Бесспорно, что гидрокомпенсатор имеет ряд преимуществ по сравнению с механическим толкателем. В частности, с помощью него осуществляется автоматическая регулировка прижима распредвала к штоку клапана. Но, и гидрокомпенсатор имеет свои минусы.
В современных автомобильных двигателях для открытия клапанов газораспределительного механизма (ГРМ) применяют две основные разновидности толкателей: механические и с гидрокомпенсацией (в народе их называют просто «гидрики»). И те и другие, имеют как свои достоинства, так и недостатки. В краткой обзорной статье мы попробуем разобраться в их принципиальных отличиях. А также, что лучше при повседневной эксплуатации транспортного средства – гидрокомпенсатор или обычный механический толкатель. Причем чтобы проще было сравнивать будем рассматривать обе разновидности (обычную и гидравлическую) одной геометрической формы, а именно, в виде стаканчика (так называемой шляпкообразной).
Тепловой зазор и принцип работы механического толкателя
Напомним вкратце, как работает газораспределительный механизм (ГРМ) двигателя автомобиля. При вращении распредвала происходит его «наезд» (если быть точнее, то выступающей частью, которую называют кулачком) на поверхность толкателя, опирающегося на шток клапана. В этот момент происходит открытие последнего. Когда кулачок перестает «контактировать» с толкателем, возвратная пружина закрывает клапан. Казалось бы все просто. Но, по мере прогрева мотора все металлические элементы конструкции расширяются. Это известно всем еще из школьного курса физики. В двигателях, оборудованных обычными механическими толкателями, изначально для компенсации температурного расширения элементов предусмотрен определенный зазор. По мере прогрева он уменьшается, и мотор начинает уверенно выдавать все заявленные производителем характеристики. Если бы этого не было сделано, то в прогретом двигателе расширенные элементы ГРМ в лучшем случае испытывали бы повышенные нагрузки (что привело бы к их преждевременному износу), в худшем – их просто бы заклинило.
Достоинства и недостатки механического толкателя
К несомненным достоинствам обычных толкателей стоит отнести:
- Простоту конструкции, и, как следствие, невысокую стоимость.
- «Нетребовательность» к качеству масла (нагар и отложения не влияют на их работу) и периодичности его замены (как правило, через каждые 15000 км пробега).
Самым главным недостатком простой и достаточно надежной конструкции механического толкателя является необходимость периодической ручной регулировки величины теплового зазора (такую процедуру у современных транспортных средств приходится производить не так уж часто – через каждые 80000÷100000 км пробега). Как это делают? Сначала производят замер величины зазора с помощью специальных щупов. Затем подбирают регулировочную шайбу (если она есть, как например, во многих двигателях семейства переднеприводных автомобилей ВАЗ) необходимой толщины. Но, не всегда это возможно сделать. У многих иномарок приходится менять толкатель на новый, так как регулировочная шайба в их конструкции просто не предусмотрена.
Кратко об устройстве и принципе работы гидрокомпенсатора
По внешнему виду гидрокомпенсатор мало чем отличается от обычного механического толкателя. Не будем подробно расписывать внутреннее технологическое устройство «гидрика». Отметим только, что на его корпусе имеется специальная канавка и отверстие для подачи внутрь масла, а в самой головке блока цилиндров обустроены специальные каналы.
Принцип работы гидрокомпенсатора в кратком изложении:
- При заглушенном двигателе давление масла отсутствует. А между распредвалом и «крышкой» гидрокомпенсатора имеется определенный зазор.
- После запуска мотора масло под давлением заполняет внутренний объем корпуса. Гидрокомпенсатор поднимается вверх, и зазор автоматически «выбирается» (то есть, он отсутствует).
- Заполненный несжимаемым маслом (именно такие сорта применяют в современных двигателях) гидрокомпенсатор приобретает достаточную «жесткость», чтобы без потерь передавать механическое усилие и открывать клапан (при «наезде» кулачка распредвала на верхнюю поверхность «гидрика»).
