Одной из актуальных проблем современных автомобильных двигателей является так называемый тепловой зазор. Он образуется между каждым из клапанов и кулачков на распределительном валу. Чтобы мотор выдавал максимальное КПД, необходимо полное отсутствие теплового зазора, однако в реальности этого не бывает.
Тепловой зазор и принцип работы механического толкателя
Во время работы автомобильного мотора происходит расширение металлов, тепловой зазор так или иначе возникает. Чем больше прижимаются друг к другу работающие металлические части, тем больше вероятность их заклинивания. Чтобы этого не допустить, принудительно создаётся такое расстояние, которое на холодном двигателе довольно велико, но при нагревании на горячем будет стремиться к минимуму. Чтобы устранить эту проблему, конструкторы придумали деталь под названием гидрокомпенсатор — она пришла на смену традиционному толкателю.
Главная цель, ради которой устанавливается толкатель, — уменьшить износ точек соприкосновения верхнего штока клапана с одной стороны и кулачка распредвала – с другой. Для этого толкатель изготавливают с большим диаметром по сравнению с диаметром штока. Обычно эта величина колеблется в диапазоне от 25 до 40 мм. Обязательно необходимо контролировать и регулировать их не реже, чем через 120 тысяч пройденных километров.
Достоинства и недостатки механического толкателя
Толкатели имеют цилиндрическую форму и могут быть либо разборными, либо цельнометаллическими. В старых версиях их конструкции были оснащены коромыслами.
Основные преимущества, благодаря которым регуляторы механического типа долгое время выпускались и продолжают устанавливаться в современные двигатели:
- простота их конструкции;
- нечастая необходимость регулировки;
- легко установить шайбу нужной высоты;
- благодаря простому устройству толкателя и его головки вероятность поломки значительно сокращается;
- толкатели в эксплуатации неприхотливы к качеству масла;
- невысокая стоимость по сравнению с гидрокомпенсаторами;
- способность нормально функционировать даже в силовых агрегатах с нагаром на стенках цилиндров.
Однако механические толкатели несовершенны — их главные недостатки сводятся к следующим качествам:
- без периодической регулировки начинают стучать;
- регулировка усложняется необходимостью снятия крышки клапанов. Придётся обращаться за помощью к специалистам;
- корректировать тепловой зазор обязательно требуется в ручном режиме. Без этого работа мотора будет ухудшаться.
Устройство и принцип работы гидрокомпенсатора
Устройство большинства известных современных гидрокомпенсаторов является практически идентичным. Как всегда, это металлический корпус, внутрь которого производитель помещает плунжерную пару. Она оснащается так называемым «шариковым» клапаном. Компенсатор может быть установлен в привод клапанов — в этой ситуации движущим элементом является только сам плунжер.
Необходимо обеспечить высокую герметичность узла и подвижность его элементов. Для этого делают совсем крохотный зазор между втулкой и плунжером. Последний может выталкиваться пружиной до практически полной ликвидации зазора. В этом случае масло перетекает во внутреннюю полость, заполняя её. Постоянная жёсткая связь гидротолкателя с другими деталями газораспределительного механизма приводит к отсутствию зазоров. Сам толкатель компенсирует своей конструкцией даже изменение длины собственных деталей.
Принцип работы гидрокомпенсаторов, в отличие от толкателей, сводится к определённому порядку действий. Вначале кулачок смотрит на толкатель своей обратной стороной. Усилие не передаётся, а плунжерная пружина самостоятельно определяет размер необходимого зазора. Как только полость будет заполнена маслом, произойдёт срабатывание шарикового клапана и закрытие полости.
Кулачок разворачивается уже другим профилем, нажимает на толкатель и движет его вниз. Обратный клапан закрыт, но сжатия масла не происходит. Небольшой его объём выдавливается сквозь предназначенные для этого зазоры. Происходит уменьшение длины гидрокомпенсатора с образованием зазора между толкателем и кулачком. Количество масла снова восстанавливается до прежнего уровня.
Такое периодическое тепловое расширение деталей в пределах узла клапанов вызывает изменения объёма масла и длины гидрокомпенстора. В этом они отличаются от толкателей. Восстановление зазора происходит автоматически, в том числе и вследствие естественного износа толщины деталей ГРМ. Для корректной работы регуляторов зазора гидравлического принципа действия необходимо высокое качество смазки.
Плюсы и минусы толкателей с гидрокомпенсацией
Многие водители, которые не знакомы досконально с особенностями работы ГРМ, не могут определиться, что лучше: толкатели или гидрокомпенсаторы нового принципа действия. На самом деле их внедрение дало целый ряд преимуществ:
- отпала необходимость в частой регулировке клапанов, а работа узла в целом стала более корректной и плавной;
- в результате внедрения этой детали удалось добиться снижения износа остальных элементов ГРМ;
- работа силового агрегата стала менее шумной;
- изменилась длительность газораспределительных фаз;
- оптимизировалась мощность мотора и потреблением им горючего.
Нельзя не упомянуть о ряде недостатков в работе гидрокомпенсаторов, вызванных особенностями их эксплуатации. При запуске холодного мотора давление масла в системе находится на минимальном уровне — из-за этого толкатели гидравлического типа могут работать неустойчиво. Они также способны и сами выйти из строя, если сильно загрязняются масляные каналы. К тому же самому результату приводит пользование некачественным маслом или загрязнение масляного фильтра.
Если посадочный зазор увеличен больше необходимой величины, масло из камеры уходит повышенными темпами. Компенсаторы начинают терять необходимую жесткость. Уменьшается усилие, передаваемое кулачком на клапан. Эти и другие отличия гидрокомпенсаторов приводят к ситуации, когда зазор не выбирается автоматически так, как следует.
Если они не будут заполнены маслом или, наоборот, завоздушены, то основную функцию не смогут выполнять эффективно. Как следствие, водитель может слушать ударные нагрузки и характерные стуки двигателя. В итоге ускоряется износ элементов ГРМ, а показатели работы мотора ухудшаются. Вот почему необходимо уделить повышенное внимание количеству смазки в системе и своевременной её замене.
