно приобрести новую.

Если вы не уверены в своих силах, стоит обратиться за помощью к специалистам в автомобильный сервис.

Читать новости о новой Ниве

• Турбонаддув на инжекторный двигатель Нивы
• Разборка и сборка коробки передач Нива 2121, Нива 2131
• Система питания топливом инжекторного двигателя ВАЗ-21214 Нива
• Great Wall HOVER h4, H5 (Ховер) ресурс двигателя и трансмиссии
• Прощальный аккорд: LADA 4×4 Bronto освобождает конвейер новому поколению
• Тест-драйв нового внедорожника АВТОВАЗа Lada Niva Travel на Южном Урале в урочище Аллаки | — новости Архангельска
• Грант Витара 2007 года, 2.0 механика. Не включаются мосты, | SUZUKI CLUB RUSSIA
• Предохранители Нива 21214 инжектор

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.

Это интересно: Сигнализация КГБ TFX 5 c автозапуском: 7 основных характеристик, инструкция по установке и эксплуатации

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.

Как проверить гидрокомпенсаторы

Как и любой другой механизм, гидрокомпенсатор может ломаться, вырабатывать срок, проявлять скрытый заводской брак. Что тут поделать? Вечный двигатель – увы – пока еще не изобретен.

Признаки приближающейся неприятности такие же, как и у клапанов: из недр двигателя начинается своеобразный стук. Если вы знаете свою машину, то сразу определите характерное «цок-цок-цок».

А еще интересно: Повысился уровень масла в двигателе, причины и последствия

— признаки износа гидрокомпенсаторов на двигателях Volkswagen TDi PD:

Немедленно паниковать и сразу же «включать калькулятор» в голове, подсчитывая, во сколько сможет обойтись ремонт, вряд ли стоит. Проверьте уровень масла. Вдруг он недостаточен, и потому в гидрокомпенсаторе не создается нужного давления. Просто долейте масло до указателя уровня, а минут через 15 попробуйте завести двигатель. В большинстве случаев стук пропадает.

— как проверить гидрокомпенсаторы:

Второй случай возможен после долгой эксплуатации, если к тому же использовались некачественные смазочные материалы. Нагар оседает на частях устройства, закоксовывая его.

Можно, конечно, найти работу для своих рук и попробовать сделать прочистку самостоятельно (как советуют некоторые умельцы со страниц различных сайтов), но это может привести к серьезным поломкам.

Лучше потратиться на замену, как это рекомендуют все производители.

И наконец, вариант, когда компенсаторы просто износились. Несмотря на то, что прочность их рассчитана на эксплуатацию в течение довольно длительного срока, в нашей стране бывают случаи, когда машины катаются до тех пор, пока не начинают саморазбираться.

Если автомобиль дорог как память о значимых событиях жизни, то ваш путь также лежит в автосервис для замены гидрокомпенсаторов. Если же приступами ностальгии вы не страдаете, то сдайте «железного коня» в утиль, чтобы ремонт отдельных мелких устройств не превысил его стоимость.

А вы знаете как обслужить аккумулятор автомобиля, чтобы он прослужил долго?

Как произвести полировку стеклянных фар можете прочитать в этой статье.

Жизнь лифтеров. Что нужно знать

Это как любая другая механическая часть двигателя. У него простая, но специально разработанная функция, она не слишком сложна и определенно не пресловутая ракетостроение, навороченная часть. Но о толкателях клапанов нужно знать больше, чем вы думаете.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше

Во-первых, в транспортных средствах используются два разных типа подъемников: гидравлические и механические. Механические версии часто называют сплошными подъемниками, поскольку они не имеют функции гидравлического демпфирования. Оттуда то, как они встречаются с поверхностью кулачка, определяет стиль, будь то плоский толкатель или ролик.

Большинство производимых подъемников представляют собой гидравлические плоские толкатели, используемые в уличных транспортных средствах. Плоские толкатели имеют поверхность короны, которая встречается с кулачком, в то время как ролик не требует пояснений, когда ролик соприкасается с кулачком. Опять же, оба типа могут быть механическими или гидравлическими.

