Проверка гидрокомпенсаторов
В большинстве случаев проверка гидрокомпенсаторов проводится акустически — опытный механик определяет неисправность даже не используя дополнительных приборов. Однако далеко не каждый автовладелец сможет определить конкретный неработающий гидрокомпенсатор, к тому же стук при их неисправности можно перепутать с неправильной работой клапанов двигателя.
Обычному владельцу можно порекомендовать использовать банальный фонендоскоп. При работающем двигателе фонендоскоп необходимо приложить к головке блока цилиндров к месту размещения каждого из гидрокомпенсаторов. Сравнивая характер звучания, можно определить конкретный гидрокомпенсатор, который работает неправильно.
Еще один способ предполагает проверку вручную путем нажатия отверткой или пальцами на устройство. При нормальной работе компенсатора для нажатия нужно приложить усилия. Если гидрокомпенсатор легко продавливается, то его, вероятно, придется заменить.
Последний способ потребует применения щупа для измерения зазора диаметром от 0,1 мм до 0,5 мм. Если на горячем двигателе между гидравлическим компенсатором и кулачком распредвала щуп диаметром 0,5 мм свободно пролазит, то гидрокомпенсатор подлежит замене. То же самое относится и к ситуации, когда в зазор не проходит щуп диаметром 0,1 мм.
Гидрокомпенсаторы — назначение, виды, устройство
Гидрокомпенсаторы клапанов являются деталями, относящимися к системе газораспределения двигателя и отвечают за компенсацию теплового зазора между толкателем клапанов и торцевой частью клапана. Гидрокомпенсатор клапанов является на сегодня обязательной частью практически любого легкового автомобиля, вне зависимости от его класса и назначения.
Для чего нужен гидрокомпенсатор клапанов?
Клапаны цилиндра, толкатели клапанов – неотъемлемые детали двигателя автомобиля. Задачей клапанов является впуск топливо–воздушной смеси в цилиндр, а затем выпуск отработавших газов из цилиндра. Управление открытием и закрытием клапанов осуществляется распределительным валом через специальные толкатели. Между толкателями и клапанами существует зазор, который изменяется по мере прогрева двигателя. Если данный зазор не устранить, толкатель будет стучать о клапан, чего быть не должно.
Для автоматического устранения данного зазора применяются специальные устройства, которые работают за счет давления масла и называются гидрокомпенсаторы клапанов. Гидрокомпенсаторы клапанов устанавливаются на каждый клапан и соединены с масляной системой двигателя.
Гидрокомпенсатор представляет собой корпус, который внешне похож на поршень. На верхнюю часть корпуса оказывает давление толкатель или эксцентрик распредвала. Боковая стенка корпуса обязательно имеет канавку и отверстия для подачи масла. Внутри в центре корпуса размещается плунжер и поршень, являющиеся главными рабочими частями. Под воздействием давления масла поршень смещается вниз и давит на торец клапана.
Между поршнем и плунжером имеется пружина с шайбой в центре отверстия и шариком, который выполняет функцию запорного клапана, удерживающего в полости поршня достаточное количество масла. Когда клапан находится в положении «закрыто», то масляные каналы корпуса сообщаются с каналами системы смазки мотора. Давление масла уравнивается. При давлении эксцентрика корпус смещается с клапаном вниз и сообщающиеся каналы перекрываются. В этот момент в плунжере находится именно такое количество масла, которое обеспечивает беззазорное соприкосновение рабочих частей. Поэтому клапана с такими компенсаторами не стучат.
Как часто менять гидрокомпенсаторы клапанов?
Необходимость замены гидрокомпенсаторов клапанов возникает в случае износа его рабочих частей (например, износ плунжерной пары или перепускного шарикового клапана). При этом пробег автомобиля может быть самый разный, в зависимости от многих факторов – от надежности данного узла, изначально заложенной при конструировании, от качества используемых материалов, и, самое главное – от качества масла и его своевременной замены.
