AGM аккумуляторы: Что это такое? Плюсы и минусы, технология и особенности

Что такое AGM аккумуляторы и о чем нужно знать автовладельцам

Большинство автолюбителей считают, что существуют лишь классические кислотно-щелочные аккумуляторы (EFB), более продвинутые расскажут, что есть еще и гелиевые источники питания (GEL). Но мало кто знает о такой технологии для производства аккумуляторных батарей, как AGM. По ценовой шкале такие аккумуляторы находятся где-то посередине между батареями первых двух типов и имеют ряд отличительных параметров. Давайте более подробно рассмотрим аккумуляторы AGM – что это такое, какие плюсы и минусы есть у этих устройств, в каких сферах они применяются. Так же дадим инструкцию по правильной зарядке батарей этого типа.

Краткая история появления

Считается, что первый кислотно-щелочной аккумулятор появился в середине XIX века. Устройство имело большие габариты, быстро разряжалось и требовало тщательности при обслуживании. Шло время. EFB батареи совершенствовались, улучшались их параметры, повышалась долговечность. Но сфера применения их была ограничена, в основном, наземным транспортом.

Появление сложных систем электрооборудования и развитие самолетостроения потребовали более совершенных аккумуляторов, не боящихся опрокидывания, не имеющих проблем с испарением электролита и не требующих пристального контроля со стороны человека. Так, в середине 70-х годов прошлого века появилась новая технология, получившая название AGM.

Отметим, что новшество оказалось настолько удачным, что с середины 80-х годов XX века АКБ, изготовленные по этой технологии, ставились, преимущественно, на американские истребители и бомбардировщики. Лишь несколько десятилетий назад этот тип источников питания стал использоваться и в электрической цепи автомобилей.

Устройство и принцип работы

Независимо от типа аккумулятора, принцип его работы остается неизменным. Свинцовые пластины, выполняющие роль электродов, погружаются в электролитическую жидкость. В результате протекающих физических и химических реакций образуется электрический ток. Подобный принцип используется и в АГМ аккумуляторах, но конструкция их принципиально иная.

Аббревиатуру AGM можно расшифровать, как Absorbent Glass Mat, то есть абсорбирующие стеклянные маты. Они представляют собой пористый материал синтетического происхождения, пропитанный раствором электролита. Структура матов такова, что «ячейки» не заполняются электролитическим раствором полностью – остается место для скопления «гремучего газа».

Автомобильные аккумуляторы, изготовленные по технологии AGM, имеют шесть банок-отсеков. В каждой из них находятся пластины, изготовленные из очищенного свинца. Абсорбирующие маты, пропитанные электролитом, являются прослойкой между электродами и выполняют роль классических сепараторов.

Устройство AGM батареи плоского типа.

Получается, что химические и физические процессы происходят внутри материала, а не в свободном электролите. Благодаря этому исчезает проблема вытекания и испарения электролита, и появляется возможность установки практически в любой плоскости.

В зависимости от технологии изготовления, AGM АКБ делятся на 2 вида:

1. Спиральный (распространен в США).
2. Плоский (распространен в странах ЕС).

Спиральные, в силу конструктивных особенностей, имеют большую площадь электролитов, потому заряжаются быстрее и способны выдавать значительное напряжение.

Преимущества и стоимость

Если сравнить аккумуляторные батареи, выполненные по технологии AGM с классическими EFB, то результаты будут не в пользу последних. Например, одно из преимуществ – устойчивость к глубокой разрядке. Классическую свинцово-кислотную АКБ можно разряжать до 15 % от заявленной емкости, AGM – до 30 % без потери эксплуатационных характеристик.

Другие плюсы можно посмотреть в таблице.

Что касается стоимости, то она выше, чем у классических аккумуляторных батарей, но ниже, чем у гелиевых.

Ориентировочные цены следующие:

• необслуживаемый кислотный аккумулятор – 3-5 тыс. рублей;
• AGM батарея – 6,5-10 тыс. рублей;
• GEL батарея – 18-20 тыс. рублей.

Как видите, источник питания, изготовленный по AGM технологии, является «золотой серединой» при этом превосходит по эксплуатационным параметрам кислотно-щелочные АКБ и не уступает гелиевым.

