Детали газораспределительного механизма двигателя в процессе работы испытывают большие нагрузки и высокую температуру. От нагрева они расширяются неравномерно, так как сделаны из разных сплавов. Для обеспечения нормальной работы клапанов в конструкции должен быть предусмотрен специальный тепловой зазор между ними и кулачками распредвала, который закрывается в процессе работы мотора.

Зазор должен всегда оставаться в предусмотренных пределах, поэтому клапана нуждаются в периодической регулировке, то есть в подборе толкателей или шайб нужного размера. Избавиться от необходимости регулировки теплового зазора, и уменьшить шум на непрогретом двигателе позволяют гидрокомпенсаторы, иногда их называют просто «гидрики» или гидротолкатели.

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.

1. 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.
2. 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.
3. 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.

Немного теории

Скорость открытия и закрытия впускных клапанов двигателя регулируется с помощью распределительного механизма, в основе которого – распределительный вал. Если точнее – процесс контролируется с помощью специальных кулачков, находящихся на распредвале ГРМ.

Кулачки представляют собой отливы определенной формы и размера, действующие на клапан при вращении вала. Они надавливают на поверхность клапана и толкают его вниз, он открывается. Когда кулачок проворачивается, он закрывается.

Признаки неисправности гидрокомпенсаторов

Главный признак неисправности гидрокомпенсаторов — появление механического стука сразу после запуска двигателя автомобиля. Стуки локализуются в месте расположения клапанной крышки. Если стуки появляются не сразу после пуска мотора, а по мере его работы, то причиной стуков не является поломка гидрокомпенсаторов.

В зависимости от вида неисправности, стуки могут быть постоянными, либо их уровень снижается или повышается при изменении нагрузки на двигатель. Стук только на холодном двигателе далеко не всегда является последствием неисправности гидрокомпенсаторов, его причиной вполне может быть низкая вязкость масла.

Исторический экскурс

Гидрокомпенсаторы, они же — гидротолкатели или в простонародье «гидрики» появились достаточно давно. Разберем, зачем нужны компенсаторы и как они появились в моторах многих автомобилей.

Их появлением в конструкции газораспределительных механизмов автомобилей, водители во многом обязаны японским автоинженерам, так как именно они стали массово применять «гидрики» в конструкции системы ГРМ моторов. В то время, при проектировке ДВС, большое внимание уделялось не только его основным узлам (коленчатый вал, поршни, шатуны), но и деталям газораспределительного механизма. Инженеры постепенно «доводили» прежние поколения своих силовых агрегатов до совершенства. Так, на смену привычным механическим толкателям и пришли гидротолкатели.

Почему стучат гидрокомпенсаторы?

Стук гидрокомпенсаторов может быть вызван несколькими причинами, связанными как с механическим износом детали, так и с неправильным уровнем масла или изменением его смазывающих качеств. Можно выделить несколько причин стуков гидрокомпенсаторов.

1. Вытекание части масла из гидрокомпенсаторов во время стоянки. Проявляется стуком сразу после запуска двигателя, который через несколько секунд исчезает. Не является поломкой, так как недостаток масла компенсируется во время работы двигателя.
2. Недостаток масла в системе автомобиля приводит к постоянному стуку гидрокомпенсаторов.
3. Повреждение или механический износ шарика обратного клапана. Проявляется в прерывистом стуке двигателя на холостом ходу, исчезающем при повышении оборотов.
4. Увеличение зазора между плунжером и втулкой гидрокомпенсатора. Также проявляется в стуке на холостом ходу.
5. Загрязнение гидрокомпенсатора продуктами распада масла вследствие его «старения» или применения некачественного масла. Проявления — стук на холостом ходу, исчезающий по мере повышения оборотов.
6. Загрязнение деталей гидравлического компенсатора, а также механические повреждения и износ. Проявляется в постоянном монотонном стуке гидрокомпенсаторов, не меняющемся при нагреве двигателя и повышении его оборотов.