При использовании качественного масла и регламента технического обслуживания, неисправность гидрокомпенсаторов клапанов может не возникнуть до конца срока службы автомобиля. И наоборот, при использовании масла низкого качества, частом перегреве двигателя, гидрокомпенсаторы могут выйти из строя. Об износе и выходе из строя гидрокомпенсаторов клапанов могут подсказать шумы и стуки, возникающие при работе двигателя.
Почему стучат гидрокомпенсаторы
Внутреннее устройство гидрокомпенсатора: 1 – кулачек распределительного вала; 2 – выемка в теле гидрокомпенсатора; 3 – втулка плунжера; 4 – плунжер; 5 – пружина клапана плунжера; 6 – пружина клапана газораспределительного механизма; 7 – зазор между кулачком распределительного вала и рабочей поверхности гидрокомпенсатора; 8 — шарик (клапан плунжера); 9 – масляный канал в теле гидрокомпенсатора; 10 – масляный канал в головке блока цилиндров; 11 – пружина плунжирной пары; 12 – клапан газораспределительного механизма.
И так, что может заставить гидрокомпенсаторы, стучать:
- недостаточная смазка;
- масло низкого качества;
- выработка собственного ресурса;
Остановимся на этих моментах подробнее. При недостаточной смазанности внутренних элементов гидрокомпенсатора, в частности плунжера, пружины и стаканов, может возникать не запланированное трение, которое и приводит к ускоренному износу гидрокомпенсатора. Поэтому, меняйте масло вовремя и следите за его уровнем. Это кстати продлит срок службы не только гидрокомпенсаторов, но и практически всех узлов и деталей мотора.
Второй момент, это качество масла. Если масло грязное, то каналы, по которым оно поступает в гидрокомпенсатор, будут засоряться. Тут и ухудшение смазки деталей компенсатора и ухудшение его работы, ведь этот узел, точнее его функционирование, завязано на давление масла, штатное давление, отвечающее заложенным в конструкцию параметрам. Соответственно, если масло чистое, то и каналы, по которым оно циркулирует, вполне проходимы и все работает как надо. Если же в потоке масла встречается сажа, окалина, а так же другие инородные включения, каналы будут засоряться. Отсюда ухудшение циркуляции масла, отсюда быстрый износ гидрокомпенсатора, отсюда нарушения в его работе. А такие нарушения, пусть поначалу и незаметно, но отражаются на работе двигателя, причем отражаются негативно.
Ну и конечно же, каким бы хорошим ни было масло, сколь много его не будет, а рано или поздно детали гидрокомпенсатора будут изнашиваться. Между тем, при нормальном уровне и качестве масла гидрокомпенсаторы ходят достаточно долго, без какого-либо обслуживания и контроля за ними.
Назначение и принцип работы гидрокомпенсаторов
Гидравлические компенсаторы, или гидрокомпенсаторы, это составная часть системы газораспределительного механизма (ГРМ) в цилиндре ДВС. При прогреве двигателя детали ГРМ нагреваются, что приводит к увеличению их размеров. Поэтому между деталями ГРМ оставляются тепловые зазоры — от 0,15 мм на впускных клапанах и до 0,35 мм на выпускных. Одной из проблем ГРМ является механический износ и увеличение зазоров клапанов, в результате чего клапаны не открываются или не закрываются полностью. Результатом этого становится снижение мощности автомобиля, затруднения с пуском мотора и повышение токсичности выхлопа. Причиной этого является загорание топлива во впускном коллекторе или недостаточная наполняемость цилиндров двигателя топливной смесью. Дизельные же автомобили в результате неправильного размера тепловых зазоров и вовсе становятся неработоспособными.
Для регуляции размеров зазоров клапанов ранее применялась механическая настройка рычагов и шайб, затем появились механические толкатели, а на современных автомобилях их сменили гидравлические компенсаторы. Гидрокомпенсаторы в автоматическом режиме изменяют свою длину на размер, равный тепловому зазору в ГРМ.
