ООО «Центр Грузовой Техники»

8(812)244-68-92
Гидрокомпенсаторы клапанов ГРМ: устройство и принцип работы

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.

Содержание

Устройство гидрокомпенсатора

Гидрокомпенсаторы автоматически регулируют меняющийся тепловой зазор. Приставка «гидро» подразумевает действие какой-то жидкости в работе детали. Этой жидкостью выступает масло, которое подается в гидрокомпенсаторы под давлением. Сложная и точная система пружин внутри регулирует зазор.

фото 1
фото 1Различные виды гидрокомпенсаторов

Применение гидрокомпенсаторов предполагает наличие следующих преимуществ:

  • отсутствие необходимости периодической регулировки клапанов;
  • правильная работа ГРМ;
  • уменьшения шума при работе мотора;
  • увеличение ресурса деталей газораспределительного механизма.

Основными компонентами гидрокомпенсатора являются:

Принцип работы

Работу детали можно описать несколькими этапами:

  1. Кулачок распредвала не оказывает давления на компенсатор и повернут к нему тыльной стороной, при этом между ними присутствует небольшой зазор. Плунжерная пружина внутри гидрокомпенсатора толкает плунжер из втулки. В это время под плунжером образовывается полость, которая заполняется маслом под давлением через совмещенный канал и отверстие в корпусе. Объем масла набирается до нужного уровня и шариковый клапан закрывается под действием пружины. Толкатель упирается в кулачок, движение плунжера прекращается, и масляный канал перекрывается. При этом зазор исчезает.
  2. Когда кулачок начинает поворачиваться, он нажимает на гидрокомпенсатор, перемещая его вниз. За счет набранного объема масла плунжерная пара становится жесткой и передает усилие далее на клапан. Клапан под давлением открывается и в камеру сгорания поступает топливовоздушная смесь.
  3. Во время движения вниз немного масла вытекает из полости под плунжером. После того как кулачок пройдет активную фазу воздействия цикл работы повторяется вновь.
фото 3фото 3Работа гидрокомпенсатора

Гидрокомпенсатор также регулирует зазор, возникающий вследствие естественного износа деталей ГРМ. Это простой, но в то же время сложный по исполнению механизм с точной подгонкой деталей.

Правильная работа гидравлических компенсаторов во многом зависит от давления масла в системе и от степени его вязкости. Слишком вязкое и холодное масло не сможет в нужном количестве поступить через каналы в тело толкателя. Слабое давление и протечки также снижают работоспособность механизма.

Виды гидрокомпенсаторов

В зависимости от компоновки ГРМ и места установки различают четыре основных вида гидрокомпенсаторов:

  • гидротолкатели;
  • роликовые гидротолкатели;
  • гидроопоры;
  • гидроопоры, которые устанавливаются под коромысла или рычаги.
фото 4фото 4Виды гидрокомпенсаторов

Все виды несколько отличаются по конструкции, но имеют один и тот же принцип действия. Наибольшее распространение в современных автомобилях получили обычные гидротолкатели с плоской опорой под кулачок распредвала. Данные механизмы устанавливаются непосредственно на стержне клапана. Кулачок распредвала воздействует на гидротолкатель напрямую.

При нижнем расположении распредвала устанавливаются гидроопоры под рычаги и коромысла. В таком положении кулачок толкает механизм уже снизу, а усилие на клапан передается через рычаг или коромысло.

фото 5
фото 5Варианты расположения

По такому же принципу работают и роликовые гидроопоры. Для меньшего воздействия трения применяются ролики, которые контактируют с кулачками. Роликовые гидроопоры применяются в основном на двигателях японского производства.

Преимущества и недостатки

Гидравлические компенсаторы позволяют избежать множества технических проблем при эксплуатации двигателя. Отпадает необходимость регулировки теплового зазора, например, с помощью шайб. Также гидротолкатели уменьшают уровень шума и ударные нагрузки. Плавная и правильная работа снижает износ деталей ГРМ.

Среди преимуществ есть и свои недостатки. Двигатели, в которых используются гидрокомпенсаторы, имеют свои особенности эксплуатации. Самый явный из них – неровная работа холодного двигателя на момент запуска. Появляются характерные стуки, которые при достижении температуры и давления исчезают. Это происходит из-за того, что при запуске давление масла недостаточное. Оно не поступает в компенсаторы, поэтому появляется стук.

Еще одним недостатком можно назвать стоимость деталей и обслуживание. Если потребуется замена, то это стоит доверить мастеру. Также гидрокомпенсаторы требовательны к качеству масла и работе всей систе

как работает и признаки полмки

Гидрокомпенсатор: как работает и признаки полмки

Гидрокомпенсатор (ГК), также автовладельцы часто называют «гидрик» — располагается в приводном механизме клапанов и предназначается для недопущения образования зазоров между клапанами и кулачками распредвала. Так сказать компенсирует зазоры клапанов.

Работа гидрокомпенсатора

Принцип работы строится на изменяемом давлении моторного масла. При включенном ДВС масло заполняет внутреннюю часть и за счет переменного давления его плунжер циклически передвигается, не допуская образованиезазоров в клапанном приводе и удерживая постоянный контакт коромысла и кулачка распредвала.

Таким образом, гидрокомпенсаторы клапанов существенно упрощают обслуживание двигателя и делают неактуальной проблему точного регулирования клапанов во время проведения ТО, но с ними надо более внимательно подходить к выбору масла и масляного фильтра.

Виды и расположение компенсаторов

Условно можно выделить компенсаторы для двигателей типов SOHC и DOHC. В целом, они не слишком различаются по конструкции. Любой гидрик — это небольшая система, помещенная в неразборный герметичный корпус. В двигателе типа SOHC он размещается в гнездах клапанных коромысел. У двигателей типа DOHC — устанавливаются в гнездах, размещенных в головке блока цилиндров.

Устройство и принцип работы компенсаторов
Устройство гидрокомпенсатора сложностью не отличается. Он состоит из корпуса, плунжера, клапана, пружины, поршня и стопорного кольца.

Принцип действия также довольно прост. Когда кулачок распредвала находится в верхней точке движения, относительно компенсатора он располагается тыльной частью. Из-за этого усилие на компенсатор не передается, что позволяет пружине распрямиться и выдвинуть плунжер, благодаря чему и пропадает зазор. В появившееся под плунжером свободное пространство через клапан затекает моторное масло. После заполнения компенсатора давление масла внутри него и снаружи сравнивается и клапан закрывается.

Когда кулачок поворачивается к компенсатору выпуклой стороной, он своим усилием начинает смещать его вниз. Заполненный маслом гидрокомпенсатор имеет достаточно жесткости, чтобы без потерь передавать движущее усилие распредвала на клапаны ГРМ. В процессе движения некоторая часть масла вытекает из компенсатора, в результате чего образуется зазор, имевший место в начале цикла. Далее цикл проходит еще раз, и так все время работы двигателя.

Следует отметить, что работа гидротолкателя позволяет устранить не только рабочие зазоры двигателя, образуемые в результате циклического движения его частей, но также и зазоры из-за нагрева мотора (нагретый металл расширяется) и увеличенные зазоры, связанные с износом деталей ГРМ. Любое увеличение пространства для перемещения компенсатора приводит к тому, что он принимает больше масла, все равно занимая весь свободный объем.

Признаки и причины поломки

Основные причины выхода из строя гидрокомпенсатора (ГК) — загрязнение масляных каналов двигателя и износ рабочих поверхностей обратного клапана и плунжерной пары.

Основным признаком того, что гидрокомпенсаторы клапанов вышли из строя является характерный стук клапанов при запущенном ДВС, в том числе на холостом ходу. Статья из сообщества сам себе автомеханик. Эта проблема может быть вызвана рядом причин, среди которых:

— присутствие воздуха в надплунжерной полости компенсатора, что бывает при неправильном уровне масла в картере или в случае продолжительной стоянки машины под большим уклоном;
— засорение компенсатора шламом из некачественного или не замененного вовремя моторного масла;
— износ механизмов компенсатора.

7 Причин стука гидрокомпенсаторов на горячем двигателе
1.Не менялось давно масло или заливалось некачественное.
2.Забиты каналы, по которым масло подается в гидрокомпенсатор.
3. Засоренный масляный фильтр и масло не доходит до гидриков под нужным давлением.
4.Проблемы в работе масляного насоса.
5.Неправильный уровень масла (пониженный или повышенный).
6.Увеличение места посадки гидрокомпенсатора.
7.Проблема с механикой и гидравликой гидрокомпенсатора клапанов.

Устранение неисправностей

В некоторых случаях устранять неисправности гидрокомпенсаторов можно в домашних условиях.

Промывка, как правило, помогает избавиться от стуков. Но также требуется и чистка масляных каналов.

Для начала необходимо проверить уровень моторного масла в двигателе и при необходимости довести его до нормы. Чтобы избавиться от воздуха в компенсаторе, нужно завести двигатель и десять раз медленно его разогнать. Проблему можно считать решенной, если неправильный звук работы мотора пропадает.