Напротив, в двигателе с верхним расположением распредвала используются разновидности гидравлического подъемника с толкателями и регуляторами зазора, но без толкателей. Рынок производительности предпочитает механические и в основном роликовые стили. OEM-производители обычно предпочитают гидравлические версии, поскольку они требуют меньше обслуживания для владельца транспортного средства и практически не требуют регулировки, но их можно использовать как с плоскими толкателями, так и с роликами. Рынок производительности предпочитает механические и в основном роликовые стили.

В связи с постоянными улучшениями в металлургии и конструкции двигателя десять лет назад произошел заметный переход от одного стиля к другому в рядах OEM-производителей, говорят эксперты по деталям двигателей. По словам Барри Работника, менеджера по продукции Federal-Mogul, «в 90-х годах произошел широкомасштабный эволюционный переход от плоских толкателей к гидравлическим роликовым подъемникам. Это потому, что те же принципы, которые определяют философию гоночных двигателей, применимы и к уличным двигателям, хотя и в некоторой степени. Трение равняется лошадиным силам, а также расходу бензина».

Перемещение роликового подъемника стоило отрасли больших денег, но было сочтено целесообразным, и все меньше и меньше гидравлических плоских толкателей появлялось на уличных двигателях.

«По сути, старый малоблочный плоский подъемник Chevy был заменен гидравлическим роликом и/или гидравлическим регулятором зазора», — говорит Гэри Вертцбар из Clevite Engine Parts. Крис Дуглас из Comp Cams говорит, что у этой тенденции есть законное преимущество для бизнеса: «Гидравлические катки сейчас очень популярны. Очевидно, что это растущий сегмент». На самом деле, по его словам, его компания использует то, чему она научилась, участвуя в гонках NASCAR, для своих уличных продуктов.

Пол Плебанек из Topline-Hylift говорит, что его компания ожидает продолжения роста. Компания Topline-Hylift, специализирующаяся на выпуске запасных частей OEM для послепродажного обслуживания, строит новый завод площадью 275 000 кв. футов недалеко от Тампы, штат Флорида, в первую очередь для производства гидравлических роликовых подъемников, гидравлических ковшей и связанных с ними компонентов.

Области применения

Гидравлические роликовые подъемники, согласно нашим контактам, подходят практически для всех автомобилей, включая дорожные. И это включает в себя преимущество возможности следовать более агрессивной конструкции кулачка. Это объясняет их популярность на рынке грузовых автомобилей и даже лодок, где они могут быть простым комплектом кулачков для владельцев и строителей. Простой характер этих «комплектов для модернизации» может предложить клиентам простой вариант.

Однако у них есть свои ограничения, поскольку гидравлические подъемники обычно не могут справиться со слишком большим количеством оборотов и производительностью. Вы должны учитывать их дополнительный вес как из-за возвратно-поступательного движения веса подъемника, так и из-за его влияния на кулачок. Этот дополнительный вес фактически в таких ситуациях работает против гидравлического подъемника, добавляя еще одно слабое место к и без того уязвимому клапанному механизму. Другим фактором, который следует учитывать, является функциональная геометрия и то, как лифтером можно или нельзя управлять. OEM-производители хотят получить от подъемника максимум возможного, поэтому они используют их, чтобы работать в пределах своего диапазона услуг, а не за его пределами, как в условиях высокой производительности.

Переход лифтера от уличного дизайна к гонкам включает в себя множество аспектов. Джон Стили из Howard’s Cams рассказал нам о некоторых различиях. Одним из важных моментов является внутренний гидравлический клапан через скорость прокачки подъемника. В то время как особенности являются тщательно охраняемыми секретами производителей, основная идея заключается в том, что клапаны помогают выдерживать нагрузки пружины, обеспечивают меньшую предварительную нагрузку и имеют более прочную конструкцию. Для гоночных деталей обычно используется меньшее кровотечение.

Еще одно отличие заключается в способе удержания подъемника вместе. Хотя используемые материалы и термообработка аналогичны, в оригинальной версии нередко можно увидеть штампованное стальное кольцо; в гоночных версиях используется специальное стопорное кольцо, чтобы подъемники можно было легче разобрать. «Еще одна важная область — ресницы, — говорит Стили. «Подъемники OE устанавливаются без зазора, а затем поворачиваются на один оборот. Спортсмены используют только четверть оборота».