Недостатки

Пожалуй, в современном техническом мире нет устройств, которые были бы лишены недостатков полностью. И рассматриваемый тип АКБ не является исключением. Несмотря на все старания инженеров, не удалось избавиться от многих минусов, характерных и для батарей других типов:

• большой вес (справедливости ради заметим, что «АГМ» технология позволяет увеличить емкость без увеличения массы);
• чувствительность к токам высокого напряжения;
• быстрый выход из строя в незаряженном состоянии;
• падение напряжения при отрицательных температурах и полной нагрузке;
• токсичность оксида свинца и присадок (в AGM добавляется сурьма).

В некотором роде недостатком является и наличие предохранительного клапана VRLA. Инженерам не удалось полностью искоренить выделение водорода при эксплуатации, поэтому для защиты источника питания от повышения давления газа используется клапан особой конструкции. В перевернутом состоянии он выходит из строя, поэтому аккумулятор нельзя устанавливать вверх дном, что в некоторых случаях является значительным неудобством.

Существенным недостатком, ограничивающим массовую установку в автомобилях, является необходимость применения специального зарядного устройства. Стоит оно дороже, чем привычные нам ЗУ, потому не каждому автовладельцу по карману. Однако, если ваша машина оснащена системой «старт/стоп», то AGM АКБ будет установлена заводом и нужно знать, как ее заряжать.

Как заряжать?

Щепетильный подход к зарядке AGM аккумулятора связан с ее конструктивными особенностями. В классические источники питания, даже если они являются необслуживаемыми, можно долить электролит, испарившийся при неправильной зарядке, но в AGM этого сделать нельзя. Также нельзя долго хранить такую батарею в незаряженном состоянии, поэтому особое внимание уделяется «режиму» хранения. В связи с этим, зарядное устройство должно иметь как минимум два режима работы – основной заряд и хранение. Кроме того, важен контроль температуры электролита, подаваемого напряжения и силы тока.

Всего можно выделить 4 режима зарядки:

1. основной – восстанавливается до 80 % емкости аккумулятора;
2. плавающий – восстановления 100 % емкости;
3. хранение – подача минимального напряжения;
4. накопительный – для стабилизации параметров.

В зависимости от цели, применяются три метода зарядки, характеризующиеся различными параметрами подаваемого тока. Подробности смотрите в таблице.

AGM аккумулятор – устройство, зарядка, плюсы и минусы

Обычные свинцово-кислотные аккумуляторы и набирающие популярность аккумуляторы типа AGM имеют совершенно разную конструкцию, отличающуюся характеристиками. Не вдаваясь в химические подробности, наиболее очевидная разница заключается в отсутствии жидкого электролита в батареях AGM (Absorbent Glass Mat). Точнее, электролитом пропитан пористый наполнитель из стекловолокна.

В свинцово-кислотных АКБ свинцовые электроды погружаются в водный раствор серной кислоты, которая может вылиться при переворачивании или падении батареи. Аналогичную конструкцию имеют аккумуляторы типа VRLA (Valve Regulated Lead Acid, т.е. клапанно-регулируемые). Они тоже являются «мокрыми», но оснащены клапанами, предотвращающими разлив электролита. Клапаны открываются только при наличии давления внутри корпуса, угрожающего его целостности.

Плюсы и минусы

Растущая популярность батарей AGM объясняется гораздо большей эффективностью, чем свинцово-кислотных аккумуляторов. Батарея АГМ имеет меньшее внутреннее сопротивление, заряжается в 5 раз быстрее и способна лучше переносить нагрузки. Эффективность AGM не 70%, как в случае со свинцово-кислотными АКБ, а все 95%. Не менее важно и то, что в случае переворачивания батареи или ее повреждения в ДТП отсутствует риск пролития агрессивного электролита.

Правда, есть один серьезный недостаток – более высокая стоимость. Но автопроизводители готовы мириться с этим, тем более что АГМ аккумулятор весит немного меньше, чем обычный.

К сожалению, АКБ типа АГМ, как и литий-ионные элементы, чувствительна к условиям эксплуатации, включая рабочую температуру и зарядку. Несоблюдение правил может привести к выходу из строя батареи или даже к «взрыву».

Как определить аккумулятор AGM?