Если звук не исчезает, нужно проверить состояние гидрокомпенсаторов. Характерные повреждения: коррозия поверхности плунжера, износ корпуса толкателя, тугой ход. Лучше всего делать это на СТО, так как очевидно что причин много и разобраться самостоятельно, без надлежащего опыта, какая из них основная — крайне сложно. Нужно знать происхождения стуков, определить происхождения, механическая неисправность или какие то другие технические проблемы с механизмами и деталей ДВС. Многие автовледельцы пробуют разобрать и почистить, дабы восстановить работоспособность, но такой манипуляции, как правило, хватает ненадолго, по этому лучшим решением будет только замена.

Список СТО, где вы можете починить свой двигатель

как устроены, как работают, как выбрать

Если ещё пару десятков лет назад каждому водителю приходилось регулировать тепловые зазоры клапанов вручную, то сегодня гидрокомпенсаторы выполняют эту рутинную, но точную работу. Вообще, такое понятие, как тепловой зазор, потихоньку уходит в историю, поскольку гидрокомпенсаторы в головке блока просто их не допускают.

Принцип работы гидрокопенсатора

гидрикРасположение гидрокомпенсатора

Для чего нужен гидрокомпенсатор, мы уже разобрались — он компенсирует неизменные тепловые зазоры между клапаном (или его приводом) и распредвалом. Причём компенсирует по умному: независимо от того, прогретый двигатель или холодный, никакого стука из-под клапанной крышки мы слышать не должны, зазор будет выбираться автоматически и без нашего участия.

Гидрокомпенсатор аудиГидроклмпенсатор Ауди, установленный в рокере

Это большой плюс устройства. Однако, есть и некоторые минусы, точнее, требования, которые нельзя игнорировать. Так, все виды гидрокомпенсаторов чрезвычайно чувствительны к качеству моторных масел и фильтров. Дело в том, что принцип работы гидрокомпенсатора основан на перепадах давления масла и устройство должно реагировать на работу системы смазки корректно и мгновенно. Используя старое изношенное или некачественное масло, мы не позволяем гидрокомпенсатору выполнять его работу правильно. Отсюда и стуки, шумы и некорректная работа всего газораспределительного механизма.

Виды и устройство гидрокомпенсаторов

виды гидрокомпенсаторовВиды гидрокомпенсаторов

В зависимости от типа газораспределительного механизма (SOHC или DOHC), гидрокомпенсатор может иметь разное расположение и отличаться по форме и конструкции. Но по большому счёту, любой гидрик — это гидравлическая плунжерная система, закрытая в неразборном корпусе. В двигателях типа SOHC гидрики устанавливают в гнезде клапанного коромысла.

места установкиГде устанавливают гидрокомпенсаторы

В головках DOHC их устанавливают прямо в колодцы головки. Вот как выглядят разные типы гидриков:

  1. Гидротолкатель.
  2. Гидроопора.
  3. Гидроопора рычага и коромысла.
  4. Гидротолкатель роликовый.

Устройство гидрокомпенсатора не особо сложное, как и любой плунжерной гидросистемы. Каждый из них состоит из корпуса, плунжера, системы пружин, клапана, поршня и стопорных колец разной конструкции.

схема гидрикаСхема простейшего гидрокомпенсатора

Как работает гидрокомпенсатор

плунжерСхема перепускного клапана и плунжера

Работа гидрокомпенсатора включает в себя две фазы, когда впускной или выпускной клапан ГРМ открыт или закрыт:

  1. Клапан ГРМ закрыт. В этом случае кулачок распредвала не воздействует на гидрик и развернут к нему задней частью. Пружина внутри компенсатора распрямляется и поднимает плунжер на максимальную высоту, прижимая его к кулачку. Зазора нет. Подплунжерное пространство полностью заполняется маслом и как только давление внутри гидрика выравнивается с давлением в системе смазки, перепускной клапан закрывается.
  2. Клапан ГРМ открыт. Сейчас кулачок распредвала повернут отливом в сторону компенсатора и воздействует на него с максимальной силой. Сила сжатия пружины рассчитана так, чтобы усилия хватило ровно настолько, чтобы открыть клапан ГРМ полностью. При этом лишнее масло из-под плунжера выдавливается наружу.
принцип работыКонструкция и схема работы гидрокомпенсатора

Циклы работы гидрика повторяются бесконечно и что приятно — зазор не возникает ни в начале цикла, ни в переходных моментах, когда клапан ГРМ только начинает открываться или закрываться. Давление масла и настройка пружины полностью ликвидируют любой намёк на зазор. При нагреве детали газораспределительного механизма расширяются, требуя откорректировать зазор, кроме того, при износе кулачков распредвала зазор тоже должен бы измениться. Но этого не происходит, поскольку гидрокомпенсатор выбирает зазоры любого, термического или механического характера, принимая внутрь корпуса большую порцию масла.

swagГидрокомпенсаторы Swag

Какие гидрокомпенсаторы лучше

Поскольку ремонт гидриков проводится в крайних случаях, то чаще всего выгоднее купить новый гидрокомпенсатор и избавиться от проблем с ним ещё тысяч на сто наперёд. Существуют компании, которые специализируются на автомобильных гидросистемах и гидриках в частности.

delphi liftersШтатовские роликовые гидрики Delphi

Тем не менее многие стремятся купить оригинальный гидрокомпенсатор от производителя. 

delphi lifters

Тут есть одна маленькая хитрость. Ни Фольксваген, ни ВАЗ, ни Мерседес своими силами не производят гидрики, они в любом случае покупают их у сторонних производителей, хотя цена гидрокомпенсатора, как бы оригинального, может крепко отличаться от цены на рынке запасных частей, так называемые запчасти aftermarket.

Поэтому особого смысла переплачивать за оригинальную деталь нет. Вот только несколько компаний, продающих вполне приличные гидрокомпенсаторы:
  1. INA, немецкая компания, заслуженно пользующаяся репутацией производителя первоклассных гидроустройств. Заводы расположены в городе Хиршайд, качество великолепное, выносливые гидрики, способные переваривать даже наше масло. Дороговаты, но мы же любим свою машину?INAГидрокомпенсаторы INA
  2. Febi. Тоже немцы, но качество несколько хуже, что сказывается на гарантийном сроке, он меньше, чем у INA. Покупая их продукцию, обязательно смотрим на страну изготовления, поскольку Феби имеют несколько заводов в Китае и в Азии. Эти брать не стоит однозначно.фебиFebi, стоит брать однозначно, если не подделка
  3. Swag. Если не подделка, то вполне сносные немецкие компенсаторы. Если подделка, то зря выброшенные деньги.swagSwag в упаковке
  4. Бюджетные гидрики АЕ и Ajusa (Испания). Стоят недорого, но хватает их максимум на 10-12 тысяч. Хотя, кому как повезёт. Капризные и требуют хорошего масла, со старым маслом лучше их не ставить вообще. Качество прихрамывает, но если другого выхода нет, тысяч пять можно протянуть и на них, потом застучат обязательно.swagИспанские Ajusa

Делаем выбор гидрокомпенсаторов правильно и взвешенно, тогда стук в головке блока нам не придётся слышать до 50-70 тысяч пробега. Тихой работы двигателя и ровных дорог!

1 077

Как работают гидрокомпенсаторы, и как избежать прогара клапана

Газораспределительный механизм моторов с течением времени существенно модернизировался. Развитие не обошло стороной и клапанное устройство ДВС. Поначалу возникающие зазоры между клапанами и распределительным валом корректировались вручную, затем появились механические регуляторы, однако вершиной настройки стали гидравлические компенсаторы. Мало знаете о подобных деталях? Тогда обязательно ознакомьтесь с приведённой ниже статьёй, которая поможет всем желающим понять, почему стучат гидрокомпенсаторы, что они собой представляют и поддаются ли ремонту.

Гидрокомпенсатор

Устройство и принцип работы гидрокомпенсаторов

Любой более-менее опытный автомобилист знает, что клапанный механизм двигателя регулирует впуск топливной смеси в цилиндры и выпуск из них отработанных газов. В процессе своей работы клапаны мотора попарно открываются и, естественно, работают в условиях колоссальной нагрузки, что связано с высокой температурой горения топлива. Для минимизации отрицательных свойств температурного расширения между узлами всего ГРМ предусмотрены тепловые зазоры, регуляцией которых и занимается стандартный гидрокомпенсатор.

Отличие гидравлических компенсаторов от иных регуляторов зазора клапанов заключается в том, что первые работают полностью автоматически, в то время как другие механизмы требуют того или иного участия автомобилиста в своей жизни. Что это значит? А значит это то, что при отсутствии гидрокомпенсаторов владелец автомобиля с некоторой периодичностью должен собственноручно выставлять тепловой зазор клапанов и внимательно следить за ними в процессе эксплуатации агрегата.