Поиск и устранение неисправностей подъемника и на что обращать внимание

По логике, поверхность износа — это первое, на что следует обратить внимание, чтобы увидеть, какой износ подъемника накопился. Корона правильная? Если вы не можете точно подобрать эту коронку с надлежащей твердостью и без мягких мест — что маловероятно — вы можете создать большую проблему, повторно используя подъемники. Большинство строителей и производителей настоятельно рекомендуют использовать новые компоненты. Еще одним фактором здесь является характер современных более совершенных материалов и термообработки, которые могут дать вам «ложное считывание» старых деталей. На сегодняшний день наилучшей практикой является использование всех новых контактных деталей при установке нового кулачка или восстановлении двигателя. Билл Скок, президент Elgin Industries, говорит: «Производителям двигателей действительно следует во всех случаях использовать новые подъемники. Мы видели, как слишком много магазинов в конечном итоге обходятся в сравнительно большие суммы, пытаясь сэкономить несколько копеек вперед».

Выявить неисправность подъемника относительно просто. Для плоских толкателей – гидравлических или монолитных – период приработки является абсолютно критическим. Более агрессивные конструкции кулачков и давление пружин клапанов могут «усилить» проблемы. Правда, при большем давлении на клапаны и шлифовке кулачков, приводящих в движение толкатель более резко, использование хорошей обкаточной смазки становится еще более важным. Точно так же содержание присадок в моторных маслах должно было измениться в соответствии с экологическими требованиями. Несмотря на то, что отказы при обкатке легко избежать благодаря широкому спектру чрезвычайно высококачественных смазочных материалов, доступных сегодня, некоторые эксперты говорят, что количество предотвратимых отказов на самом деле, кажется, увеличивается.

Другим местом, где могут возникнуть проблемы, является отверстие подъемника в блоке. В качестве примера Работник описывает некоторые старые двигатели, которые, возможно, подвергались третьему, четвертому и даже пятому восстановлению. Скорее всего, отверстиям подъемника не уделялось должного внимания, и теперь они могут выйти из строя из-за чрезмерного или преждевременного износа. Подобно отверстию поршня, неправильный размер отверстия подъемника может привести к более быстрому и катастрофическому отказу.

В двигателях с более высокими торцевыми дорожками обычно используются бронзовые вкладыши подшипников в отверстиях толкателей, которые можно часто проверять на наличие проблем, выходящих за пределы допуска. Когда он найден, втулку можно легко заменить, сохранив не только клапанный механизм, но и дорогой блок, который теперь стал скорее держателем деталей. Единственный вариант производителя двигателя для владельца автомобиля, который хочет сохранить свой двигатель с «правильными цифрами», — это правильно решить проблему и, возможно, предотвратить будущие проблемы, которые могут быть более серьезными и катастрофическими.

Другая проблема с подъемником часто обнаруживается по знакомому звуку щелчка или тиканья подъемника. Большинство людей в бизнесе называют это тиканьем, и оно может быть вызвано чем-то простым, например, несколькими маленькими кусочками грязи в подъемнике, которые разрушают гидравлический механизм. Наши специалисты говорят, что в 99 случаях из 100 проблема вызвана попаданием грязи, и, к сожалению, это загрязнение может привести к износу контактов металл-металл. Этот износ также может распространяться на корпус подъемника, давая игольчатым подшипникам больше места для смещения из их сепаратора.

По словам Стивена Катча из Jesel Valvetrain, если вы ищете проблемы в гоночных приложениях, «обычно это иглы. Вероятно, самым слабым звеном прочного подъемника являются сами игольчатые подшипники».

Другие производители согласны с этим и, как Jesel, постоянно решают эту проблему в своих обширных отделах исследований и разработок. По словам Дугласа из Comp, самый высокий игольчатый подшипник всегда несет нагрузку. По словам Дугласа, размеры всех их игл уменьшаются до микронов, поэтому нагрузка распределяется более равномерно, поэтому игольчатые подшипники прослужат дольше.