- Далее выступающая часть распределительного вала перестает «контактировать» со «шляпкой» гидротолкателя. Клапан закрывается под действием возвратной пружины.
На заметку! При вращении распредвала отверстие в корпусе гидрокомпенсатора циклически проходит мимо масляного канала блока цилиндров. При этом происходит выравнивание давления смазывающей жидкости снаружи (то есть в самом двигателе) и внутри корпуса «гидрика». В результате происходит постоянный контакт поверхностей распредвала и толкателя.
Плюсы и минусы толкателей с гидрокомпенсацией
Гидрокомпенсаторы обладают целым рядом неоспоримых достоинств (по сравнению со стандартными механическими толкателями):
- После запуска двигателя тепловой зазор между распредвалом и поверхностью толкателя «выбирается» автоматически. То есть, полностью отпадает необходимость его регулировки ручным способом.
- Максимальный прижим «шляпки» гидрокомпенсатора к поверхности распредвала осуществляется независимо от температуры двигателя. Это позволяет достичь стабильной «жизнедеятельности» мотора во всем рабочем диапазоне оборотов.
- Более четкая работа клапанов приводит к ощутимой экономии топлива.
- Сам двигатель работает значительно тише, по сравнению с аналогами, оборудованными механическими толкателями.
- Долговечность. Как правило, гидрокомпенсаторы от проверенных временем производителей (при правильной эксплуатации транспортного средства) рассчитаны на весь «жизненный срок» самого двигателя.
- Меньший износ всех деталей ГРМ.
Почему же не все автопроизводители спешат перейти к таким удобным в эксплуатации автоматическим приспособлениям регулировки зазора? Да потому, что как любые технические приспособления, они обладают рядом недостатков:
- Сложность конструкции, как самого толкателя, так и головки блока цилиндров, в которой необходимо обустраивать специальные каналы и отверстия для подачи масла в корпус гидрокомпенсатора.
- Это в свою очередь приводит к значительному удорожанию изделия (в разы по сравнению с механическим «оппонентом») и двигателя, и, как следствие, всего автомобиля в целом.
- Возрастание эксплуатационных расходов. Для бесперебойной и долгосрочной эксплуатации необходимо применять только высококачественные сорта полусинтетических или синтетических масел. К тому же его замену лучше производить не реже чем каждые 10000 км. А при эксплуатации в мегаполисах (с постоянными простоями в пробках и «на светофорах») лучше сократить периодичность до 7000÷8000 км. Это предотвратит забивание каналов и отверстий подачи масла, как в головке блока, так и в корпусе самого гидрокомпенсатора.
- Повышенные требования к производительности масляного насоса. Дополнительная мощность этого узла необходима для создания нужного давления для «закачки» масла внутрь корпуса гидрокомпенсаторов.
- Не ремонтопригодность. При выходе из строя изделие подлежит замене на новое. Гидрокомпесаторы от некоторых производителей служат «верой и правдой» не более 100000÷150000 км пробега. Это вполне соизмеримо с частотой регулировки зазора механических толкателей. Однако заменить «гидрики» значительно дороже, чем выставить необходимые зазоры (особенно, если для этого можно применять регулировочные шайбы).
В заключении
Количество приверженцев гидрокомпенсаторов приблизительно равно числу «упорных» почитателей обычных механических толкателей. Кто-то при тюнинге своего автомобиля меняет «механику» на «гидрики». Кто-то (с точностью до наоборот) устанавливает в мотор «стаканчики» с регулировочными шайбами (вместо штатных гидротолкателей). Наш совет: регулярно меняйте масло и проводите все предусмотренные производителем профилактические мероприятия, и ваш двигатель прослужит долго, независимо от того какой способ открытия клапанов (механический или гидравлический) применен инженерами при проектировании конкретного автомобиля.