Говоря простыми словами, устройство гидрокомпенсатора – это механизм-связка, установленный между распредвалом мотора и каждым клапаном. Работает деталь по принципу плунжерной пары и циркуляции масла, выступая при этом «прокладкой» между ранее отмеченными элементами ГРМ. В итоге, получается так, что в зависимости от температурного режима работы двигателя между распределительным валом и рабочим клапаном всегда имеется взаимодействие, а самое главное – правильно настроенный тепловой зазор.

Строение гидрокомпенсатора

Почему появляется стук гидрокомпенсаторов

От многих автомобилистов нередко можно услышать фразы по типу:

  • «Почему стучат гидрокомпенсаторы на холодную? Что делать?»;
  • «Из-за чего стучат гидрокомпенсаторы на горячую? Где регулировать?»;
  • «Застучали гидрокомпенсаторы. Как их теперь починить?».

Сразу отметим: формулировка проблемы подобным образом изначально неправильна. Важно понимать одну простую вещь – гидрокомпенсаторы клапанов стучать не могут, стучит сам клапанный механизм из-за неправильного функционирования. А вот последнее уже нередко провоцируют именно неисправности гидрокомпенсаторов. Но обо всём по порядку.

Выше было отмечено, что любой тип гидравлического компенсатора – это гидромеханизм, работающий за счёт плунжерной пары и масла, поступающего в него из мотора. То есть, причина стука гидрокомпенсаторов или клапанов, как будет правильней, кроется либо в неправильной работе плунжеров, либо в проблемах с маслообеспечением данного механизма. Если быть точнее, то неприятный звук может появиться по нескольким причинам:

  • Масла, доходящего до гидрокомпенсаторов, недостаточно или оно имеет очень низкое качество. В итоге, плунжерная пара не получает должной смазки, давление в системе не появляется и регуляция зазора не происходит. Естественно, начинается стук клапанов, спровоцированный неправильным тепловым зазором;
  • Каналы ГБЦ или самого гидравлического механизма забились выработкой. Подобное явление случается по причине неправильного использования масла. То есть, отсутствие своевременной замены масла или его чрезмерное выгорание способно забить масляные каналы и сделать из рабочего узла совершенно неисправный гидрокомпенсатор;
  • Вышел из строя сам гидравлический механизм. Тут возможны две основные поломки: клин плунжерной пары или неправильная работа шарикового клапана, воздействующего непосредственно на тепловой клапан мотора. Случиться подобное может либо из-за нагара, появляющегося по причине использования плохого масла, либо же из-за брака, допущенного при сборке механизма. Физический износ узла практически исключён, ибо он в действительности вечен. В любом случае, определить точную причину неисправности поможет только тщательная проверка гидрокомпенсаторов и профессиональный взгляд на их состояние.

Сетовать на неправильную работу гидромеханизмов в конструкции ГРМ есть смысл лишь в том случае, когда наличие иных поломок в системе исключено (особенно – поломок клапанов). При иных же обстоятельствах ремонт гидрокомпенсаторов будет выглядеть чем-то ненужным и бессмысленным.

Набор гидрокомпенсаторов

Ремонт гидрокомпенсаторов

Замена гидрокомпенсаторов или ремонт данных элементов ГРМ своими руками требуется, прямо скажем, очень редко. Связано это с тем, что конструкция механизмов продумана до мелочей и их реальную поломку зачастую вызывают не условия работы, а беспечность владельца машины. Последняя, конечно, есть не у всех автомобилистов, поэтому и ремонт гидрокомпенсаторов требуется не многим.

В любом случае, знание – это сила, поэтому информация о симптоматике и общих принципах починки гидравлических регуляторов зазоров будет нелишней. Сначала обратим внимание на признаки поломки гидрокомпенсаторов. Зачастую они более чем прозрачны и представлены следующим перечнем:

  • мотор стал работать нестабильно;
  • нарушилась динамика движения;
  • появились «стучащие» шумы в работе ДВС;
  • прогорели клапана;
  • повысился расход топлива.

Естественно, чем большее количество симптомов появляется – тем большие основания имеются для того, чтобы задуматься о ремонте гидрокомпенсаторов своими руками. Почему именно собственноручно, а не на СТО? Всё просто. Особых сложностей в ремонте деталей нет, поэтому отдавать немалую сумму денег другим людям, наверное, бессмысленно.

Возвращаясь к вопросу о том, как проверить гидрокомпенсаторы на правильность работы, придётся констатировать неприятную для многих автомобилистов вещь – без снятия элементов с двигателя диагностику осуществить не получится. Учитывая эту особенность ремонта, замену и проверку гидромеханизмов рассмотрим совместно. В общем виде, процесс починки гидрокомпенсаторов выглядит так:

  1. В первую очередь, полностью меняем масло в двигателе и масляный фильтр. Если после этого, стук или иные симптомы поломки не прошли, приступаем к следующему шагу. При этом не забудьте, что после смены масла требуется прокачка гидрокомпенсаторов. Как прокачать гидрокомпенсаторы? Никак, система сделает всё сама после запуска мотора. Если говорить точнее, то новая смазка масляным насосом накачается в каждый гидравлический механизм и лишь после этого они перестанут стучать, что позволит оценить их новую работу. Зачастую на это уходит 5-15 минут, не более;
  2. Итак, судя по всему – эффекта нет? Тогда частично разбираем мотор для доступа к клапанному механизму. На многих моделях авто достаточно снять ГБЦ и демонтировать иные узлы мотора, мешающие доступу к клапанам;
  3. После этого есть два варианта действий:
    • Первый — поиск неисправного гидрокомпенсатора. Процедура не сложная и проводится следующим образом: отводим коромысло и штангу толкателя каждого клапана максимально в сторону от гидромеханизма и пытаемся выколоткой надавить на последний. Если компенсатор уходит вниз под значительным давлением, то он исправен, в ином случае следует снять деталь для более качественной проверки;
    • Второй – снятие всех гидрокомпенсаторов для проверки каждого. При выборе этого варианта проводится стандартная разборка клапанного механизма и интересующих нас элементов соответственно.
  4. Осуществив описанные выше операции, остаётся лишь заменить неисправный элемент ГРМ и вернуть автомобиль в первоначальное состояние. Если же проводилась разборка механизмов, то требуется проверить их внутреннее состояние и очистить от нагара. В случае, когда с регулятором всё в норме, то установить гидрокомпенсатор следует обратно в конструкцию мотора и уже потом проверять его на работоспособность. При иных обстоятельствах узел требуется полностью заменить. Более подробно говорить о том, как разобрать гидрокомпенсатор не будем, так как данная процедура не столь сложна и под силу любому автомобилисту. Главное – действовать аккуратно и не спеша.

Пожалуй, больше информации относительно того, как заменить гидрокомпенсаторы, излагать бессмысленно. Тут большее значение имеет практика, поэтому запасайтесь базовым набором авторемонтника и направляйтесь в гараж, конечно, если необходимость подобного у вас имеется.

Замена гидрокомпенсатора

Профилактика поломок

Как стало ясно, проверка, ремонт и установка гидрокомпенсаторов – процедуры простые, а регулировка узла и вовсе не требуется. Несмотря на это, поломок машины не хочет допускать совершенно любой автомобилист, поэтому было бы целесообразно поговорить о предотвращении неисправностей и компенсаторов.

Главное в профилактике — убрать из «рациона» мотора авто дешёвую и некачественную смазку. Спросите, как же определить хорошего производителя масла? Ответ очень прост – по отзывам автомобилистов. Согласно исследованиями нашего ресурса, лучшие масла у следующих компаний:

  • Liqui Moly (Ликви Моли) – немецкая организация, знаменитая огромным количеством смазочных товаров для автомобилей. Сразу отметим, что присадки для гидрокомпенсаторов от Liqui Moly покупать не нужно (такие средства совершенно от любого производителя лишь засоряют полости мотора), а вот моторное масло – обязательно;
  • Motul (Мотуль) – британский производитель тех же смазочных средств для машин. Пожалуй, самый главный конкурент в своей сферы деятельности для Liqui Moly, что лучше именно для вас – решайте сами. Однозначно можно сказать, что оба производителя достойны внимания и уважения;
  • Castrol (Кастрол) – также как и Motul, производитель с Туманного Альбиона. По статусности и отзывам данная компания, конечно, уступает рассмотренным выше. Однако по сравнению с остальными представителями рынка, именно Castrol имеет лучшие отзывы о своей продукции, поэтому наш ресурс может лишь рекомендовать её масла для покупки.

Автомобильное масло

Помимо подборки смазки, желательно снимать гидрокомпенсаторы хотя бы раз в 80-100 000 километров для прочистки и качественной проверки. В остальном же данные элементы ГРМ обслуживания не требуют и при правильной эксплуатации отъездят полный эксплуатационный срок двигателя любого автомобиля.

В целом, по сегодняшней теме больше сказать нечего. Надеемся, представленный выше материал был для вас полезен и дал ответы на интересующие ответы. Удачи на дорогах и в обслуживании авто!

Если у вас возникли вопросы - оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Гидрокомпенсатор — Словарь автомеханика

Гидрокомпенсатор (ГК), также автовладельцы часто называют «гидрик» — располагается в приводном механизме клапанов и предназначается для недопущения образования зазоров между клапанами и кулачками распредвала. Так сказать компенсирует зазоры клапанов.