В более экстремальных условиях работы клапанного механизма двигателя может произойти подпрыгивание толкателя. Называемый «чердаком» или «запуском», лифтер фактически спрыгивает с кулачка. Это не только увеличивает износ ролика подъемника и опорных участков, таких как ось ролика и подшипники, но часто создает «выемку» на задней стороне кулачка, где подъемник снова соприкасается, подобно колесам самолета при посадке. Иногда подъемник также скользит по кулачку. Предпочтительный метод работы лифтера — плавная передача движения. В гоночных приложениях простое превышение оборотов может создать для этого идеальные условия. Опять же, с агрессивным шлифованием кулачка и более сильными пружинами клапана, это только вопрос времени, когда более слабый компонент сдастся после того, как злоупотребление достигнет предела.

Улица Против. Racing Sales

Крис Дуглас отмечает, что существует больше комплектующих для уличных гонок, чем для продаж хардкорных гонок. Пакетирование, возможно, наиболее известное в индустрии быстрого питания и их «комбинированных обедах», позволяет производителям запчастей и дистрибьюторам делать то же самое с набором кулачков.

Комплектация вместе с подъемниками, толкателями и даже коромыслами обеспечивает универсальное решение для покупателей уличных представлений. Дуглас ссылается на популярность «согласованных компонентов для улицы», но говорит, что гонщики уникальны, обычно предпочитая выбирать компоненты, часто предпочитая покупать их по отдельности.

Для обслуживания обоих стилей покупок, Дуглас говорит, что служба его компании «Cam Help», где группа технических специалистов, в основном гонщиков, обслуживает бесплатную телефонную линию, стала чрезвычайно популярной: техники обрабатывают 2500–3000 звонков в день. день.

Билл Скок из компании Elgin, которая предлагает полную линейку высокопроизводительных подъемников под торговой маркой Elgin PRO-STOCK®, говорит, что двумя ключевыми сферами возможностей являются подъемные механизмы для «претендентских» двигателей и узлов, точно согласованных с модернизированным кулачком.

«Наша самая сильная область роста была на более среднем уровне производительности, когда производители двигателей и потребители ищут исключительное качество и ценность в подъемниках и других деталях. Вы обнаружите, что есть отличные варианты, которые некоторые могут не рассматривать как передовые технологии для двигателя с максимальной выходной мощностью, но которые являются отличными деталями, которые справятся практически со всем, что вы им предложите», — говорит Скок. «Двигатели Claimer действительно увеличивают наш объем по многим компонентам производительности; это не только подъемники, но и кулачки, коромысла, толкатели и другие рабочие детали, изготовленные из материалов и дизайна премиум-класса. Суть в том, что есть отличные варианты запчастей для двигателя любой производительности и практически для любого бюджета».

Скок говорит, что то же самое относится и к согласованным комплектам кулачка и подъемника для высокопроизводительных приложений. «Внимательно посмотрите на качество, доступное для большинства двигателей; вы будете удивлены, обнаружив, что не всегда необходимо обращаться к премиальным брендам, чтобы получить действительно хорошие детали для большинства мощных двигателей».

Предоставь гонщику ехать в другом направлении Забавная машина еще в середине 1960s) рассказывает историю, что он под своим драгкаром вычищал осколки очередного взорванного мотора. Его особенно раздражала необходимость найти все игольчатые подшипники, которые раньше были частью толкателей.

«Должен быть лучший способ», — сказал он тогда, в конечном итоге установив соединение с шатунными подшипниками (остайтесь с нами, скоро все станет ясно). Шатунные подшипники, рассуждал Шубек, ездят по масляному слою и служат вечно. Почему ролик гидрокомпенсатора не мог ездить по слою масла вместо всех этих проклятых игольчатых подшипников?

Он говорит, что ответ был для него настолько простым, что он ускользал от него еще 30 с лишним лет; главным образом потому, что он думал, что концепция была слишком простой, чтобы на самом деле работать.

Тем не менее, это очень простая предпосылка, которую Шубек использовал для разработки своих подъемников Roller X. Ну, это, а также основной закон механической и гидравлической физики, который говорит, что вы не можете сжать жидкость. Следующим шагом было выяснить, как подвесить ролик в масле во время сжатия рабочего цикла подъемника.

Это привело к созданию первого за более чем 50 лет нового дизайна подъемника, что немаловажно. Подъемники Roller X не имеют осей и игольчатых подшипников. Фактически, сам ролик не имеет центрального отверстия, это в основном кусок круглой заготовки небольшого размера, застрявший в корпусе подъемника, но подвешенный в масле как для контакта с кулачком, так и для того, чтобы «плавать» в корпусе подъемника. «Подвешенные в пленке моторного масла, точно так же, как шатунные подшипники плавают в масле, не касаясь шатунной шейки», — объясняет Шубек.