Если аккумулятор в автомобиле размещен в подполье багажника, то вероятно это и есть AGM. Почему там? Потому что в багажнике прохладнее. Батарея АГМ чувствительна к высоким температурам. Поэтому для установки в моторном отсеке потребуется дополнительная перегородка. Проще АКБ разместить вдали от источника тепла – в багажнике или под задним диваном.

Например, БМВ в своих машинах размещают аккумулятор в багажнике. Но как убедиться, что это именно AGM? Все просто. Любой такой АКБ имеет маркировку (надпись AGM). Впрочем, в том же BMW эта надпись может легко оказаться под фиксирующей планкой.

Особенности зарядки

АГМ батарея заряжается гораздо быстрей, чем свинцово-кислотная. Поэтому ее часто используют в так называемых микро-гибридах. Т.е. автомобилях, где энергия АКБ частично восстанавливается во время торможения двигателем. В этот момент мощный генератор быстро заряжает аккумулятор, который в дальнейшем питает энергоемкую систему старт-стоп. В таком режиме обычный свинцово-кислотный АКБ протянул бы всего несколько недель.

Когда напряжение зарядки частично разряженного аккумулятора AGM доходит до 14,4 В или даже больше, то ничего страшного не происходит. Однако после достижения состояния близкого к полному заряду, напряжение зарядки должно быть снижено до 13,5-13,8 В. В противном случае батарея перегружается, перегревается и выходит из строя. В крайнем случае, она «вздувается».

Свинцово-кислотный аккумулятор спокойней реагирует на перезарядку. Он начинает «газить» (кипеть) – в дальнейшем придется добавить воды.

По этой причине в автомобилях с батареями AGM и в микрогибридных системах установлены сложные системы управления энергопотреблением, которые пекутся за благополучие АКБ АГМ.

Как зарядить аккумулятор AGM

В случае с обычными батареями напряжение заряда растет постепенно, и большинство зарядных устройств через некоторое время отключается или переходит в режим поддержания заряда. Если этого не случится, то аккумулятор стерпит перезаряд в течение длительного времени. Может быть, потом придется добавить немного воды.

Если заряжать обычную свинцово-кислотную батарею с помощью зарядного устройства с функцией AGM, то тоже ничего страшного не произойдет. Возможно, она не зарядится полностью.

Если же заряжать батарею АГМ с помощью зарядного устройства для обычных АКБ и не отключить зарядку вовремя, то аккумулятор перезарядится и сломается, особенно в теплом помещении.

Режим эффективной зарядки AGM состоит из нескольких этапов. Сначала зарядка осуществляется под высоким напряжением (около 14,4 В) при контролируемом токе, а затем снижается до безопасного значения. Таким образом, для зарядки АКБ АГМ необходимо специальное зарядное устройство с функцией AGM.

Заключение

Исходя из сказанного выше, заменить один аккумулятор другим не получится. Свинцово-кислотный на месте АГМ быстро исчерпает свой ресурс, а AGM на месте обычной АКБ будет работать в нерасчетных условиях, что отрицательно скажется на сроке службы батареи.

Мифы и реальность об аккумуляторах с улучшенной технологией EFB

Каждый автовладелец старается подобрать для своей машины надежный и простой в обслуживании аккумулятор. На сегодняшний день на рынке представлены устройства на любой вкус, однако, многие продолжают рассматривать только традиционные модели АКБ, в то время как, возможно, стоит взять на вооружение новые технологии.

Многие современные автомобили иностранных производителей оснащены АКБ с маркировкой AGM, что расшифровывается как Absorbent Glass Mat – абсорбирующие стеклянные маты. Этот вид устройств в последнее время начинает завоевывать рынок и встречается на прилавках магазинов автозапчастей все чаще.

Некоторые автолюбители ошибочно относят эти АКБ к классическим свинцово-кислотным аккумуляторам, или же к батареям с технологией GEL. Однако, эти устройства произведены по совсем другому принципу, они имеют свои конструкционные и эксплуатационные особенности, и в сравнении с другими видами батарей, обладают как плюсами, так и некоторыми минусами.

Что это такое?