Работа гидрокомпенсатора

Принцип работы строится на изменяемом давлении моторного масла. При включенном ДВС масло заполняет внутреннюю часть и за счет переменного давления его плунжер циклически передвигается, не допуская образованиезазоров в клапанном приводе и удерживая постоянный контакт коромысла и кулачка распредвала.

Таким образом, гидрокомпенсаторы клапанов существенно упрощают обслуживание двигателя и делают неактуальной проблему точного регулирования клапанов во время проведения ТО, но с ними надо более внимательно подходить к выбору масла и масляного фильтра.


Виды и расположение компенсаторов

Условно можно выделить компенсаторы для двигателей типов SOHC и DOHC. В целом, они не слишком различаются по конструкции. Любой гидрик – это небольшая система, помещенная в неразборный герметичный корпус. В двигателе типа SOHC он размещается в гнездах клапанных коромысел. У двигателей типа DOHC - устанавливаются в гнездах, размещенных в головке блока цилиндров.

Виды гидрокомпенсаторов


Устройство и принцип работы компенсаторов

Устройство гидрокомпенсатора сложностью не отличается. Он состоит из корпуса, плунжера, клапана, пружины, поршня и стопорного кольца.

Принцип действия также довольно прост. Когда кулачок распредвала находится в верхней точке движения, относительно компенсатора он располагается тыльной частью. Из-за этого усилие на компенсатор не передается, что позволяет пружине распрямиться и выдвинуть плунжер, благодаря чему и пропадает зазор. В появившееся под плунжером свободное пространство через клапан затекает моторное масло. После заполнения компенсатора давление масла внутри него и снаружи сравнивается и клапан закрывается.

Устройство гидрокомпенсатора

Когда кулачок поворачивается к компенсатору выпуклой стороной, он своим усилием начинает смещать его вниз. Заполненный маслом гидрокомпенсатор имеет достаточно жесткости, чтобы без потерь передавать движущее усилие распредвала на клапаны ГРМ. В процессе движения некоторая часть масла вытекает из компенсатора, в результате чего образуется зазор, имевший место в начале цикла. Далее цикл проходит еще раз, и так все время работы двигателя.

Следует отметить, что работа гидротолкателя позволяет устранить не только рабочие зазоры двигателя, образуемые в результате циклического движения его частей, но также и зазоры из-за нагрева мотора (нагретый металл расширяется) и увеличенные зазоры, связанные с износом деталей ГРМ. Любое увеличение пространства для перемещения компенсатора приводит к тому, что он принимает больше масла, все равно занимая весь свободный объем.


Производители гидрокомпенсаторов

Комплект гидрокомпенсаторов фирмы INA

Существует устоявшееся мнение, что оригинальные (от производителя авто) расходники и детали, в том числе гидрокомпенсаторы — лучше. Очень часто так и бывает, но существует пара нюансов. Первый — оригинальные запчасти, как правило, дороже, иногда и в несколько раз, чем аналоги. Второй — некоторые аналоги, все же, бывают и получше чем, оригинал.

Исходя из этого, кто в погоне за экономией, а кто за лучшим качеством, водители могут выбрать аналоговые гидрокомпенсаторы. Поэтому напоследок предоставляем вам краткую информацию и отзывы о производителях компенсаторов. Итак:


  • Гидрокомпенсаторы INA. Производственные мощности фирмы INA расположены в Германии, в городе Хиршайд. Отличаются великолепным качеством и гарантией производителя, как и любое немецкое оборудование. Ее гидрокомпенсаторы имеют хорошие отзывы водителей и очень распространены на территории России и стран СНГ.
  • Гидрокомпенсаторы FEBI. Тоже немецкая фирма, но гарантия имеет меньший срок. К тому же, качеством отличаются детали именно из Германии, гидрокомпенсаторы сделанные по лицензии в других странах могут попадаться бракованные, что повлечет в переборку двигателя.
  • Гидрокомпенсаторы SWAG. Неплохие детали немецкого производства, но иногда попадаются компенсаторы, которые сильно уступают оригинальным по качеству материала. Вероятно, в результате подделки или брака.
  • Гидрокомпенсаторы AE. Европейские детали этой компании снискали себе славу “неплохих” благодаря доступной цене и удовлетворительному качеству. Вместе с тем, некоторые отмечают, что эти гидрокомпенсаторы начинают стучать уже спустя несколько тысяч километров.
  • Гидрокомпенсаторы AJUSA. Несмотря на привлекательную цену, гидрокомпенсаторы этой испанской фирмы редко получают положительные отзывы. Зачастую их ругают за низкое качество изготовления, которое быстро провоцирует стук и небольшой срок эксплуатации.

Признаки и причины поломки

Основные причины выхода из строя гидрокомпенсатора (ГК) – загрязнение масляных каналов двигателя и износ рабочих поверхностей обратного клапана и плунжерной пары.

Основным признаком того, что гидрокомпенсаторы клапанов вышли из строя является характерный стук клапанов при запущенном ДВС, в том числе на холостом ходу. Эта проблема может быть вызвана рядом причин, среди которых:

  • присутствие воздуха в надплунжерной полости компенсатора, что бывает при неправильном уровне масла в картере или в случае продолжительной стоянки машины под большим уклоном;
  • засорение компенсатора шламом из некачественного или не замененного вовремя моторного масла;
  • износ механизмов компенсатора.

7 Причин стука гидрокомпенсаторов на горячем двигателе

  1. Не менялось давно масло или заливалось некачественное.
  2. Забиты каналы, по которым масло подается в гидрокомпенсатор.
  3. Засоренный масляный фильтр и масло не доходит до гидриков под нужным давлением.
  4. Проблемы в работе масляного насоса.
  5. Неправильный уровень масла (пониженный или повышенный).
  6. Увеличение места посадки гидрокомпенсатора.
  7. Проблема с механикой и гидравликой гидрокомпенсатора клапанов.

Устранение неисправностей

В некоторых случаях устранять неисправности гидрокомпенсаторов можно в домашних условиях.

Промывка, как правило, помогает избавиться от стуков. Но также требуется и чистка масляных каналов.

Для начала необходимо проверить уровень моторного масла в двигателе и при необходимости довести его до нормы. Чтобы избавиться от воздуха в компенсаторе, нужно завести двигатель и десять раз медленно его разогнать. Проблему можно считать решенной, если неправильный звук работы мотора пропадает.

Если звук не исчезает, нужно проверить состояние гидрокомпенсаторов. Характерные повреждения: коррозия поверхности плунжера, износ корпуса толкателя, тугой ход. Лучше всего делать это на СТО, так как очевидно что причин много и разобраться самостоятельно, без надлежащего опыта, какая из них основная – крайне сложно. Нужно знать происхождения стуков, определить происхождения, механическая неисправность или какие то другие технические проблемы с механизмами и деталей ДВС. Многие автовледельцы пробуют разобрать и почистить, дабы восстановить работоспособность, но такой манипуляции, как правило, хватает ненадолго, по этому лучшим решением будет только замена.

Связанные термины

Что такое гидрокомпенсаторы? Устройство, 4 вида и устранение стука
Суть работы гидрокомпенсаторовСуть работы гидрокомпенсаторов

Содержание статьи

Элементы ГРМ нагреваются при прогреве двигателя, и их размер увеличивается. Плотное закрытие клапанов при высокой температуре обеспечивает наличие термических зазоров между элементами данной системы. При неправильной регулировке теплового зазора возникают технические неисправности, поэтому для их предотвращения используются гидрокомпенсаторы теплового зазора клапанов.

Что такое гидрокомпенсатор и зачем он нужен

Гидрокомпенсаторы представлены в виде устройств, позволяющих регулировать зазоры между валом и клапанам в автоматическом порядке за счет давления масла. Среди положительных аспектов использования подобных механизмов стоит выделить следующие:

  • уменьшение расхода топлива;
  • улучшение динамических характеристик;
  • повышение акустического комфорта за счет снижения шума при работе двигателя;
  • минимизация ударных нагрузок и смягчение работы двигателя;
  • износ деталей ГРМ снижается;
  • повышается точность фаз газораспределения;
  • увеличение крутящего момента двигателя, его мощности и ресурса.

Устройство и принцип работы гидрокомпенсаторов

Устройство стандартного гидравлического компенсатора представлено корпусом с подвижной плунжерной парой внутри, в состав которой входит подпружиненный плунжер с шариковым клапаном и втулка. В качестве корпуса может использоваться часть головки блока цилиндров, цилиндрический толкатель или элементы рычагов привода клапанов.

Устройство и принцип работы гидрокомпенсаторовУстройство и принцип работы гидрокомпенсаторов

Работа гидрокомпенсатора во многом зависит от плунжерной пары. Благодаря зазору в 5 — 8 микрон между плунжером и втулкой с одной стороны соединение полностью герметично, а с другой стороны детали свободно перемещаются друг относительно друга.