Хотя Шубек сделал себе имя, участвуя в гонках на экстремальных дрэг-рейсингах, в конце 60-х он бросил участвовать в гонках. В то время в дрэг-рейсинге происходили частые и сильные взрывы сцепления. Маховики и сцепления были перегружены, в результате чего осколки могли разорвать кузов автомобиля. Шубек посвятил свои усилия повышению безопасности гонок и разработал гидроформованный колпак полного сдерживания Лейквуда, который удержал осколки от взрывов.

Подъемники Roller X от Schubeck имеют половину возвратно-поступательного движения веса обычного подъемника, но, по его словам, что более важно, они обеспечивают повышенную безопасность для гонщиков.

Он говорит, что это работает следующим образом: игольчатые подшипники не всегда вращаются и начинают образовывать плоские участки (ярким примером этого могут быть карданные шарниры приводного вала и их игольчатые подшипники. При замене карданного шарнира мы всегда видим насколько плохи могут быть эти игольчатые подшипники). Как только некоторые игольчатые подшипники на подъемнике получают дозу смещения клапана, это, в сочетании с гармониками, начинает формировать на них плоские точки. Это создает сверхкомпенсированные зазоры, которые в конечном итоге позволяют игольчатым подшипникам выйти из сепаратора и осей сломанных роликов. Кроме того, из-за своей круглой формы эти игольчатые подшипники соприкасаются с поверхностями, которые они разделяют, только по принципу «лезвия ножа».

Подъемники Schubeck получают масло обычным способом, подаваемым под давлением из масляной галереи, и это, в сочетании с разбрызгиванием масла с выступов кулачка, удерживает масло и, что более важно, вокруг колеса, когда оно движется по кулачку. . Масло формирует .001? – 0,002? подушка, удерживающая колесо от прямого контакта металла с металлом с контурным седлом внутри подъемника.

Продажи его относительно новых (2003 г.) Roller X Lifters, по словам Джо, «набирают обороты» во многих аспектах автоспорта. Они могут использоваться практически с любыми коромыслами на рынке, не требуют специального масла (он говорит, что вы можете использовать «масло с минимальным весом») и доступны для двигателей Chevy, Ford, Mopar, VW и даже Flathead. Чтобы использовать их, необходимо выточить шпоночный паз на полпути к отверстию подъемника (чтобы подъемник не вращался), и имеется приспособление.

Когда Шубеку наконец пришла в голову идея, он говорит, что был «чертовски зол, потому что я так долго ждал… ответ на все это смотрел мне прямо в лицо».

Будущее

Плебанек из Topline говорит, что его компания с самого начала наблюдала кардинальные изменения на рынке двигателей. «Мы были в этом в течение долгого времени, и мы обслуживали отрасль, когда было только два номера деталей Honda и два номера Toyota!»

Плебанек вспоминает, что многие ранние импортные модели начинались без использования подъемников или двигателей с верхним расположением распредвала, а вместо этого просто выбирались механические ковши или не подъемники, а только коромысла.

«Я видел, как рынок перешел от 70 % с верхним расположением клапанов и 30 % с верхним расположением кулачков к ровному соотношению 50/50», — говорит он, отчасти приписывая это росту высокопроизводительных двигателей с верхним расположением клапанов как в OEM-сборке, так и вне ее. линии.

«Спрос на старые «Шеви» и «Форды» будет всегда. Но объем продаж верхнего кулачка возрастет, если говорить о замене OEM».

Каково будущее лифтеров? Готовы ли двигатели с верхним расположением клапанов и простые гидроподъемники исчезнуть со сцены с широким использованием версий с верхним расположением распредвала — в комплекте с гидравлическими регуляторами зазора? Неправда, по словам Билла Скока из Elgin, одного из крупнейших в мире производителей толкателей. Скок указывает на General Motors как на яркий пример компании, которая видит ценность технологии OHV. «Мы слышали слухи о том, что подъемники с толкателями исчезнут. Это просто неправда. Они менее дороги и более надежны для использования OE».

