Виды, устройство и принцип работы гидрокомпенсаторов

В двигателях, разрабатываемых на заре автопрома, за регулировку тепловых зазоров – а они неминуемо образовывались из-за износа клапанов – отвечали специальные механизмы. По этой причине клапанная система штатно настраивалась через каждые 15 тыс. км, для чего приходилось вскрывать головку блока цилиндров. Поскольку эта операция очень ответственна, грамотно провести ее мог только мастер с высокой квалификацией. Однако последующее развитие моторов позволило разработать устройство, способное автоматически поддерживать зазор клапанов без разборки ГБЦ. Разумеется, при этом оно обязательно учитывает степень износа газораспределительного механизма. Устройство гидрокомпенсатора клапанов – так называется данный механизм – достаточно простое, но эффективное. Его главными составляющими являются толкатель и пружины, постоянно находящиеся в движении и меняющиеся в размерах соответственно тепловым зазорам. Иногда такие «регулировщики» называются гидротолкотелями, а в простонародье попросту «гидриками». 

Чем современные гидрокомпенсаторы отличаются от механических толкателей 

Появлению «гидриков» мы во многом обязаны японским конструкторам автомобилей, которые первыми в мире стали массово внедрять данный механизм в конструкцию ГРМ двигателей. Именно они стали значительную долю своего внимания уделять не только основным узлам и деталям непосредственно силового агрегата, но и его газораспределительного механизма. Что касается механических толкателей, распространенных в тот период времени, то их выход из обихода при проектировании транспортных средств был обусловлен двумя главными причинами. 

Во-первых, принцип работы гидрокомпенсаторов позволяет отказаться от частой регулировки ГРМ, характерной для предыдущей версии регулирующих устройств. Во-вторых, механизмы с механикой производят гораздо больше шума по сравнению с «гидриками». Кроме того, их утилитарность, то есть практическая польза, заключается в том, что они намного лучше справляются со своей функцией. Ведь в современных двигателях, за редким исключением, коленчатые валы обычно работают с частотой до 3 500 об./мин и редко превышают планку в 5 000 об./мин. При таком режиме устройство и работа гидрокомпенсаторов полностью себя оправдывает – они прекрасно справляются со своей задачей, не нуждаются в обслуживании и отличаются тихой работой. И все бы хорошо, если бы не одно досадное «но»: как только коленвал двигателя раскручивается примерно до 6 000 об./мин, гидротолкатели попросту не поспевают за такой «крутибельностью», начинают стучать и быстро выходят из строя. 

Конструкция гидрокомпенсаторов и виды устройств

Устройство гидрокомпенсатора в его современном виде предполагает две схемы. Однако конструкционно они мало чем различаются, и в любом случае весь механизм спрятан в неразборный металлический корпус. Разница только в том, где монтируется устройство: в одном случае это гнезда газораспределительного механизма, в другом – гнезда коромысел клапанов. Набор деталей в обоих случаях одинаков: плунжер со втулками, пружина клапана и плунжера, шариковый клапан. 

На данный момент существует 4 вида компенсаторов – одни постепенно уходят в прошлое, но еще встречаются в силовых агрегатах, другие же уверенно находят все большее распространение. 

 Гидравлическая опора, принцип которой основан на взаимодействии с рычагами и коромыслами. Сейчас такие механизмы практически не встречаются, однако в предыдущих поколениях силовых агрегатов они применялись весьма активно.

 Роликовый гидротолкатель – он применяется довольно часто.

 Гидроопора.

 Гидравлический толкатель (гидрокомпенсатор), регулирующий зазоры между клапанами и распределительным валом. Получил широкое распространение на новых моделях автомобилей. 

Соответственно, будущее – за различными модификациями гидротолкателей, в то время как гидроопоры у конструкторов автомобилей быстро выходят из обихода. 

Зачем нужны гидравлические «регулировщики» 

Когда мотор постепенно достигает рабочей температуры, нагреваются и другие его элементы. Связанное с этим расширение деталей вызывает уменьшение самых разных зазоров в силовом агрегате. А регулировка зазоров в газораспределительном механизме – очень ответственная операция, так как от нее во многом зависит стабильность работы мотора. Понятное дело, что ручная регулировка – дело утомительное и малоэффективное, с ним гораздо успешнее справляются специальные механизмы. Тем более, что клапаны при активной эксплуатации автомобиля постоянно находятся как под механической, так и тепловой нагрузкой. И нельзя забывать, что все компоненты ГРМ прогреваются неравномерно, что в сочетании с естественным истиранием приводит к повышенному износу клапанного механизма. 

Принцип работы гидрокомпенсаторов клапанов основан на обеспечении оптимального теплового зазора. А он должен быть разным, так как впускные клапаны по сравнению с выпускными, контактирующими с горячими газами, нагреваются на порядок меньше. Вдобавок «регулировщики» способны учитывать и износ клапанного механизма, хотя это и не решает проблему повышенного расхода топлива и падения мощности двигателя. 

Возвращаясь к вопросу регулировки ГРМ вручную, нельзя не заметить, что подобная подстройка должна осуществляться через 15 тыс. км. Однако без весьма специфических навыков осуществлять такую процедуру крайне не рекомендуется, поскольку нужно учитывать самые разнообразные температурные колебания. Это так же, как и в случае со средней температурой по палате, которая не дает объективных данных о состоянии пациентов. И совсем другое дело – гидравлические компенсаторы, регулирующие зазор в автоматическом режиме с учетом актуальных параметров. 