Обратный шариковый клапан закрывает отверстие в нижней части плунжера, а пружина необходимой жесткости установлена между плунжером и втулкой.

Принцип работы гидрокомпенсаторов клапанов далее рассмотрен более подробно:

  1. Тепловой зазор остается между распределительным валом и корпусом в момент, когда кулачок распределительного вала тыльной стороной располагается к толкателю.
  2. Посредством масляного канала из системы смазки в плунжер поступает масло, одновременно пружина действует на плунжер и поднимает его, компенсируя зазор. Масло попадает также и в полость под плунжером.
  3. По мере поворачивания вала возникает давление на толкатель со стороны кулачка, из-за чего тот перемещается вниз.
  4. Происходит закрытие обратного шарикового клапана, а плунжерная пара берет на себя роль жесткого элемента, передавая усилие клапану.
  5. Из-под плунжера выдавливается немного масла, поскольку между ним и втулкой есть зазор, но поскольку масло поступает из смазочной системы, происходит компенсация утечки.
  6. Длина гидрокомпенсатора несколько изменяется, поскольку при запущенном двигателе детали нагреваются, но зазор компенсируется в автоматическом порядке за счет изменения объема порции масла.

Виды гидрокомпенсаторов

Учитывая конструктивные особенности, гидрокомпенсаторы принято классифицировать следующим образом:

  • гидравлическая опора коромысла;
  • гидроопора;
  • роликовый гидротолкатель;
  • гидротолкатель.

Схема реализации в каждом из указанных случаев разная, но предназначение остается единым, как и принцип действия.

Причины стука гидрокомпенсаторов

Существует две проблемные ситуации, которые объясняют, почему стучат гидрокомпенсаторы – неполадки в системе двигателя, которая подает масло или проблемы в механике гидрокомпенсатора.

Причины стукаПричины стука

Проблемы с механикой могут быть следующими:

  1. Детали гидрокомпенсатора загрязнены из-за постепенного нагара масла и попадания чужеродных примесей.
  2. В гидравлический компенсатор попал воздух, поскольку масло в механизм подавалось в недостаточном количестве.
  3. Залипание клапана подачи масла из-за его засорения.
  4. Заводкой брак отдельных элементов гидравлического компенсатора.
  5. Ударная поверхность плунжерной пары со временем изнашивается, поскольку на рабочей поверхности плунжера появляются вмятины от кулачков распределительного вала.

Что касается неполадок в системе двигателя, они могут быть следующими:

  • попадание в масло воздуха, если его уровень в двигателе ниже или выше необходимого;
  • выход масляного фильтра из строя;
  • засорение масляных каналов грязью и нагаром;
  • изменение характеристик моторного масла ввиду перегрева двигателя;
  • неподходящие характеристики масла (климатические условия, качество, вязкость).

Стучат гидрокомпенсаторы на холодную и на горячую. Если двигатель уже прогрет, а стук не прекращается, проблема может быть в масле. Его нужно заменить на более качественное или просто залить новое. Проблема также может заключаться в грязном масляном фильтре. Проверьте его и замените новым при необходимости. Если проблема не исчезла, первопричину стука нужно искать в других узлах.

Стук на холодную может возникать из-за вязкости масла, поскольку при непрогретом двигателе оно не может попасть внутрь компенсатора. После прогрева вязкость меняется и стук пропадает.

Устранение неисправности

Поскольку гидрокомпенсаторов в автомобиле несколько, стоит применить акустическую диагностику для определения неисправного. Опытный мастер знает, как проверить гидрокомпенсаторы на работоспособность с помощью акустической диагностики, то есть на звук.

Для опытного мастера такие манипуляции не сложны. После определения проблемного гидравлического компенсатора, для устранения стука, необходимо его промыть, вернуть на место и повторно запустить двигатель. Если данная мера не помогла, придется заменять его. Рассмотрим поэтапные действия в случае обеих процедур.

Как промыть гидрокомпенсатор?

Промывать рассматриваемый механизм необходимо в условиях защищенного от пыли и сквозняков помещения. Не разбирать двигатель совсем не получится, но избавлять его от каждого винтика тоже нет никакой необходимости.

На подготовительном этапе приготовьте три глубоких емкости под размер компенсатора, а также промывочную жидкость, в роли которой может выступить керосин или хороший 92-й бензин.

Также перед промыванием оставьте автомобиль на сутки в гараже, чтобы в поддон стекло как можно больше масла. Дальнейшие действия следующие:

  1. Отключите аккумуляторную батарею, чтобы обесточить авто.
  2. Избавьтесь от воздушного фильтра.
  3. Открутите болты, чтобы снять крышку ГБЦ.
  4. Извлеките гидравлический компенсатор из гнезд после снятия осей коромысел.
  5. Используйте щетку с синтетической щетиной для очищения наружных сторон деталей.
  6. Промойте гидрокомпенсаторы в первой емкости. Для этого погрузите в жидкость каждый из них и надавите на шариковый клапан через отверстие в плунжере с помощью проволоки. Будьте аккуратны и не сломайте пружину. Далее нажимайте на сам плунжер. Как только вы заметите, что ход стал более легким, тщательно отожмите шарик клапана и слейте жидкость из компенсатора. Используйте шприц для дополнительного промывания каналов в корпусе и переходите к аналогичному промыванию во второй емкости.
  7. На завершающем этапе вас ожидает проверка, для этого понадобится третья емкость с промывочной жидкостью. Как проверить гидрокомпенсаторы перед установкой на место? Достаточно окунуть их в третью емкость, набрать жидкость в ГК и опустить клапан, после чего плунжером вверх вынимайте деталь. Если надавить на плунжер пальцем, он не должен двигаться.
  8. При отсутствии движения возвращайте детали на место путем установки коромысел, крышки головки блока цилиндров и остальных элементов. Помните о необходимости зажимать болты от середины к краям.

После того как сборка будет завершена, запустите двигатель и подождите пару минут, пока он поработает на холостых оборотах, на которых стука не должно быть после промывки. Очистка также помогает избавиться от стука после прогревания двигателя и его выхода на рабочий температурный режим.

Замена гидрокомпенсатора

Если очистка не помогла, замена гидравлических компенсаторов станет единственным разумным решением. Порядок замены гидрокомпенсаторов следующий:

  1. Демонтируйте неисправный механизм с помощью съемника или магнита. Последний способ целесообразен только при свободном движении гидрокомпенсатора. Если же он прикипел к наружной поверхности, поможет только съемник.
  2. Промойте всю систему подачи масла, замените масляный фильтр и залейте новое масло, проверьте его подачу в посадочное место компенсаторов путем прокручивания коленчатого вала. Гидравлический компенсатор уже должен быть снят.
  3. Категорически запрещена установка компенсаторов без масла, в противном случае возникают критические ударные нагрузки.
  4. После установки на посадочное место нового механизма не заводите силовой агрегат сразу. Используйте ключ для проворачивания коленвала на несколько оборотов и подождите полчаса. За это время детали найдут свои рабочие места, а внутреннее давление нормализуется.

Поскольку из строя может выйти как один, так и несколько гидрокомпенсаторов, вам придется самостоятельно решить, сколько из них подвергнуть замене. В данном случае решающим фактором является финансовое положение. При наличии разборных механизмов возможен ремонт и профилактика каждого по отдельности.

Если же вы отдали предпочтение комплексной замене, данное решение будет оптимальным и даст вам гарантию на отсутствие проблем в ближайшем будущем. Никогда не экономьте на качестве масла, что позволит вам существенно продлить не только эксплуатационный срок компенсатора, но также трущихся элементов мотора.

Пожалуйста, оцените этот материал!

Причины стука Загрузка...

Если Вам понравилась статья, поделитесь ею с друзьями!

причины и что делать. Самый простой способ устранить стук гидрокомпенсаторов.

Самая распространенная неисправность современных двигателей – стук гидрокомпенсаторов. Причин множество, в своём большинстве они связаны с качеством масла. Что делать при данной неисправности и как с ней бороться расскажет данный материал.

 

 

Что такое гидрокомпенсатор и как работает гидрокомпенсатор

Гидрокомпенсатор – простое устройство для автоматической регулировки зазора в приводе клапанов, устраняющее необходимость разбирать двигатель при его техническом обслуживании. Гидрокомпенсатор, в просторечии «гидрик» представляет собой миниатюрный гидроцилиндр, меняющий свою длину при нагнетании вовнутрь моторного масла.

Объем масла компенсирует зазор между штоком клапана и кулачком распределительного вала.  Масло в полость гидрокомпенсатора попадает через клапан с очень небольшим отверстием, а выходит наружу через естественные зазоры клапанной пары. Насколько хорошо работает «гидрик» зависит от поступления масла и от состояния плунжерной пары, отсутствия износа или заклинивания.

 

Как понять, что стучит именно гидрокомпенсатор

Неисправный гидрокомпенсатор издает резкий стук, стрекот, с частотой вдвое меньше частоты оборотов двигателя.

Неисправным считается гидрокомпенсатор, который стучит более пары минут после запуска двигателя или стучит после полного прогрева двигателя. Стук прослушивается сверху двигателя и может быть неслышен из салона автомобиля.