На самом деле, уже поговаривают о «следующем поколении» лифтеров из Детройта. Они будут иметь более низкий профиль, чтобы соответствовать двигателю, который расположен ниже в шасси, чтобы обеспечить меньшую верхнюю массу двигателя для капота автомобиля или грузовика. И дело не только в расположении двигателя, сам двигатель делается с меньшим верхним профилем, массой и массой. Более низкий профиль означает, что длина подъемника будет уменьшена, а также длина толкателя и верхних частей блока и головок. Это сложная концепция и полностью «выполнимая».

Технология подъема клапана

Двигатель

Основная функция толкателя клапана довольно проста. Он сидит на распределительном валу и передает движения кулачка вверх через толкатели и коромысла, чтобы открывать и закрывать клапаны. Размер и форма кулачка под толкателем (умноженные на соотношение коромыслов) определяют подъем клапана и продолжительность. Таким образом, подъемник просто следует за движениями кулачка. Но это играет роль в люфте (зазоре) и шуме клапанного механизма.

Область контакта между толкателями и выступами кулачка является самой нагруженной поверхностью внутри двигателя, с давлением от 200 000 до 300 000 фунтов на квадратный дюйм в точке контакта в зависимости от давления пружины клапана! Следовательно, очень важно, чтобы оба компонента имели правильную геометрию (как выпуклую, так и коническую), чтобы обе поверхности имели достаточную твердость, чтобы противостоять преждевременному износу и разрушению, и чтобы точка контакта хорошо смазывалась моторным маслом.

Роликовые подъемники

Большое усовершенствование произошло с изобретением роликовых подъемников. Поместив небольшое колесо на дно подъемника, трение между кулачком и подъемником значительно снижается. Вот почему все современные двигатели с толкателями имеют роликовые подъемники. Роликовые подъемники также позволяют использовать более радикальные профили кулачков с более быстрыми рампами открытия и закрытия, которые обеспечивают более полное открытие клапана для заданного подъема и продолжительности.

Установка колеса в нижней части подъемника также изменяет динамику между подъемником и кулачком. Роликовый подъемник необходимо удерживать в фиксированном положении с кулачком, чтобы колесо плавно катилось по кулачку, поэтому вы не хотите, чтобы подъемник вращался или скручивался.

Если исходный кулачок и подъемники все еще в хорошем состоянии и используются повторно, убедитесь, что все подъемники снова установлены в исходные отверстия (то же место, что и раньше). Однако, если оригинальный кулачок изношен и нуждается в замене, также замените подъемники. Не портите новый или переточенный кулачок, повторно используя изношенные подъемники.

Единственным исключением из этого правила являются роликовые кулачки. Поскольку выступы кулачка плоские, а подъемники имеют ролики, а не выпуклую поверхность, новый роликовый кулачок можно установить на бывшие в употреблении роликовые подъемники, при условии, что все подъемники находятся в хорошем состоянии и не имеют повреждений, точечной коррозии или трещин.

Гидравлические подъемники

Гидравлические подъемники были впервые разработаны еще в 1930-х годах и стали широко использоваться в серийных двигателях в 1950-х годах. Гидравлические толкатели устраняют стук, производимый массивными толкателями, потому что клапанный механизм работает с нулевым зазором (зазором). Цельным толкателям требуется небольшой воздушный зазор между кончиками коромысла и верхними частями штоков клапанов, чтобы компенсировать тепловое расширение двигателя при его нагреве.

Регулировка зазоров имеет решающее значение, поскольку слишком большой зазор делает работу клапанов шумной и снижает подъем клапана, продолжительность и производительность. Слишком маленький зазор также может создать проблемы, поскольку из-за этого клапаны открываются раньше и закрываются позже, что снижает рассеивание тепла через седла клапанов, когда клапаны закрыты. Это может привести к перегреву некоторых клапанов (особенно выпускных клапанов) и выходу их из строя.

Если зазор слишком тугой и полностью закрывается, он может удерживать клапан открытым, вызывая потерю компрессии и, возможно, контакт между клапаном и поршнем.