По своему устройству гидрокомпенсатор представляет собой:
- корпус в виде цилиндрического толкателя или составной части головки цилиндров;
- расположенная в корпусе плунжерная пара, состоящая из втулки и плунжера (шарикового подпружиненного клапана), зазор между втулкой и плунжером — около 8 мм;
- пружины плунжера;
- обратный клапан.
Работа гидрокомпенсатора состоит из нескольких этапов.
- На первом этапе кулачок распредвала расположен в противоположной стороне от гидрокомпенсатора. Плунжерная пружина выдвигает плунжер, в результате чего увеличивается зазор. В полость под плунжером поступает масло через масляный канал, после чего под воздействием плунжерной пружины клапан закрывается. На этом этапе плунжер поднимается и компенсирует зазор.
- Под воздействием распределительного вала кулачок начинает давить на толкатель и перемещает его в нижнее положение. Шариковый клапан закрывается, а плунжерная пара начинает работать как жесткий элемент из-за того, что масло не сжимается.
- При перемещении плунжерной пары вниз часть масла вытекает из полости, что компенсируется дополнительными порциями масла из системы авто. Длина гидравлического компенсатора незначительно увеличивается, образуя зазор. Его размер выравнивается порциями масла, которые подаются из системы смазки автомобиля.
Главный плюс гидрокомпенсаторов — абсолютно автоматический режим работы, не требующий регулировки, так как гидрокомпенсатор всегда подбирает необходимый зазор.
Как проверить гидрокомпенсаторы самостоятельно
Стук гидрокомпенсаторов явление довольно неприятное и опасное. В зависимости от частоты шума, режима работы двигателя, при котором проявляется шум, количества и расположения изношенных компенсаторов хороший мастер может определить общее состояние как ГРМ, так и всего двигателя.
Можно ли ездить, когда стучат гидрокомпенсаторы
При наличии сильного стука из-под клапанной крышки долго терпеть неисправность крайне не рекомендуется. Нужно понимать, что гидротолкатель напрямую влияет на работоспособность всего газораспределительного механизма. Если фазы ГРМ собьются, можно ждать многих неприятностей:
- прогар клапанов;
- потерю мощности;
- ухудшение динамики разгона;
- частый перегрев двигателя;
- повышенный износ распредвала;
- увеличение расхода топлива;
- прогар днища поршня;
- повреждение седел клапанов.
И это далеко не полный перечень бед, которые может принести гремящий гидрокомпенсатор, поэтому долго ездить с шумом в головке блока цилиндров нежелательно.
Почему изнашиваются гидрокомпенсаторы
Причины износа кроются как в общем состоянии двигателя и системы смазки в частности, так и в качестве масла. Неполадки с компенсаторами могут быть вызваны множеством причин, но среди основных и наиболее часто встречающихся выделяют следующие:
- Уровень масла. Масляное голодание гидрокомпенсатора однозначно приводит к его быстрому износу. Толкатель любого типа устроен так, что он может работать только в том случае, когда давление масла в системе не ниже номинального. В противном случае в плунжерную пару толкателя попадает воздух, и он теряет способность к компенсации теплового зазора.
Это может быть следствием как низкого уровня масла, так и захватом воздуха маслоприемником в картере двигателя. Захват воздуха в свою очередь может произойти во время резкого маневрирования на высоких скоростях и при низкой пропускной способности системы смазки.
Если двигатель исправен, но воздух проник в гидрокомпенсаторы, стук должен пропасть после автоматической естественной прокачки толкателей.
- Качество масла. В том случае, если масло подобрано неправильно по вязкости или составу, гидрокомпенсатор может застучать. К примеру, слишком жидкое масло не сможет создавать необходимого давления в системе и обеспечивать нормальную работу плунжерной пары.