Почему стучит гидрокомпенсатор

Причины стука гидрокомпенсатора «на холодную» (при непрогретом моторе):

  1. Слишком густое масло, на непрогретом двигателе, плохо заходит в полость гидрокомпенсатора. Нужно время, чтобы полость заполнилась маслом
  2. Забита загрязнениями масляная магистраль или клапан гидрокомпенсатора. Загрязнения появляются при низком качестве или при затянутых сроках смены моторного масла, а также могут являться продуктами износа некоторых деталей двигателя.
  3. Износ или заклинивание плунжера гидрокомпенсатора. Бывает от естественного износа или от попадания абразивных загрязнений в моторное масло.

Причины стука гидрокомпенсатора «на горячую» (на прогретом моторе):

  1. Заклинивание плунжерной пары гидрокомпенсатора из-за естественного износа или загрязнения. Задиры на плунжере блокируют его движение и гидрокомпенсатор полностью теряет работоспособность. Зазор не выбирается и гидрокомпенсатор стучит.
  2. Слишком малая вязкость прогретого масла, масло вытекает через зазоры плунжерной пары быстрее, чем подается насосом. Некачественное масло или слишком жидкое для данного двигателя масло сильно разжижается при прогреве и легко вытекает через технологические зазоры.

3. Повышенный уровень масла в двигателе, вспенивание масла из-за перемешивания коленчатым валом или из-за попадания воды в двигатель. Следует проверить уровень масла в двигателе, а также использовать только высококачественные моторные масла.

 

Самый простой способ устранить стук гидрокомпенсаторов

Самый простой и действенный способ, помогающий в большинстве случаев, добавка в масло специальной присадки Liqui Moly Hydro-Stossel-Additiv. Присадка промывает масляные каналы, удаляет загрязнения и восстанавливает подачу масла в гидрокомпенсаторы. Кроме того, присадка немного загущает масло, компенсируя тем самым их естественный износ. Присадка добавляется в прогретое моторное масло, полное действие наступает после примерно 500 км пробега.


 

Как еще можно устранить стук гидрокомпенсаторов

  1. Замена гидрокомпенсаторов Достоинства: гарантированный результат. Недостатки: дорого и долго). Нужно учитывать, что на некоторые иномарки, сначала нужно заказать детали, дождаться, пока они придут, и записаться на ремонт в сервисе. На большинстве двигателей, при замене гидрокомпенсаторов потребуются дополнительные затраты на одноразовые детали, например, прокладки или герметик.
  2. Тщательная промывка масляной системы специальными промывками, например: Liqui Moly Oil-Schlamm-Spulung. Достоинства: сравнительно недорого. Недостатки: результат не гарантируется.

3. Возможно, в запущенных случаях, потребуется замена масляного насоса или очистка масляных магистралей двигателя с его частичной или полной разборкой.

Что будет, если не устранить стук гидрокомпенсаторов

Если не заниматься устранением стука гидрокомпенсаторов, то можно проездить довольно долго без особых проблем, но, со временем, двигатель будет работать громче, с вибрациями, упадет мощность и увеличится расход топлива, а далее произойдет износ всего клапанного механизма, в частность распределительного вала двигателя. Его замена - очень дорогое мероприятие.

 

Итог

Если стук гидрокомпенсаторов неоднократно возникает, то нет смысла дожидаться ухудшения ситуации. Добавка присадки Hydro-Stossel-Additiv решит проблему и предотвратит развитие износа на длительное время.

 

ВИДЕО

                                             

;

 


Как работает гидравлика | Наука о гидравлике

Крис Вудфорд. Последнее обновление: 2 июля 2019 года.

Какая связь между водой пистолет и этот гигантский кран? На первый взгляд, никакой связи. Но думать о науке, стоящей за ними, и вы получите удивительное Вывод: водяные пистолеты и краны используют силу движущихся жидкостей очень похожим образом. Эта технология называется гидравлика, и это используется для питания всего, от автомобильных тормозов и мусоровозов до моторный руль и гаражные домкраты.Давайте подробнее рассмотрим, как это работает!

Фото: этот кран поднимает свою гигантскую стрелу в воздух, используя гидравлический таран. Можете ли вы найти барана здесь? Основным является сияющее серебро в солнечном свете в центре картины. Существуют также цилиндры, поддерживающие стабилизаторы («аутригеры»): ножки, которые выдвигаются рядом с колесами для поддержки крана в основании при выдвижении стрелы (они выделены желтой и черной полосами предупреждения).

Вы не можете раздавить жидкость!

Газы легко раздавить: все знают, как легко это сжать воздушный шар.Твердые тела как раз наоборот. Если вы когда-нибудь пытались сжать кусок металла или кусок дерево, только пальцами, вы будете знать, что это почти невозможно. Но как насчет жидкостей? Где они вписываются? Вы, наверное, знаете, что жидкости являются промежуточное состояние, немного похоже на твердые вещества и немного похоже на газы в других. Теперь, так как жидкости легко текут с места на место, вы Можно подумать, что они будут вести себя как газы, когда вы устали их сжимать. На самом деле, жидкости практически несжимаемы, как твердые вещества.Это причина, по которой болит живот, если вы запутались в бассейн. Когда ваше тело попадает в бассейн, это потому, что вода не может сжиматься вниз (как матрас или батут будет) или уйти с дороги достаточно быстро. Вот почему прыгать с мостов в реки может быть очень опасным. Если вы не ныряете правильно, прыгаете с моста в воду почти как прыгать на бетон. (Узнайте больше о твердых веществах, жидкостях и газах.)

Фото: почему вода так быстро брызгает из шприца? Вы вообще не можете сжать жидкость, поэтому, если вы протолкнете воду через широкую часть шприца, сильно надавив на поршень внизу, куда пойдет эта вода? Он должен сбежать через вершину.Так как вершина намного уже основания, вода появляется в высокоскоростной струе. Гидравлика запускает этот процесс в обратном порядке, чтобы получить более низкую скорость, но большую силу, которая используется для работы тяжелых машин. Точно так же и в водном пистолете, который фактически представляет собой шприц в форме пистолета.

Тот факт, что жидкости не сжимаются легко, невероятно полезный Если вы когда-либо стреляли из водяного пистолета (или выжимал бутылка с жидкостью для мытья посуды, наполненная водой), вы использовали эту идею уже.Вы, наверное, заметили, что требуется некоторое усилие, чтобы нажать курок водяного пистолета (или выжать воду из моющего средства бутылка). Когда вы нажимаете на курок (или сжимаете бутылку), вы приходится много работать, чтобы вытолкнуть воду через узкую сопло. Вы фактически оказываете давление на воду - и вот почему он впрыскивает на гораздо более высокой скорости, чем вы перемещаете курок. Если бы вода не была несжимаемой, водные пистолеты не работали бы должным образом. Вы нажмете на курок, и вода внутри будет просто раздавить в меньшем пространстве - он не будет стрелять из сопла, как вы ожидаете.

Если водяные пистолеты (и сжатые бутылки) могут изменять силу и скорость, это означает (в строгих научных терминах), что они работают так же, как инструменты и машины. На самом деле, наука о водных пистолетах приводит в действие некоторые из крупнейших в мире машин - краны, самосвалы и экскаваторы.

Гидравлика в теории

Поверните водяной пистолет на своем конце, и это (грубо упрощенно) что происходит внутри:


Фото: упрощенный вид гидравлической воды пистолет.

Когда вы нажимаете на триггер (показано красным), вы применяете относительно большая сила, которая перемещает курок на короткое расстояние.Потому что вода не будет втиснуть в меньшее пространство, он проходит через тело пистолет к узкому соплу и впрыскивает с меньшей силой, но больше скорость.

Теперь предположим, что мы можем заставить водяной пистолет работать в обратном направлении. Если мы могли бы стрелять жидкости в сопло на высокой скорости, вода будет течь в обратном направлении, и мы генерируем большое усилие вверх на спусковом крючке. Если мы увеличили наш водяной пистолет много раз мы может генерировать достаточно большую силу, чтобы поднимать вещи. Это именно то, как работает гидравлический таран или домкрат.Если вы брызги жидкости через узкий трубки на одном конце, вы можете заставить поршень подниматься медленно, но с большим силы, на другом конце:


Фото: Как увеличить силу с помощью водяного пистолета работает в обратном порядке.

Наука о гидравлике называется Паскаля Принцип . По сути, потому что жидкость в трубе несжимаемое, давление должно оставаться постоянным на протяжении всего пути, даже когда вы настаиваете на одном конце или другом. Сейчас давление определяется как сила, действующая на единицу площади.Так что, если мы давим с небольшим усилием на небольшой площади, на узком конце трубки на слева должна быть большая сила, действующая вверх на большую Площадь поршня справа, чтобы поддерживать давление равным. Вот так сила становится увеличенной.

А как насчет энергии?

Еще один способ понять гидравлику - подумать об энергии .