Гидравлические подъемники устраняют стук и необходимость периодической регулировки за счет поддержания нулевого зазора при работающем двигателе. Они делают это, используя давление масла на подпружиненный плунжер внутри корпуса подъемника. Масло заполняет полость под плунжером при закрытом клапане. Это толкает поршень вверх, чтобы устранить слабину в клапанном механизме и удерживать его в натянутом состоянии.

Односторонний обратный клапан внутри подъемника удерживает давление внутри подъемника, когда клапан открывается. Поскольку масло несжимаемо, масло, оставшееся под плунжером, предотвращает сжатие плунжера, а подъемник действует как твердый подъемник, открывая клапан.

Гидравлические подъемники также бережнее относятся к компонентам клапанного механизма, чем сплошные подъемники, поскольку нулевой зазор клапана снижает ударный эффект, который возникает, когда клапаны захлопываются при более высоких оборотах двигателя. Воздушного зазора для заполнения нет, поэтому клапан просто следует за кулачком, когда он закрывается для более мягкой посадки. Это также снижает уровень шума и помогает продлить срок службы компонентов клапанного механизма.

На высокой скорости гидравлические подъемники могут «накачивать» и удерживать клапаны открытыми, что приводит к плаванию клапанов. Это может произойти, если пружины клапана недостаточно сильны, чтобы поддерживать нормальное управление клапаном, и толкатели пытаются устранить слабину, которой на самом деле нет. Это приводит к чрезмерному удлинению плунжера и препятствует полному закрытию клапана. То же самое может произойти, если масло внутри толкателя не стравливается достаточно быстро между циклами для поддержания нормального зазора клапана.

Гидравлические подъемники представляют собой узлы с точной посадкой. Плунжер плотно прилегает к корпусу, чтобы обеспечить минимальный зазор, поэтому скорость утечки не слишком велика или слишком мала. Вот почему вы никогда не должны смешивать внутренние детали при очистке и восстановлении комплекта гидравлических подъемников. Очистите каждый подъемник отдельно, чтобы сохранить исходные допуски сборки.

Новые конструкции подъемника

Постоянное стремление добиться большей топливной экономичности современных двигателей привело к разработке различных технологий «рабочего объема по требованию», «переменного рабочего объема» или «отключения цилиндров» на некоторых двигателях. По сути, идея состоит в том, чтобы отключить до половины цилиндров двигателя, когда он находится под небольшой нагрузкой, для экономии топлива. Отключение топливных форсунок для отключения определенных цилиндров экономит топливо. Но если клапаны все еще открываются и закрываются, двигатель тратит энергию на прокачку воздуха через мертвые цилиндры. Клапаны также должны быть деактивированы в то же время, чтобы максимизировать экономию энергии.

Деактивация клапанов захватывает воздух в мертвых цилиндрах. Это создает эффект «воздушной пружины», который возвращает почти столько же энергии при ходе поршня вниз, сколько затрачивается при ходе сжатия вверх. Двигатель сжимает воздух во время такта сжатия, а воздух отталкивается назад, когда он расширяется во время хода вниз.

Существуют различные способы деактивации цилиндров, в том числе кулачки с разными кулачками для каждого цилиндра, изменение положения коромысла или использование гидравлических подъемников, которые могут складываться по команде для устранения подъема клапана. Толкатель клапана с регулируемым положением может работать с нормальной высотой плунжера или с уменьшенной высотой плунжера. Для этого требуется вторичное отверстие для подачи масла и клапан для изменения положения плунжера внутри подъемника.

Модуль управления силовым агрегатом (PCM) регулирует давление масла в толкателях с помощью электромагнитных клапанов. При отключении нескольких цилиндров можно использовать несколько соленоидов для управления потоком масла к различным парам толкателей. Проблемы с датчиками двигателя (в частности, MAP, датчиками расхода воздуха и положения дроссельной заслонки), соленоидами управления потоком масла, давлением моторного масла (если двигатель также оснащен масляным насосом переменной производительности), PCM или неисправности проводки могут повлиять на нормальную работу. такой системы.

Советы по сборке

Гидравлические толкатели обычно издают некоторый шум при первом запуске двигателя, но вскоре он должен затихать, когда масло заполняет толкатели, а толкатели расширяются, чтобы уменьшить люфт в клапанном механизме. Некоторые эксперты говорят, что перед установкой гидрокомпенсаторы следует предварительно замочить в масле и прокачать.