- Высокий уровень износа гидрокомпенсаторов, масляного насоса, редукционного клапана, который удерживает масло под давлением в каналах головки блока цилиндров. Большие зазоры между гнездом в головке блока и компенсатором, выработка плунжерной пары, естественный износ пружины гидрокомпенсатора или его шарикового клапана также способствуют падению давления масла и попаданию в плунжерную пару воздуха.
- Засорение системы смазки. Пыль, грязь, металлическая пудра, попадающие в масло, отложения и нагар на стенках системы смазки сильно снижают эффективность работы гидротолкателей. Из-за грязи, попавшей в механизм, компенсатор может потерять герметичность, начать травить и не выбирать тепловые зазоры. Основная причина — использование грязного масла, несоблюдение регламента замены масла и масляного фильтра.
Как найти неисправный гидротолкатель
Сложность при диагностике компенсаторов связана с тем, что работают они только под давлением масла. При этом стук может возникать как только на холодном двигателе, только на горячем или же в определенных режимах работы, чаще всего под нагрузкой или на высоких оборотах.
В первом случае, когда стук проявляется непродолжительное время на холодном двигателе, можно сделать вывод о том, что редукционный клапан в самом компенсаторе пропускает масло и не держит давление. Если стук слышен на прогретом моторе в режиме средних оборотов, вероятнее всего, причина кроется в увеличенном зазоре между корпусом компенсатора и гнездом в головке блока. Также есть вероятность засорения масляных каналов или заклинивания плунжерной пары из-за засорения.
Тем не менее проверить их состояние и вычислить неисправный можно и на заглушенном двигателе. Точность такой диагностики невысока, но вероятность найти застучавший толкатель все же есть. Для диагностики снимем клапанную крышку и методично пальцами или отверткой будем стараться утопить каждый из толкателей, не нагруженный кулачком распредвала. Исправный компенсатор от такого усилия не просядет. Если он просел с характерным щелчком, компенсатор нужно пометить и заменить. Проворачивая коленвал, таким образом проверяются все гидротолкатели.
В некоторых случаях можно определить неисправный толкатель на слух, с помощью фонендоскопа. Явная неисправность будет слышна сразу, а расположение потекшего компенсатора вычисляется по громкости издаваемого им шума.
Гидрокомпенсаторы стучат, можно ли ездить
Когда есть стуки гидрокомпенсаторов ездить можно, но это может привести к более дорогому ремонту, нежели найти и устранить причину стуков.
Эксплуатация автомобиля со стучащими гидрокомпенсаторы будут сопровождаться со следующими последствиями:
- Уменьшение мощности мотора.
- Некомфортное управление машиной, в целом. (Ездить, когда что-то стучит в конструкции автотранспортного средства не совсем приятно для тех, кто следит за своим авто).
- Повышение уровня загрязнения экологии.
- Превышенный расход топлива.
- Повышенная вибрация.
Многие говорят, что ездить с постукивающими гидрокомпенсаторами можно, но надо понимать, что эти детали входят в устройство двигателя. А капитальный ремонт двигателя обходится намного дороже и по времени, и по финансам.
Причины стука при холодном моторе
Не работает гидрокомпенсатор, при этом стук продолжается даже при нагретом моторе. Такая особенность проявляется, когда:
- гидрокомпенсатор заклинило по причине наличия отложений, грязи, скопившихся внутри агрегата;
- плунжерная пара имеет некоторые механические повреждения из-за полной выработки;
- стук гидрокомпенсатора наблюдается при механической выработке поверхностей, что сопряжены снаружи. Проблема в этой ситуации наблюдается и при нагретом моторе;
- клапан, пропускающий масло, не функционирует в стандартном режиме. Причина – грязь, которая попала в гидрокомпенсатор.
Завоздушивание ГК
Клапан гидрокомпенсатора плохо держит, поэтому масло при отключенном моторе вытекает. Тогда возможно завоздушивание ГК. Правда, такой эффект пропадает после того, как попавший воздух вытесняется маслом. На это может уйти в среднем 6 минут.