Зачем прижимать максимально клапан к кулачку

Автомобильный двигатель — достаточно сложная конструкция, которая имеет массу нюансов. Тепловой зазор между кулачком распределительного вала и толкателем как раз и является одним из таких нюансов. Если он значительный (а речь в данном случае идет о десятых долях миллиметра), это уже может вести к понижению КПД двигателя.

При большом зазоре снижается скорость наполнения цилиндра рабочей топливовоздушной смеси. Соответственно, это ведет к снижению мощности двигателя и менее качественному отводу продуктов отработки. Чтобы повысить мощность двигателя водителю приходится больше давить на педаль газа, из-за чего значительно увеличивается расход топлива.

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.

Какие бывают

Различают четыре основных типа гидрокомпенсаторов для современных автомобилей:

• гидротолкатель;
• роликовый гидротолкатель (чаще всего устанавливаются на японских автомобилях);
• гидроопора;
• гидроопора под рычаг или коромысло.

Все они имеют разные конструкции и схожий принцип функционирования. Больше всего распространены обычные гидротолкатели с плоской опорой под кулачок распредвала, а также гидроопоры под рычаг или коромысло.

Ремонт гидрокомпенсаторов

В большинстве случаев гидравлические компенсаторы не подлежат ремонту, поэтому их приходится менять на новые в сборе. Исключением являются случаи, когда гидрокомпенсатор загрязнен продуктами износа масла. В такой ситуации необходимо промыть гидрокомпенсатор от нагара и загрязнения, после чего установить его обратно. Перед промывкой необходимо демонтировать гидрокомпенсаторы с автомобиля.

Промыть гидрокомпенсаторы можно обыкновенным бензином, керосином, ацетоном или другим подходящим раствором. После установки гидрокомпенсаторов следует подождать некоторое время перед пуском мотора, так как устройствам необходимо сжаться. Если стук прекратился, то проблема решена.

Промывка компенсаторов может продлить срок их службы, однако это не означает, что впоследствии их не придется менять. Чтобы увеличить ресурс гидрокомпенсаторов, необходимо обязательно использовать только качественное синтетическое масло.

Присадка для гидрокомпенсаторов Liqui Moly

Один из способов промыть гидрокомпенсаторы, не демонтируя их с двигателя, это использовать присадку Liqui Moly, призванную очищать гидрокомпенсаторы и устранять их стучание. Она добавляется в моторное масло при каждой его замене в системе автомобиля. Присадка применяется для всех видов двигателей (бензиновых и дизельных) с турбонаддувом и без него. Для применения присадки необходимо смешать 300 мл (1 флакон) присадки с 6 л масла при его замене. Применение присадки на старое масло возможно, но только если на нем было пройдено не более 5–6 тыс. км. При этом эффективность применения присадки на старом масле снижается.

Присадка помогает избегать стуков гидрокомпенсаторов благодаря очистке клапанных отверстий и масляных каналов гидрокомпенсаторов. К побочному положительному эффекту применения присадки относится улучшение смазочных качеств масла.

Следует понимать, что применение автохимии никак не поможет, если причины стуков гидрокомпенсаторов связаны с механическим износом деталей. Не стоит ожидать, что присадка станет панацеей от всех «болезней» двигателя автомобиля. Изношенность гидрокомпенсаторов или масляного насоса вливанием присадки никак «не лечится».

Замена гидрокомпенсаторов

Если промывка гидрокомпенсаторов вручную или с помощью присадки не привела к устранению стучания, то устройство придется менять.

Для демонтажа необходимо:

• поставить автомобиль на ровную поверхность;
• снять минусовую клемму с АКБ;
• снять защитную крышку с мотора;
• демонтировать ресивер впускного коллектора двигателя;
• снять модуль зажигания и шланг вентиляции картера;
• демонтировать крышку головки блока цилиндров;
• снять приводные шестерни распредвалов;
• отключить разъем датчика давления масла;
• снять кронштейн задней опоры валов;
• демонтировать корпус подшипников вместе с направляющей свечой зажигания;
• вынуть распредвалы, оставив метки для последующего монтажа;
• извлечь гидрокомпенсаторы, используя магнит.

Установка новых гидравлических компенсаторов производится в обратном порядке.