Мы уже видели, что гидроцилиндры могут дать нам больше силы или скорости, но они не может делать и то и другое одновременно - и это из-за энергии.Посмотрите снова на рисунок водяного пистолета вверху. Если быстро надавить на узкую трубу (с небольшим усилием), поршень на широкой трубе поднимается медленно (с большой силой). С чего бы это? Основной закон физики называется закон сохранения энергии говорит, что мы не может сделать энергию из воздуха. Количество энергии, которое вы используете для перемещения поршня равно силе, которую вы используете, умноженной на расстояние, на которое вы ее переместили. Если наш водяной пистолет создает в два раза больше силы на широком конце, чем на узком конце, он может только переместиться вдвое дальше.Это потому, что энергия, которую мы поставляем, отталкивая прямо вокруг трубы на другой конец. Если такое же количество энергии теперь должно двигаться вдвое больше силы, он может перемещать его только на половину расстояния одновременно. Вот почему более широкий конец движется медленнее чем узкий конец.

Гидравлика на практике

В этом экскаваторе вы можете увидеть работу гидравлики. Когда водитель тянет за ручку, двигатель копателя перекачивает жидкость в узкие трубы и кабели (показаны синим цветом), заставляющие гидравлические цилиндры (показаны в красном), чтобы расширить.Бараны выглядят как велосипедные насосы, работающие в обеспечить регресс. Если вы положите несколько баранов вместе, вы можете сделать экскаватор рука вытягивается и двигается так же, как у человека - только с гораздо большей сила. Гидравлические плунжеры - это эффективные мышцы копателя:


Фото: В этом экскаваторе работают несколько разных гидравлических плунжеров. Бараны показаны красными стрелками и узкие, гибкие гидравлические трубы и кабели, которые питают их синим цветом.

Каждый баран работает как дизельный водяной пистолет в обратном направлении:


Фото: Крупный план гидравлических цилиндров экскаватора.

Двигатель прокачивает гидравлическую жидкость через одну из тонких труб, чтобы вытолкнуть более толстый плунжер с гораздо большей силой, например:


Фото: как гидроцилиндр увеличивает силу.

Вам может быть интересно, как гидравлический цилиндр может двигаться как внутрь, так и наружу, если гидравлическая жидкость всегда толкает его в одном направлении. Ответ в том, что жидкость не всегда давит одинаково. Каждый баран питается с противоположных сторон двумя отдельными трубами. В зависимости от того, в каком направлении движется жидкость, поршень толкает либо внутрь, либо наружу, очень медленно и плавно, как ясно из этой небольшой анимации:


Фото: гидроцилиндр перемещается внутрь или наружу в зависимости от того, в каком направлении течет гидравлическая жидкость.

В следующий раз вы увидите, сколько гидравлических машин вы сможете обнаружить. Вы можете быть удивлены, сколько их используют грузовики, краны, экскаваторы, самосвалы, экскаваторы и бульдозеры. Вот еще один пример: гидравлический кусторез на задней части трактора. Режущая головка должна быть прочной и тяжелой, чтобы прорезать живые изгороди и деревья, и водитель никак не может поднять или расположить ее вручную. К счастью, гидравлические органы управления делают все это автоматически: с несколькими гидравлическими соединениями, немного похожими на плечо, локоть и запястье, резак перемещается с такой же гибкостью, что и человеческая рука:


Фото: Типичный гидравлический кусторез.

Скрытая гидравлика

Однако не все гидравлические машины настолько очевидны; иногда их гидравлические поршни скрыты от глаз. Лифты («лифты») хорошо скрывают свою работу, поэтому не всегда очевидно, работают ли они традиционным способом (тянет вверх или вниз с помощью кабеля, подключенного к двигателю) или вместо этого используют гидравлику. Меньшие лифты часто используют простые гидравлические плунжеры, установленные непосредственно под или вдоль шахты лифта. Они проще и дешевле, чем традиционные лифты, но могут потреблять немного больше энергии.

Моторы

являются еще одним примером, где гидравлика может быть скрыта от глаз. традиционный электромоторы используют электромагнетизм: когда электрический ток течет через катушки внутри них, он создает временную магнитную силу, которая толкает кольцо постоянных магнитов, заставляя вал двигателя вращаться. Гидравлические моторы больше похожи на насосы, работающие задним ходом. В одном примере, называемом гидравлическим мотор-редуктором, жидкость течет в двигатель через трубу, заставляя вращаться пару близко расположенных зубчатых колес, прежде чем течь обратно через другую трубу.Одна из шестерен соединена с валом двигателя, который приводит в движение любой двигатель, в то время как другая («холостой ход») просто свободно вращается, чтобы завершить механизм. Там, где традиционный гидравлический цилиндр использует мощность перекачиваемой жидкости для проталкивания поршня назад и вперед на ограниченное расстояние, гидравлический двигатель использует непрерывно текущую жидкость, чтобы вращать вал столько времени, сколько необходимо.

Работа: Упрощенный гидравлический мотор-редуктор. Жидкость (желтая) течет слева, вращает две шестерни и течет вправо.Одна из шестерен (красная) приводит в действие выходной вал (черный) и машину, к которой подключен двигатель. Другое снаряжение (синее) - это холостой ход.

Почему вы используете гидравлический двигатель вместо электрического? Там, где мощный электрический двигатель обычно должен быть очень большим, такой же мощный гидравлический двигатель может быть меньше и компактнее, потому что он получает энергию от насоса на некотором расстоянии. Вы также можете использовать гидравлические двигатели в местах, где электричество может быть нежизнеспособным или безопасным, например, под водой, или там, где есть риск электрических искр, создающих пожар или взрыв.(Другой вариант в этом случае - использовать пневматику - мощность сжатого воздуха.)

,Клапан
используется для регулирования падения давления на гидравлическом Компонент

Блок компенсатора давления моделирует поток через клапан, который сжимается, чтобы поддерживать заданный перепад давления между выбранными двумя гидравлические узлы. Клапан имеет четыре гидравлических порта, два из которых являются проходами для потока (впуск, , A , и на выходе, B ( B) и два давления датчики ( X и Y ). Нормально открытый клапан сжимается, когда падение давления с X до Y поднимается выше уставки давления клапана.Падение в области открытия является функцией падение давления - пропорционально ему при линейной параметризации (блок по умолчанию) или Общая функция этого в табличной параметризации. Клапан служит своей цели пока он не достигнет предела своего диапазона регулирования давления - точка, в которой клапан полностью закрыт, и падение давления может снова расти

Открытие клапана

Расчет площади открытия зависит от параметризации клапана, выбранного для блок: либо Линейное отношение открытия области , либо Табличные данные - Площадь противдавление .

Линейная параметризация

Если параметр блока Параметризация клапана находится в настройка по умолчанию Линейные отношения открытия области , Открытая площадь рассчитывается как:

S (Δpxy) = SMax-k (Δpxy-ΔpSet),

, где:

  • S Макс. Значение указан в Максимальная площадь прохода блок параметр.

  • Δp Набор является значением указано в блоке настройки давления клапана параметр.

  • Δp XY - давление сбросить с порта X на порт Y :

    , где p - манометрическое давление в порту, указанном нижним индексом ( X или ().

  • k - линейная постоянная пропорциональности:

    , где в свою очередь:

При и ниже уставки давления в клапане площадь открытия полностью открыть клапан:

При максимальном и выше максимальном давлении площадь отверстия определяется внутренней одна утечка:

, где максимальный перепад давления Δp Макс. сумма:

Зона открытия в Линейная зона открытия отношение

Табулированная параметризация

Если параметр блока параметризации Valve установлен на Табличные данные - Площадь противдавление , отверстие Площадь рассчитывается как:

, где S XY является табличной функцией построен из вектора падения давления и Вектор области открытия параметров блока. Функция на основе линейной интерполяции (для точек в диапазоне данных) и экстраполяция ближайшего соседа (для точек вне диапазона данных). Утечка и максимальные зоны открытия являются минимальными и максимальными значениями Параметр вектора области открытия клапана .

Открытая область в Табличные данные - Площадь против параметрирование давления

Динамика открытия

По умолчанию динамика открытия клапана игнорируется. Предполагается, что клапан мгновенно реагировать на изменения падения давления без временной задержки между возникновением нарушения давления и увеличенным открытием клапана, что нарушение производит.Если такие задержки времени имеют значение в модели, вы может захватить их, установив Открытие динамического блока параметр до Включить динамику открытия клапана . Затем клапаны открываются каждый со скоростью, определяемой выражением:

S˙ = S (ΔpSS) −S (ΔpIn) τ,

, где τ - это мера необходимого времени для области мгновенного открытия (индекс В ), чтобы достичь новое стационарное значение (индекс SS ).

Площадь утечки

Основной целью области утечки закрытого клапана является обеспечение того, чтобы при часть гидравлической сети не изолируется от Остальная часть модели. Такие изолированные части снижают числовую надежность модели и может замедлить моделирование или вызвать его сбой. Утечка как правило, присутствует в незначительных количествах в реальных клапанах, но в модели его точное значение менее важно, чем небольшое число больше нуля. Площадь утечки получается из одноименного параметра блока.

