Автомобільний гідрокомпенсатор: принцип роботи і пристрій

Ці деталі увійшли в конструкцію автомобіля порівняно недавно. У 60-х ними стали комплектувати деякі моделі машин. Пристрій і принцип роботи гидрокомпенсатора цікаві багатьом водіям, а значить, потрібно розповісти про них.

Що він робить?

Коли мотор заведений, всі деталі в його конструкції нагріваються до досить високих температур. Ще зі шкільного курсу фізики всім відомо, що при нагріванні тіла розширюються. Для того, щоб уникнути поломок, укорінених зносу окремих деталей, всього двигуна існують спеціальні теплові зазори. Коли двигун розігрівається, вони поглинаються внаслідок збільшення розмірів тих чи інших деталей. Але в міру того, як вузли зношуються, розміри їх при нагріванні не можуть поглинути тепловий зазор. Це не кращим чином позначається на динамічних та інших характеристиках силових агрегатів.

Навіщо гідрокомпенсатор в автомобілі

Тепловий зазор в приводному механізмі клапана дуже сильно впливає на якість роботи, та й взагалі на працездатність двигуна. Внаслідок природного зносу деталей відстані на клапанах постійно змінюються. Ще на самому початку історії ДВС ці зазори регулювали за допомогою звичайного гайкового ключа. Цей процес вимагав регулярності, що значно підвищувало трудомісткість і ціну за цю процедуру.

Тому інженери, щоб полегшити життя автолюбителям, розробили гідрокомпенсатор. Принцип роботи його полягає в поглинанні зазорів між робочими частинами розподільного валу, а також між рокерами, коромислами, клапанами і штангами. При цьому ця компенсація не повинна залежати від температур або ступеня зносу деталей і вузлів.

Види гідрокомпенсаторів

Встановлювати ці вузли можна на будь-які типи механізмів ГРМ. Залежно від того, який конструкції ГРМ, існує чотири базові види гідрокомпенсаторів. Це штовхачі, гідроопори для важелів або ж коромисел, а також роликові штовхачі.

Незважаючи на те, що конструкція механізмів різна, принцип дії їх однаковий. Всі вони призначені для компенсації зазорів між штовхачами клапанів і розподільними валами.

Так, наприклад, принцип роботи гідрокомпенсаторів на "Шевроле Нива" в тому, що замість традиційних регулюючих зазори гвинтів тепер в ГБЦ застосували плунжерні пари. До цих парам з мастильної системи надходить гідравлічна робоча рідина. Це змушує важіль весь час притискатися до кулачка распредвала. З такими пристроями відпадає необхідність у регулюванні зазорів.

З історії створення цього механізму

Відомо, що найпершим автомобілем, який укомплектували цими невеликими вузлами, є "Кадилак 452". Його збирали в 1930 році. В якості силового агрегату використовували V16. Про зручність обслуговування і ремонту авто тоді ще не замислювалися, тому гідрокомпенсатор, принцип роботи його був придуманий значно пізніше. Так, є інформація, то популярність цих механізмів прийшла в 80-ті, коли ринок наповнився японськими авто.

Як влаштований гідрокомпенсатор

Серед основних деталей цього механізму можна виділити корпус, плунжерні пару, пружину і зворотний клапан. В якості корпусу (а корпус може бути різним у залежності від конструкції приводу) може виступати циліндричні штовхачі, коромисло, якої частини ГБЦ.

Принцип роботи гидрокомпенсатора авто побудований на плунжерній парі. Вона, у свою чергу, складається з втулки, яка дозволяє плунжеру рухатися в певному напрямку. Також в конструкції можна виділити плунжер. Це сталевий циліндр, який в нижній частині має отвір. Отвір це з'єднує порожнини всередині деталі і під нею.

Деякі конструкції, де є одинплічних важіль, передбачають плунжери без внутрішніх порожнин. Плунжерная пружина розташовується між самим плунжером і втулкою. В якості зворотного клапана використовують сталева кулька з пружинкою.

Принцип роботи гидрокомпенсатора клапанів

Отже. У той момент, коли кулачок розподільного валу знаходиться відносно штовхача своєю зворотною стороною, він нічого не стискає. Поки двигун холодний, між кулачком і штовхачем існує зазор. Пружина при додатку сили на неї почне штовхати плунжер до тих пір, поки відстань не зникне повністю. Разом з цим масло з мастильної системи автомобіля надходить через підпружинений клапан з кулькою у внутрішню порожнину компенсатора.