Технологи изготовления свинцово-кислотных аккумуляторов AGM была разработана инженерами Gates Rubber Company в начале 1970х годов. Ключевая особенность этих батарей в том, что они содержат в себе не жидкий, не гелевый электролит, как в классических или гелевых устройствах, а абсорбированный. Такая конструкция придает ряд новых свойств этому устройству.

Обычно такой вид АКБ используется в наши дни в автомобилях премиум-класса, для авто с высокой степенью энергопотребления и для машин, оснащенных системой start-stop. Также этот вид устройств нашел применение там, где требуется глубокий разряд, например, на морском транспорте и в источниках бесперебойного питания. Батареями AGM комплектуются истребители F-18 и бомбардировщики B-52 с 1985 года и по наши дни.

В классической модели свинцово-кислотной АКБ корпус разделен на отсеки микропористыми пластинами-сепараторами из пластика. В эти отсеки залит раствор серной кислоты – электролит, а в него погружены положительные и отрицательные пластины. Между этими пластинами с разными полюсами заряда протекает электрический ток.

В отличие от классической технологии производства свинцово-кислотных аккумуляторов, AGM использует пористый наполнитель из стекловолокна, пропитанный жидким электролитом. Распределение жидкости в наполнителе осуществляется таким образом, что происходит постоянная рекомбинация газа в системе.

Благодаря такому подходу, корпус устройства можно сохранить полностью герметичным, исключив утечку едкой жидкости во время эксплуатации.

Конфигурация батарей AGM бывает спиральная или плоская. Устройства со спиральной конструкцией изготавливают по большей части на территории Северной Америки, а плоскую – в Северной Америке и в Европе.

Автомобильный аккумулятор: выбирает эксперт «За рулем»

02.12.14 | Рубрика: Выбор аккумулятора. Просмотры: 5 431
(
4 голос(ов), средний: 4,50 из 5)

Как выбрать новую батарею? На что обратить внимание в первую очередь? Цена, габариты, бренд – с чего начинать? Такие вопросы приходится слышать нередко, поэтому мы собрали их воедино и решили провести своеобразный ликбез.

Автомобильный аккумулятор – товар сезонный, хотя используется круглый год. Когда на улице поют птички, а внутри двигателя плещется теплое масло, то прокручивать коленвал несложно – с этим справляется даже полудохлая батарея. А вот на холоде стартеру нелегко, и он норовит превратиться в чисто активное сопротивление, потребляющее очень большой ток. В итоге аккумулятор норовит отказать, а владельцу предстоит поход в магазин.

Преимущества и недостатки технологии

Многие автолюбители путают AGM аккумуляторы с гелевыми, это ошибочно. Две эти технологии принципиально различаются как по своей конструкции, так и по области применения.

Герметизированные батареи с абсорбированным сепараторами электролитом содержат кислоту не в гелевой, как в батареях, построенных по GEL технологии, а в жидкой форме.

Однако их принципиальное отличие от жидконаполненных АКБ состоит в том, что теперь жидкий электролит содержится в порах специальных сепараторов из тонкого стекловолокна, размещенных между пластинами аккумулятора.

Такая система представляет собой пористую среду, в которой удерживается кислота в жидком виде, причем электролит находится в мелких порах, в то время как крупные поры остаются свободными для рециркуляции газа в системе. Принцип сепарации такой же, как и у гелевых АКБ: газ успевает, не покидая корпус батареи, вернуться в состав электролита.

Таким образом, этот вид батарей, также как и гелевые АКБ, не требует обслуживания и долива кислоты на протяжении всего срока эксплуатации.

• У AGM батарей ниже внутреннее сопротивление, по сравнению с другими видами устройств, они способны отдавать более высокие токи за короткое время.
• Такая батарея заряжается в среднем в 4 раза быстрее других видов АКБ и обеспечивает быстрый холодный запуск двигателя в любое время года.
• AGM батареи очень долговечны из-за своей конструкции: плотного расположения пластин и герметичного корпуса, они устойчивы к низким и к высоким температурам, к высоким вибрациям и механическим воздействиям, что очень важно в условиях отечественных дорог.

Отличия гелевых и AGM аккумуляторов

Или коротко, в картинке:

Итак, в общем гелевые аккумуляторы прослужат дольше, чем AGM, в системах:

• где чаще происходит цикл разряд-заряд,
• где чаще допускается глубокий разряд,
• где до разряда проходит долгое время,
• где может быть критичным пролив электролита во время случайного повреждения корпуса.