Достоинства и недостатки механизма 

Непосредственная функция гидротолкателя заключается в регулировке зазора между коленвалом и клапаном, так как без него нормально работать двигатель не способен. Регулировка осуществляется в автоматическом режиме за счет изменения давления моторного масла. В таком механизме кроется ряд явных преимуществ:

 экономнее расходуется горючее;

 увеличивается эксплуатационный ресурс и мощность силового агрегата;

 улучшаются динамические показатели автомобиля;

 возрастает срок службы газораспределительного механизма, фазы впрыска топлива становятся точнее;

 двигатель становится практически бесшумным, он работает мягко. 

Однако, как в любой схеме, не обходится и без недостатков. В первую очередь они связаны с частой заменой масла, существенно бьющего по карману автовладельца. Ведь предпочтительно использовать синтетическую смазку, а она часто является самой дорогой. 

Во-вторых, от того, как работает гидрокомпенсатор клапанов, зависит бесшумность и эффективность работы ГРМ. Увы, со временем данные компоненты мотора забиваются, из-за чего газораспределительный механизм начинает шуметь. Вдобавок такую конструкцию отремонтировать собственными силами довольно непросто, и поэтому приходится обращаться к автомеханикам-мотористам. Соответственно, чтобы не терять время и деньги, владельцам легковых машин независимо от их класса желательно постоянно следить за чистотой мотора. Тем более, что список профилактических работ не так уж и обширен – достаточно вовремя менять масло и тщательно промывать силовой агрегат. Да и в целом любую неисправность ГРМ желательно устранять сразу же после ее появления. 

Последовательность промывки гидрокомпенсаторов

Очищать гидротолкатели следует в непыльном помещении. Сквозняков тоже не должно быть. Подготовительные работы предполагают поиск 3 емкостей, в которых может поместиться гидрокомпенсатор, а также покупку промывочной жидкости – подойдет и бензин АИ-92, и керосин. Кроме того, перед процедурой машина должна хотя бы сутки постоять в гараже, чтобы максимально избавиться от отработанного масла. Для очистки потребуется и щетка с синтетической щетиной. Далее алгоритм действий таков:

 отключить бортовую сеть от подачи электроэнергии – отключаем АКБ;

 снимаем воздушный фильтр и крышку головки блока цилиндров;

 достаем гидравлический компенсатор, предварительно сняв оси коромысел.

Чтобы промыть компенсатор в первой емкости, погружаем его в налитую жидкость и нажимаем на шариковый клапан. Для этого обычно используется проволока, пропускаемая через отверстие в плунжере. Причем аккуратность в данном деле не помешает – непродуманные, грубые действия способны привести к поломке пружины. Затем следует надавить на сам плунжер, и как только ход станет легким, отжать шарик клапана для того, чтобы слить жидкость. Для более тщательной промывки каналов в корпусе детали используется специальный шприц. 

Во второй емкости процедура просто повторяется, в то время как третья нужна для проверки – это финальный этап. Перед тем, как установить промытый гидрокомпенсатор обратно в гнездо, нужно окунуть его в промывочную жидкость, набрать ее и опустить клапан. Далее деталь вынимается плунжером вверх при одновременном надавливании на него пальцем – он должен быть неподвижен. Если движение отсутствует, можно начинать обратную сборку двигателя. 

По завершении работ следует запустить двигатель и дать ему несколько минут поработать вхолостую. Если промывка осуществлена успешно, то не будет никакого стука. Также он должен отсутствовать после минимального прогрева силового агрегата и выхода его на рабочий температурный режим. 

Как самостоятельно заменить гидрокомпенсатор?

Замена гидротолкателей на новые считается логичным решением только тогда, когда их промывка не дала никакого результата. Это означает, что данные детали банально износились и больше не способны выполнять свою функцию. Однако установка работоспособных компенсаторов иногда сопряжена с трудностями и финансовыми расходами, так как менять придется не только «регулировщиков». 

Вначале нужно снять неисправный механизм. Для этого обычно используется магнит, так как данная деталь уже способна свободно двигаться. Другое дело, когда она «прикипела» к поверхности – тогда потребуется специальный съемник. Второй этап заключается в промывке системы подачи смазывающей жидкости, замене масляного фильтра и заливке нового масла. Вдобавок придется предварительно проверить, подается ли масло в посадочное гнездо для гидрокомпенсаторов – потребуется лишь несколько раз прокрутить коленчатый вал. Данный этап очень ответственен, так как монтаж деталей, к которым подается недостаточно масла, вызывает критические ударные нагрузки. 

Исходя из принципа работы гидрокомпенсаторов, после их замены не рекомендуется сразу же заводить мотор и выводить его в штатный режим. Ключом зажигания нужно лишь несколько раз провернуть коленчатый вал и выждать полчаса, а лучше час. За данный отрезок времени давление масла в системе нормализуется, а гидротолкатели сами «найдут» положенные им места. 

Однако возникает вопрос: сколько компенсаторов клапанов подлежат замене? Ответ на него находит непосредственно автовладелец. Например, из строя вышел 1 или 2 механизма. В таком случае, при отсутствии «свободных» денег, меняются только они, а остальные подвергаются ремонту или профилактике. Однако оптимальным решением считается комплексная замена, которая гарантирует отсутствие проблем в данной части ГРМ на довольно продолжительный период. Кроме того, рекомендуется использовать только качественно масло – оно способно продлить «жизнь» не только гидрокомпенсаторов, но и других компонентов двигателя, находящихся под нагрузкой.