Расход клапана

Причины потерь давления в каналах клапана: игнорируется в блоке. Какой бы ни была их природа - внезапные изменения области, прохождение потока искажения - при моделировании учитывается только их совокупный эффект. это эффект улавливается в блоке коэффициентом расхода, мерой расхода скорость через клапан относительно теоретического значения, которое он имел бы в идеальный клапан.Скорость потока через клапан определяется как:

q = CDS2ρΔpAB [(ΔpAB) 2 + pCrit2] 1/4,

, где:

  • q - объемный расход через клапан.

  • C D является значением Коэффициент разряда параметр блока.

  • S является областью открытия клапана.

  • Δp AB - перепад давления из порта A в порт B .

  • p Crit - давление дифференциал, при котором поток смещается между ламинарным и турбулентным режимы потока.

Расчет критического давления зависит от настройки Параметр блока ламинарного перехода . Если это значение по умолчанию равно . По коэффициенту давления :

.

pCrit = (pAtm + pAvg) (1-βCrit),

, где:

  • р Атм атмосферный давление (как определено для соответствующей гидравлической сети).

  • p Avg является средним избыточное давление на портах A и B .

  • β Crit является значением Коэффициент давления ламинарного потока блок параметр.

Если параметр блока Ламинарного перехода в спецификации равен вместо этого установите на По Рейнольдсу число :

pCrit = ρ2 (ReCritνCDDH) 2,

, где:

  • Re Crit является значением Критический Рейнольдс номер блок параметр.

  • ν - кинематическая вязкость, указанная для гидравлическая сеть.

  • D H мгновенно гидравлический диаметр:

.

Основная идея - гидравлическая система

Основная идея любой гидравлической системы очень проста: Сила, которая прикладывается в одной точке, передается в другую точку с помощью несжимаемой жидкости. Жидкость почти всегда является каким-то маслом. Сила почти всегда умножается в процессе. На рисунке ниже показана простейшая гидравлическая система:

Этот контент не совместим с этим устройством.

Простая гидравлическая система, состоящая из двух поршней и маслонаполненной трубы, соединяющей их. Нажмите на красную стрелку, чтобы увидеть анимацию.

На этом чертеже два поршня (красного цвета) вставляются в два стеклянных цилиндра, заполненных маслом (светло-голубой) и соединенных друг с другом с помощью масляной трубки. Если приложить нисходящую силу к одному поршню (левый на этом чертеже), то сила передается на второй поршень через масло в трубе.Поскольку масло несжимаемо, эффективность очень хорошая - почти все приложенное усилие появляется на втором поршне. Самое замечательное в гидравлических системах состоит в том, что труба, соединяющая два цилиндра, может иметь любую длину и форму, позволяя ей проникать сквозь все виды вещей, разделяющих два поршня. Труба также может быть разветвленной, так что один главный цилиндр может приводить в движение более одного ведомого цилиндра , если это необходимо.

Отличительной особенностью гидравлических систем является то, что очень просто добавить умножение (или деление) силы в систему.Если вы читали, как работают блоки и снасти или как работают механизмы, то вы знаете, что сила торговли для расстояния очень распространена в механических системах. В гидравлической системе все, что вам нужно сделать, это изменить размер одного поршня и цилиндра относительно другого, как показано здесь:

Этот контент не совместим с этим устройством.

Гидравлическое умножение. Поршень справа имеет площадь поверхности, в девять раз большую, чем поршень слева.Когда сила прикладывается к левому поршню, он будет перемещать девять единиц на каждую единицу, на которую движется правый поршень, а сила умножается на девять на правом поршне. Нажмите на красную стрелку, чтобы увидеть анимацию.

Чтобы определить коэффициент умножения , начните с рассмотрения размера поршней. Предположим, что диаметр поршня слева составляет 2 дюйма (радиус 1 дюйм), а диаметр поршня справа - 6 дюймов (радиус 3 дюйма). Площадь двух поршней составляет Pi * r 2 .Следовательно, площадь левого поршня составляет 3,14, а площадь поршня справа - 28,26. Поршень справа в 9 раз больше, чем поршень слева. Это означает, что любое усилие, приложенное к левому поршню, на правом поршне будет в 9 раз больше. Поэтому, если вы приложите усилие вниз на 100 фунтов к левому поршню, справа появится усилие вверх на 900 фунтов. Единственная проблема в том, что вам придется нажимать на левый поршень на 9 дюймов, чтобы поднять правый поршень на 1 дюйм.

Тормоза в вашем автомобиле - хороший пример базовой гидравлической системы с поршневым приводом. Когда вы нажимаете педаль тормоза в своем автомобиле, она нажимает на поршень в главном тормозном цилиндре. Четыре ведомых поршня, по одному на каждое колесо, приводятся в действие, чтобы прижимать тормозные колодки к тормозному ротору, чтобы остановить автомобиль. (На самом деле, сегодня почти во всех автомобилях на дороге два главных цилиндра приводят в движение два ведомых цилиндра каждый. Таким образом, если у одного из главных цилиндров возникает проблема или возникает утечка, вы все равно можете остановить автомобиль.)

В большинстве других гидравлических систем гидравлические цилиндры и поршни соединены через клапаны с насосом, подающим масло высокого давления. Вы узнаете об этих системах в следующих разделах.

,
Трехходовой клапан для компенсации гидравлического давления

Описание

Блок 3-ходового клапана с компенсацией давления с компенсацией представляет 3-ходовой клапан с компенсацией давления в виде паспорта модель. Модель клапана включает переменное отверстие и обычно закрытый клапан регулирования давления, соединенный параллельно с отверстием. Назначение клапана контроля давления - поддерживать предустановку перепад давления в отверстии путем отвода некоторого потока из порт A к резервуару (порт R), если перепад давления превышает заданное значение.Порт C управляет открытием отверстия, как показано на следующий рисунок.

В зависимости от данных, перечисленных в каталогах производителя или данных листы для вашего конкретного клапана, вы можете выбрать один из следующих параметры параметрирования модели:

  • По максимальной площади и отверстию - Используйте эту опцию, если в техническом паспорте указаны только максимальные отверстия площадь и элемент управления максимальным ходом.

  • По площади против открывающегося стола - Используйте эту опцию, если каталог или таблица данных содержит таблицу площадь прохода отверстия в зависимости от перемещения элемента управления A = A (h) .

В первом случае предполагается, что площадь прохода линейно зависит от смещения элемента управления, то есть отверстия считается закрытым, если начальное открытие отверстия установлено на ноль и положение элемента управления также равно нулю. Максимальное отверстие Открытие происходит при максимальном смещении. Во втором случае площадь прохода определяется одномерной интерполяцией из таблица A = A (ч) .

Представление клапана регулирования давления не учитывает инерция, трение или гидравлические силы.Клапан имеет следующее отношение разности давления и площади:

Apc = {Aleakfor p (pset + preg)

, где

A шт. Площадь прохода клапана регулирования давления
p Перепад давления на отверстии
p комплект Предустановленный перепад давления
p рег. Диапазон регулирования
A max_pc Максимальная площадь клапана регулирования давления
A утечка Закрытая область утечки отверстия для компенсатора давления

Оба для переменного отверстия и компенсатора давления, предполагается, что небольшая область утечки существует даже после того, как отверстие полностью закрыт.Физически это представляет собой возможное разрешение в закрытом клапане, но основным назначением параметра является поддержание численная целостность схемы, предотвращая часть система изолируется после того, как клапан полностью закрыт. Изолированная или «висящая» часть системы может повлиять на вычислительная эффективность и даже вызвать сбой вычислений.

После определения площади блок вычисляет поток скорость как для отверстия, так и для компенсатора давления согласно следующие уравнения:

q = CD⋅A2ρ⋅p (p2 + pcr2) 1/4

A = {Apcfor компенсатор давления Aorfor с переменным отверстием

Apc = {h · Amax / hmax + Aleakfor h> 0Aleakfor h <= 0

p = {pA − pR для компенсатора давления pA − pB для переменного отверстия

pcr = ρ2 (Recr⋅νCD⋅DH) 2

, где

q Расход Расход потока
p Перепад давления
p A , p B , p R Манометрические давления на клеммах блока
C D Коэффициент расхода потока
A Зона мгновенного прохода отверстия
A макс Максимальная площадь отверстия
A утечка Зона утечки в закрытом отверстии
ч макс Максимальное смещение элемента управления
x 0 Первоначальное открытие
x Смещение элемента управления от начальной позиции
ч Отверстие отверстия
ρ Плотность жидкости
ν Кинематическая вязкость жидкости
p кр Минимум давление для турбулентного потока
Re cr Критическое число Рейнольдса
D H Гидравлический диаметр мгновенного отверстия

Соединения A, B и R сохраняют гидравлические порты издание с впускным, выпускным и обратным клапанами соответственно.соединение C - это физический порт сигнала, через который контролируется открытие отверстия. Положительное направление блока - от порта A к порту B. Положительный сигнал в порту С открывается клапан.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о