Минусовая температура внешней среды
На улице наблюдается низкая температура или мороз, а масло, применяемое в системе, не соответствует температурным условиям. В таких случаях маслянистая жидкость приобретает вязкость до тех пор, пока двигатель не нагреется до рабочей температуры. Только тогда масло сможет восстановить собственные характеристики и качества.
Впускное отверстие для подачи масла забито
Когда забито впускное отверстие, которое отвечает за подачу масла, также наблюдается стук. При нагревании мотора осуществляется разжижение засора, поэтому масло подается уже в нормальном режиме. Те же компоненты, которые являются достаточно вязкими, забивают клапан гидрокомпенсатора дальше, поэтому масло не может поступать в систему в стандартном режиме.
Масляный фильтр забит
На холодную стук ГК наблюдается в случаях, когда забит масляный фильтр. Тогда прекращение стука исчезает при нагретом моторе. Небольшое количество масла все же может поступать при росте температуры. Достаточно часто этого не происходит, поэтому гидрокомпенсатор продолжает стучать, даже когда двигатель нагрелся.
Износ клапана
Клапан гидрокомпенсатора не держит. При горячем моторе маслянистая жидкость вытекает непосредственно через клапан. Понятное дело, что при таком положении вещей ГК может завоздушиться. И пока мотор будет холодным, масло не станет попадать в систему.
В такой ситуации нужна достаточно долгая прокачка ГК до тех пор, пока система не будет работать в штатном режиме. И если это все же случилось, надо сразу же заниматься заменой масла и ремонтом ГК. Когда ремонт не возможен, также осуществляется замена элемента.
Это интересно: Моторное масло для митсубиси аутлендер 3 объем двигателя 2 литра
Конструкция и принцип работы гидромпенсаторов
Самый простой гидрокомпенсатор — это корпус с вмонтированной плунжерной парой, рассчитанной на работу с моторным маслом. Это простейшее устройство полностью сняло ударные нагрузки с распредвала и клапана, позволило сохранять оптимальный зазор, независимо от условий работы мотора, сняло вопрос о шумности работы двигателя. Плунжер представляет собой простую втулку и шариковый подпружиненный клапан, который компенсирует разницу в зазорах. В машинах массового производства гидрокомпенсатор может иметь несколько конфигураций — с корпусом в виде цилиндрического толкателя, как на двигателях ВАЗ 2108 и его многочисленных последователях, так и быть конструктивной частью головки блока цилиндров, как на заднеприводных автомобилях ВАЗ поздних лет выпуска, Нива 21214, на двигателях УМЗ 331.10 от Москвичей и ИЖей и ЗМЗ 406 от Газелей, Нива Шевроле. Кроме того, есть возможность купить и установить гидрокомпенсаторы на старые классические моторы 2106, 2107, 2101, но для этого необходима будет замена распредвала в паре с корпусом, нужно будет докупать сами гидрокомпенсаторы и устанавливать масляную рампу. Цена такого апгрейда — около сотни долларов с установкой, но эти деньги себя окупают.
Гидрокомпенсатор использует в своей работе свойства моторного масла, да и любой жидкости — несжимаемость. То есть тот объем, который заключен в плунжерной паре может быть практически постоянным. Если масло не сжимается и не вытекает из компенсатора. Но хитрость в том, что масло в плунжере постоянно меняется и поступает из системы смазки мотора через масляную рампу. При возникновении ударного усилия на компенсатор, масло способно передать его на клапан, в то же время объем масла регулируется постоянной циркуляцией, поэтому нет никакой необходимости регулировать зазор вручную, он выставляется автоматически при любой температуре мотора. Устройство может работать как угодно долго, но тоже иногда приносит проблемы в виде стуков.
Как поменять гидрокомпенсаторы?
