Гідрокомпенсатори. Все що вам варто знати

Гідрокомпенсатори є важливою частиною сучасних двигунів внутрішнього згоряння. Їхня роль полягає у забезпеченні плавної роботи двигуна та зменшенні шуму. У цій статті ми розглянемо, що таке гідрокомпенсатори, як вони працюють, їх будову та основні поломки.

Що таке гідрокомпенсатор

Газорозподільний механізм (ГPM) двигуна внутрішнього згоряння забезпечує розділення паливно-повітряної суміші (або повітря в дизелях).

ГРМ складається з таких основних елементів: розподільного вала, штовхачів, штанг, одно- або двоплечих важелів (коромисел), клапанів і їх пружин. Розподільний вал має кулачки – виступи певного профілю, які задають порядок і час відкриття і закриття клапанів. Він може бути розташований у нижній частині блоку циліндрів (нижнє розташування) або в його голівці (верхнє розташування) і приводиться в обертання від колінчастого вала.

Газорозподільчі механізми:

• a - з нижнім розташуванням розподільного вала;
• б і в - з верхнім розташуванням розподільного вала;
• 1 - кулачок;
• 2 - штовхач;
• 3 - штанга;
• 4 - коромисло;
• 5 - одноплечий важіль.

При нижньому розташуванні розподільного вала зусилля, необхідне для відкриття клапанів, передається до них від кулачків через штовхачі, штанги і коромисла. У ГРМ з верхнім розташуванням розподільного вала привід клапанів здійснюється кулачком або безпосередньо через штовхачі, або через важелі або коромисла.

У процесі прогріву двигуна (від температури навколишнього повітря до робочої температури) деталі ГРМ нагріваються, що викликає збільшення їх розмірів. Це може призвести до того, що клапан перестане щільно закриватися. Щоб уникнути такого ефекту, в клапанному механізмі передбачений тепловий зазор (для впускних клапанів - від 0,15 до 0,25 мм, для випускних - від 0,20 до 0,35 мм і більше). При експлуатації двигуна відбувається знос деталей ГРМ, що приводить до збільшення теплового зазору.

Тому періодично виникає необхідність у його регулюванні, операції досить трудомісткій і відповідальній. Неправильно встановлений тепловий зазор призводить до неплотного закриття клапанів або характерного металевого стуку, що викликає підвищений знос деталей ГРМ. Гідравлічні компенсатори зазорів у ГРМ забезпечують його безударну роботу і повне закриття клапанів.

Який принцип дії гідрокомпенсатора

Полягає в автоматичній зміні довжини гідрокомпенсатора на величину рівня зазору в ГРМ. Це досягається переміщенням його деталі під дією пружини і подачі масла з системи змащення двигуна.

Пристрій гідрокомпенсатора

Основними деталями гідрокомпонатора є: корпус, плунжерна пара, пружина плунжера і зворотний клапан (рис. 2).

Рис. 2. Розташування гідрокомпонентів:

• a - в штовхачі з верхнім розподілом;
• б - в штовхачі з нижнім розділом;
• в - в коромислі; г - в опорі важеля приводу клапана ГРМ;
• 1 - лапка;
• 2 - плунжер;
• 3 - втулка плунжера;
• 4 - порожнина під плунжером;
• 5 - пружина плунжера;
• 6 - пружина кулькового клапана;
• 7 - стопорне кільце;
• 8 - важіль приводу клапана;
• 9 - дренажний отвір.

Корпусом може служити (залежно від конструкції приводу клапанів) циліндричний штовхач, коромисло або частину головки блоку циліндрів.

Плунжрена пара складається з:

• Втулки, що забезпечує рух платформи в строго заданому напрямку. Зазор між ними становить 5 - 8 мкм для забезпечення герметичності;
• Плунжера - сталевого циліндра, в нижній частині якого є відкритість, що поєднує порожнини всередині плунжера і під ним. У деяких конструкціях з одноплечовим важелем використовується плунжер без внутрішньої порожнини. А верхня частина його має вигляд сферичної головки, й слугує опорою.
• Пружина плунжера розташована між ним і втулкою (в порожнині під плунжером).
• Зворотній клапан у більшості випадків представляє собою сталеву підпружинену кульку.

Робота гідрокомпенсатора

Cxема роботи гідрокомпенсатора, корпусом якого є штовхач, представлена на рис. 3.

Рис. 3. Cxема роботи гідрокомпенсатора: h - зазор.

Кулачок розподільного вала, повернутий до штовхача тиловою стороною, не передає на нього зусилля, і плунжерна пружина висуває плунжер із втулки, вибираючи зазор. У збільшений об'єм порожнини під плунжером через кульковий клапан надходить масло із системи змащування. Після її заповнення кульковий клапан закривається під дією своєї пружини. Повертаючись випуклою стороною до штовхача, кулачок починає переміщати його вниз. У цей момент гідрокомпенсатор передає зусилля на клапан ГРМ, як жорсткий елемент, оскільки кульковий клапан закритий. А масло в замкнутій порожнині під плунжером практично не стискається.

При переміщенні штовхача і, відповідно, плунжерної пари вниз, невелика частина масла видавлюється через зазори з порожнини під плунжером. Довжина гідрокомпенсатора незначно зменшується і утворюється зазор (згаданий вище) між кулачком і штовхачем. Витоки компенсуються додатковою порцією масла із системи змащування двигуна. Розширення деталей при нагріванні призводить до зміни об'єму поповнюючої порції масла і довжини гідрокомпенсатора. Тобто він автоматично вибирає зазор як від теплового розширення, так і від зносу деталей ГРМ.

Які основні поломки гідрокомпенсатора

Як і будь-яка інша частина автомобіля, гідрокомпенсатори можуть зламатися. Основні причини поломок включають знос, недостатню кількість мастила або його погану якість, а також механічні пошкодження.

• Знос. З часом деталі гідрокомпенсатора зношуються, що може призвести до зниження їх ефективності. Це може спричинити збільшення зазорів, шум у двигуні та погіршення його роботи.
• Недостатня кількість мастила. Якщо мастила недостатньо або воно не відповідає вимогам, гідрокомпенсатори не зможуть виконувати свою функцію належним чином. Це може спричинити швидкий знос деталей та збільшення шуму.
• Механічні пошкодження. Пошкодження деталей гідрокомпенсатора, наприклад, через потрапляння бруду або сторонніх часток, можуть призвести до їх поломки. У цьому випадку потрібна заміна пошкоджених компонентів.

Якщо гідрокомпенсатори виходять з ладу, це може мати серйозні наслідки для роботи двигуна. Наприклад, збільшений шум може свідчити про проблеми з клапанами. Це може призвести до зниження потужності та ефективності двигуна, а також до його передчасного зносу. У випадку серйозних пошкоджень, двигун може взагалі відмовити.