Так как эти батареи более капризны и дороже стоят, в остальных случаях их можно с успехом заменить AGM АКБ.

А главное, — обязательно обращайте внимание на технические характеристики конкретной модели, которые заявлены производителем, они могут существенно отличаться для аккумуляторов разных торговых марок и ценовых категорий.

Плюсы и минусы

Плюсы автомобильных AGM аккумуляторов:

• Не требуется обслуживание во время всего срока эксплуатации
• Конструкция полностью герметична, утечка электролита полностью исключена
• Можно установить батарею в любом положении
• Газовые выделения отсутствуют при правильной зарядке

Минусы автомобильных AGM аккумуляторов

• Большой вес по сравнению с устройствами других типов
• Характеристики снижаются от полной разрядки
• Чувствительны к превышению степени заряда
• Стоят дороже обычных батарей
• Для их зарядки требуется специальное зарядное устройство

Отзеркалье: отличие аккумуляторов AGM от EFB по конструктивным и эксплуатационным параметрам

Нынешние аккумуляторные батареи принципиальных корректив в классику жанра не внесли. Двенадцативольтовое изделие – по-прежнему симбиоз шести батареек, соединенных последовательно. В каждой из секций – комплект из отрицательных и положительных свинцовых пластин (решетка + обмазка), сепараторы и электролит.

Конструктивные различия

Компоновочные нюансы – это основа инженерного дискуса на тему, какой аккумулятор лучше: EFB или AGM, использующего технические термины не для широкой огласки. В качестве предисловия – основные проблемы свинцово-кислотных изделий:

• Оплывание активной массы с положительно заряженных электродов вследствие разряда на морозе или высокой нагрузки в автономном режиме.
• Коррозия решеток положительной пластины, связанная с осыпанием и трещинами обмазки.
• Сульфатация отрицательных электродов вследствие хранения в разряженном состоянии.

Сульфатацию не победить, но замедлить осыпание активного вещества возможно. Так посчитали инженеры VARTA AG, выдвинувшие концепцию Enhanced Flooded Battery. В EFB между сепаратором и плюсовой пластиной установлен полиэстеровый сетчатый элемент. В итоге добились увеличения стойкости к цикличности «заряд-разряд» в два раза по сравнению с обычными WET батареями.

Совершенно иной подход к решению проблемы выдвинула Gates Rubber Company, запатентовав технологию Absorbent Glass Mat. Стекловолоконные маты, выполняющие функцию сепараторов в АГМ, абсорбируют электролит и плотно располагаются между пластинами, препятствуя осыпанию активного вещества. Электролитическая жидкость здесь не бултыхается, как в EFB, а значит монтируйте хоть на бок. К слову, методика зарядки AGM от устройства 220V мало чем отличается от ЕФБ.

Эксплуатационные параметры

АГМ выносливее ЕФБ: ему и морозы по плечу (электролит «не порвет» корпус), и вибрации не страшны. Внутреннее сопротивление отдаче и приему тока несколько меньше, нежели у «жидкого» соперника. Отсюда – способность выдавать изделиями AGM более высокую силу тока при сходных габаритах и нагрузке. Справедливо и обратное – абсорбированный электролит способствует восстановлению заряда в короткие сроки.

Голословность – аргумент никчемный. Главное отличие AGM от EFB – в цифрах. При единых габаритах 242х175х190 и емкости в 60 Ач выдаваемый ток у изделий одной марки разный:

• Традиционная компоновка – 540 А.
• ЕФБ – 560 А.
• АГМ – 680 А.

Этикеточные данные опровергают существенное превосходство Enhanced Flooded Battery над обычными «свинцово-кислотниками» по пиковой токоотдаче. По продукту, выполненному по технологии Absorbent Glass Mat, отрыв фиксируется, но не на 50-70%, как это обещают маркетологи.

Устройство

Аккумулятор имеет основу в виде укрепленного корпуса с крышкой, предохранительным клапаном и центральным газоотводом.