Если после замены масла проблема не ушла (после 5 минут работы с новым средством стук должен уйти) и обнаружены существенные поломки, необходимо установить новые запчасти. В некоторых случаях помогает промывка специальной жидкостью без снятия или ручным способом (необходим демонтаж).
Для процедуры нужны:
- набор отверток;
- накидные ключи;
- сами детали;
- сальники распредвалов;
- прокладка крышки ГБЦ;
- герметик;
- магнитик (пригодится для извлечения деталей).
Алгоритм замены приведен в этой статье ниже.
Сколько стоят гидрокомпенсаторы? На этот вопрос однозначно ответить нельзя, потому что итоговый ценник зависит от многих факторов. Один из самых существенных — марка и тип автомобиля. Для машин отечественного производства (например, ВАЗа 2112) замена может ограничиться двумя тысячами рублей. Работа с иномарками ременного типа обходится примерно на 30% дороже. Работа с “цепным” вариантом обходится в семь тысяч рублей (с внедорожниками цены такого же порядка).
Как менять гидрокомпенсаторы?
Последовательно обесточивают, разбирают с применением магнита, новые запчасти смазывают и устанавливают назад.
Последовательность действий на примере замены гидрокомпенсаторов “Приоры” приведена ниже:
отключают клеммы от аккумуляторной батареи;
снимают двигательный кожух;
отсоединяют ВВ провода от свечей и катушки;
обесточивают форсунки;
отсоединяют вентиляционный патрубок;
демонтируют щуп масла и крепление;
в области соединения блока цилиндров и выпускного коллектора выкручивают гайки и болты;
ослабляют болты ременных кожухов газораспределителя (верхний и нижний);
убирают ремень распределительных валов, ослабив ролик натяжения;
откручивают и убирают шестеренки распредвалов (важно в процессе не потерять шпонки);
убирают крышку газового распределителя сзади;
снимают крышку ГБЦ;
снимают корпус подшипников;
убирают распределительные валы, предварительно пометив положение;
нажатием пальца проверяют работу компенсаторов (если сопротивление отсутствует, требуется замена);
извлекают неисправные элементы магнитом;
новые запчасти, смазанные маслом, монтируют.
Если не понятно, как заменить гидрокомпенсаторы своими силами (нет времени или навыков), обратитесь в тех и «минусы» использования гидрокомпенсаторов в двигателях
Внедрение ГК позволило избежать регулировки зазоров клапанного механизма и сделать его работу более «мягкой»; уменьшить ударные нагрузки, то есть снизить износ деталей ГРМ и исключить повышенную шумность двигателя; более точно соблюдать длительность фаз газораспределения, что положительно сказывается на сохранности двигателя, его мощности и расходе топлива.
При всех своих преимуществах гидрокомпенсаторы обладают и недостатками, а двигатели, оборудованные ими, — некоторыми особенностями эксплуатации. Один из конструкционных недостатков простых гидрокомпенсаторов проявляется в некачественной работе холодного двигателя в первые секунды пуска, когда давление масла в системе смазки отсутствует или оно минимально. Об особенностях эксплуатации, ремонта и обслуживания двигателей с ГК читайте в следующих номерах «АЦ».
| Без последствий не бывает |
Впускные и выпускные клапаны нагреваются до разной температуры, поэтому величины необходимых для них тепловых зазоров различны: для впускных клапанов — 0,15: 0,25 мм, а для выпускных — 0,20: 0,35 мм и даже больше. Если эти величины не соблюдены, последствия могут быть самыми разными:
|
| Историческая справка |
| Первые патенты на гидрокомпенсаторы зазоров клапанов были зарегистрированы в США в 1920 году. С 1960 года 90% всех американских легковых автомобилей стали серийно выпускаться с гидрокомпенсаторами. Производство ГК в ФРГ было начато в 1971 году. С 1978 года большинство остальных ведущих автомобильных фирм серийно применяют эту технологию. |