З проворачиванием розподільного валу кулачок тисне на корпус штовхача. Так, корпус під тиском рухається вниз, закриваючи мастильні канали. Кульковий клапан в цей час закритий, а тиск гідравлічної рідини під плунжером зростає. Так як стиснути рідина неможливо, пара працює за принципом жорсткої опори, а зусилля кулачка передається штоку клапана. До речі, такий принцип роботи гідрокомпенсаторів "Пріори" відмінно себе показав.

Хоч зазор, який є в плунжерній парі дорівнює всього 0,8 мкм, масло все-таки в невеликій кількості виходить через технологічну порожнина між плунжером і втулкою. Так, штовхач злегка опускається. Розміри просадки можуть залежати від кількості оборотів колінчастого валу. При збільшенні оборотів зменшується рівень витоків гідравлічної рідини з-під плунжера.

Зазор (в той момент, коли кулачок распредвала сходить з штовхача) компенсується за допомогою сили поворотної пружини, а також тиску масла. Цей принцип роботи гидрокомпенсатора авто допомагає забезпечити повну відсутність зайвих відстаней між елементами. Цього вдається досягати за рахунок жорстких зв'язків між вузлами газо-розподільного механізму. Коли двигун нагрівається, розміри деталей компенсатора також змінюються, однак ці зміни компенсуються практично миттєво.

Гідності й недоліки

Використання цих механізмів дозволив автомобілістам уникнути процедури регулювання зазорів клапанів вручну. До того ж робота двигуна стала більш м'якою. Значно знизилися ударні навантаження, що дозволило продовжити ресурс деталей ГРМ і знизити шумові ефекти при роботі агрегату. Гідрокомпенсатор, принцип роботи його також дозволив точніше дотримуватися час фаз розподілу газів. Це кращим чином позначилося на схоронності силових агрегатів, потужності, динаміці і витраті палива.

Серед недоліків виділяють неякісний і галасливий запуск холодного мотора. У перші кілька секунд тиск масла ще не дійшло до потрібного рівня, тому компенсатори можуть трохи стукати. Це актуально навіть на іномарках, адже принцип роботи гідрокомпенсаторів «Грейт Вол» мало чим відрізняється від вітчизняних розробок.

Причини виходу деталей з ладу

Незважаючи на простоту конструкції, ці вузли також виходять з ладу. У більшості випадків найпопулярніша причина - це брудні мастильні канали мотора. Або сильний знос робочої частини клапана зворотного ходу. Забруднення може виникнути в результаті застосування неправильного масла, заміна, проведена не вчасно, або ж поломка масляного фільтра.

Якщо збільшений посадкової зазор плунжерної пари, технологічна витік масла може зрости. Втрачається жорсткість, з якою працює гідрокомпенсатор, принцип роботи його такий, що тиск масла має бути присутнім обов'язково. Те ж саме трапляється, якщо сильно зносився зворотний клапан камери високого тиску.

Усередині гідрокомпенсатор обов'язково повинен бути заповнений мастильної гідравлічної рідиною. Якщо в порожнині є повітря, то зазори будуть компенсуватися не повністю, а то й зовсім не будуть. У цьому випадку може допомогти ремонт гідрокомпенсаторів. Також ремонт може знадобитися у випадку, якщо деталь заклинило, в механізм потрапили сторонні частинки.

Як цього уникнути?

Слід тримати в чистоті нутрощі двигуна. Рекомендується регулярно проводити заміну мастил та фільтрів в рекомендований виробником термін. Також слід регулярно промивати мотор перед заміною мастила. Потрібно знати, що невеликі зазори в гіжркомпенсаторе вимагають застосування дуже якісних масел. Можна використовувати синтетичні або ж напівсинтетичні масла середньої в'язкості.

Діагностика та ремонт гідрокомпенсаторів

Діагностувати зламаний елемент можна по характерному стуку. Потім підозрілий механізм потрібно витягти і візуально оглянути на предмет зносу і пошкоджень. Якщо деталь забруднилася, рекомендується промити її в ацетоні.

Щоб елементи працювали справно, є спеціальна присадка для гідрокомпенсаторів. Засіб дозволяє усунути причини шуми механізму при роботі, а також ефективно очищає дану деталь.