Как и в традиционных батареях, в аккумуляторах нового поколения применяются отсеки с положительно и отрицательно заряженными пластинами, изготовленными из свинца. Обычно 12-вольтовый АКБ имеет шесть герметичных банок с пластинами, между которыми уложен сепаратор из стекловолокна, пропитанный раствором серной кислоты.

Бывают устройства и с большим количеством банок, но они встречаются нечасто.

Сепаратор в этой системе играет очень важную роль: в его порах за счет капиллярных сил удерживается электролит. При этом часть пор заполнена жидким электролитом, а в другой части располагается газ.

Выбор гелевой аккумуляторной батареи

При выборе гелевых аккумуляторов следует, в первую очередь, обращать внимание на следующие параметры:

• номинальное напряжение;
• номинальная емкость;
• максимальный ток нагрузки;
• рабочий диапазон температур, либо рекомендуемая сфера применения;
• рекомендуемый режим заряда-разряда (буферный/циклический);
• длительность рекомендуемого цикла разряда.

При эксплуатации конкретной модели GEL аккумулятора, когда режим в точности соответствует рекомендуемому производителем, аккумулятор будет радовать вас надежностью и большим сроком службы.

Если вам нужна профессиональная консультация по аккумуляторным батареям, просто отправьте нам сообщение!
Поделитесь этой страницей с друзьями и коллегами

Где используются EFB АКБ

Изначально их создавали для автомобилей с системой Start-Stop, которая актуально для европейского рынка автомобилей. Если использовать обычную батарею, то она не выдержит много стартов в течение дня. А вот технология EFB легко с этим справится. Зарядка осуществляется максимально быстро, поэтому даже при короткой поездке генератор компенсирует потраченную энергию.

Сфера применения аккумулятора самая разнообразная и не стоит ограничиваться только автомобилем. Их используют для катеров, автодомов, гибридов, электроавтомобилей. Неоспоримые преимущества определяют популярность изделия – долгий срок службы, устойчивость к глубоким разрядам, быстрый заряд.

В чем преимущества технологии

Можно выделить и несколько важных преимуществ, которыми может сейчас похвастаться эта технология:

1. Самое значимое преимущество – емкость выдерживает глубокие разряды и практически не боится их. Ведь в волокне постоянно остается место для выработки газов.
2. Также такие модели могут похвастаться долговечностью, если сравнивать их с традиционными емкостями для автомобилей.
3. Не боится перепадов температур, даже если они резкие. Соответственно их можно без опасений использовать на территории нашей страны в регионах, где температура опускается ниже -30.
4. Корпус полностью герметизирован, что делает его безопасным в использовании.
5. Не боится сильных вибраций. Также серьезным преимуществом можно назвать тот факт, что они выдерживают вибрации, которые могут создавать неровные дороги. Соответственно емкости, изготовленные по технологии AGM, достаточно часто используются рыбаками, охотниками и другими любителями езды по бездорожью.
6. Конструкцию можно назвать совершенной и продуманной до мельчайших деталей.

Как вы могли заметить, технология AGM серьезно опережает время и сейчас. Однако у таких аккумуляторов есть и недостаток – высокая стоимость. Соответственно ни у каждого человека есть возможность купить и использовать его.

Устройство и принцип работы гидрокомпенсатора

Размеры деталей работающего двигателя внутреннего сгорания вследствие нагрева увеличиваются. Чтобы это не привело к поломкам, ускоренному износу, ухудшению характеристик силовых агрегатов, между некоторыми деталями на этапе конструирования создают тепловые зазоры. При разогреве мотора за счет расширения деталей они «выбираются» (поглощаются). Тем не менее по мере износа деталей их нагрева оказывается недостаточно для поглощения зазоров, что отрицательно сказывается на характеристиках двигателя.
Размеры деталей работающего двигателя внутреннего сгорания вследствие нагрева увеличиваются. — само по себе ничего страшного не привносит. Но, поскольку двигатель состоит из деталей, сделанных из разных материалов (чугун, сталь, аллюминий), у которых разные коэффициенты теплового расширения, то увеличиваются они в разной степени. Эту проблему отчасти и решают гидрокомпенсаторы.
Тепловой зазор в механизме привода клапанов напрямую влияет на работоспособность силового агрегата. Так как из-за износа деталей клапанные зазоры постоянно изменяются, еще в начале прошлого века в двигатель внедрили механизм их регулирования с помощью обычных гаечных ключей. Делать это следовало регулярно, а значит, повышалась трудоемкость техобслуживания и увеличивалась его стоимость. Гидрокомпенсаторы (ГК) позволяют избежать этих проблем. Они должны полностью поглощать зазоры между рабочими поверхностями распредвала и рокерами коромыслами, клапанами, штангами — независимо от температурного режима и степени износа деталей. Зазор в клапанном механизме может как увеличиваться так и уменьшаться в зависимости от конструкции ГРМ и применяемых материалов.
Гидрокомпенсаторы можно устанавливать на все типы газораспределительных механизмов (ГРМ) — с коромыслами, рычагами, штангами — и при любом расположении распредвала (верхнем или нижнем). В зависимости от конструкции ГРМ различают четыре базовых типа гидрокомпенсаторов: гидротолкатели; гидроопоры; гидроопоры, предназначенные для установки в рычаги или коромысла; роликовые гидротолкатели.
Гидрокомпенсатор в толкателе с верхним распредвалом работает следующим образом:
Кулачок распредвала, повернутый к толкателю тыльной стороной, не передает на него усилие, и плунжерная пружина свободно выдвигает плунжер из втулки, выбирая тем самым необходимый зазор. Образовавшаяся полость под плунжером, через шариковый клапан вбирает в себя масло. После того как масло заполнит полость, срабатывает шариковый клапан, который под действием своей пружины, закрывая появившуюся полость.
Поворачиваясь выпуклым профилем к толкателю, кулачок нажимает на него и перемещает его вниз. В течении этого воздействия гидравлический толкатель передает усилие на клапан как «жесткий» узел, так как обратный клапан закрыт, и масло в замкнутой полости не сжимается. Во время нижнего перемещение толкателя и плунжерной пары, небольшая часть масла выдавливается через зазоры из полости под плунжером. Длина гидрокомпенсатора незначительно уменьшается и образуется тепловой зазор между кулачком и толкателем. Ушедшее масло вновь восстанавливается из системы смазки двигателя.
Тепловое расширение деталей клапанного механизма приводит к изменению объема «восстанавливающей» порции масла и длину гидрокомпенсатора, то есть он автоматически восстанавливает зазор, как от теплового расширения материала, так и от естественного износа деталей газораспределительного механизма.
Гидравлические толкатели работают надежно лишь при применении масла высокого качества, сохраняющего при изменении температуры примерно постоянную вязкость.

Где: 1 — кулачок; 2 — плунжер; 3 — втулка плунжера; 4 — полость под плунжером; 5 — плунжерная пружина; 6 — пружина обратного клапана; 7 — фиксирующее кольцо; 8 — рычаг привода клапана; 9 — сливное отверстие.

Конструкция
Устройство и принцип работы гидрокомпенсатора рассмотрим на примере гидротолкателя, установленного в головке блока цилиндров. Остальные типы гидрокомпенсаторов хотя и отличаются по конструкции, но работают по тому же принципу. Гидротолкатель представляет собой корпус, внутри которого установлена подвижная плунжерная пара с шариковым клапаном. Корпус подвижен относительно направляющего седла, сделанного в головке блока цилиндров. Если ГК вмонтирован в рычаги привода клапанов (в рокеры или коромысла), его подвижной частью является только плунжер, выступающая часть которого выполнена в виде шаровой опоры или опорного башмака.
Основная часть ГК — плунжерная пара. Зазор между втулкой и плунжером составляет всего 5-8 мкм, что обеспечивает высокую герметичность соединения, при этом подвижность деталей сохраняется. В нижней части плунжера сделано отверстие для поступления масла, которое закрывается подпружиненным обратным шариковым клапаном. Между втулкой и плунжером установлена достаточно жесткая возвратная пружина.
Принцип действия
Когда кулачок распредвала расположен тыльной стороной к корпусу толкателя, внешней сжимающей нагрузки нет и между корпусом и кулачком холодного двигателя имеется зазор. Возвратная пружина выталкивает плунжер до тех пор, пока этот зазор не будет «выбран» — уменьшен практически до нуля. Одновременно масло из системы смазки двигателя через шариковый клапан и перепускной канал поступает во внутреннюю полость плунжера и заполняет ее.
По мере того, как вал поворачивается, кулачок начинает давить на корпус толкателя и перемещает его вниз, перекрывая масляные каналы — системы смазки двигателя и перепускной канал. Шариковый клапан при этом закрывается, и давление масла под плунжером увеличивается. Так как жидкость несжимаема, плунжерная пара начинает работать как жесткая опора, передавая усилие кулачка на шток клапана двигателя.
Хотя зазор в плунжерной паре очень мал, немного масла все же продавливается обратно через технологический зазор между плунжером и втулкой, поэтому толкатель опускается («проседает») на 10-50 мкм. Величина «просадки» зависит от оборотов вращения коленвала двигателя. Если они увеличиваются, за счет уменьшения времени нажатия на корпус гидротолкателя снижаются утечки масла из-под плунжера.
Образование зазора при сходе кулачка с толкателя исключается благодаря действию возвратной пружины плунжера и давлению масла в системе смазки двигателя. Таким образом, гидрокомпенсатор обеспечивает отсутствие зазоров — за счет постоянной жесткой связи между элементами ГРМ. Из-за нагревания двигателя длина деталей самого гидрокомпенсатора несколько меняется, но он автоматически компенсирует и эти изменения.
Плюсы и минусы
Внедрение ГК позволило избежать регулировки зазоров клапанного механизма и сделать его работу более «мягкой»; уменьшить ударные нагрузки, то есть снизить износ деталей ГРМ и исключить повышенную шумность двигателя; более точно соблюдать длительность фаз газораспределения, что положительно сказывается на сохранности двигателя, его мощности и расходе топлива.
При всех своих преимуществах гидрокомпенсаторы обладают и недостатками, а двигатели, оборудованные ими, — некоторыми особенностями эксплуатации. Один из конструкционных недостатков простых гидрокомпенсаторов проявляется в некачественной работе холодного двигателя в первые секунды пуска, когда давление масла в системе смазки отсутствует или оно минимально.
Основные причины выхода из строя гидрокомпенсатора (ГК) — загрязнение масляных каналов двигателя и износ рабочих поверхностей обратного клапана и плунжерной пары, изготовленных с высокой степенью точности. К загрязнению приводит использование несоответствующего масла, несоблюдение сроков его замены или неисправность масляного фильтра, пропускающего грязное масло через перепускной клапан.
При увеличении посадочного зазора в плунжерной паре повышается утечка масла из камеры высокого давления. Гидрокомпенсатор теряет «жесткость», поэтому эффективность передачи усилия кулачка на стержень клапана ГРМ снижается. То же самое происходит при износе обратного клапана камеры высокого давления. Неисправности системы смазки двигателя замедляют наполнение ГК маслом и не позволяют поглощать зазоры в ГРМ.
Внутренний объем ГК должен быть заполнен маслом. Пустой или частично заполненный («завоздушенный») гидрокомпенсатор не выполняет своего основного назначения — устранения зазоров в деталях ГРМ. В результате возникают ударные нагрузки, которые проявляются характерным стуком. Это приводит к ускоренному износу деталей ГРМ и ухудшению работы мотора. Поломкам способствует и попадание в ГК с маслом частиц изношенных деталей: узел может заклинить. В зависимости от того, в каком положении это произошло, в ГРМ либо появятся большие зазоры, либо клапаны окажутся «зажатыми» (возрастает нагрузка на распредвал, падает мощность и т.д.).

Чтобы избежать этого, необходимо:
* контролировать и поддерживать внутреннюю чистоту двигателя — проводить смену масла и масляного фильтра в сроки, рекомендованные автопроизводителем, с понижающим коэффициентом 0,6 — 0,9, учитывающим условия эксплуатации машины;
* промывать двигатель перед очередной сменой масла, используя медленно действующие промывки «на пробег». При загрязнении внутренних поверхностей двигателя (что обнаруживается, например, при снятии кожуха ГРМ) быстродействующие средства промывки применять не рекомендуется, так как отслоившиеся куски грязи с потоком масла могут попасть во внутренние полости компенсаторов и вывести их из строя.
Необходимо знать, что малые зазоры между подвижными элементами гидрокомпенсатора обуславливают применение в двигателе маловязких масел высокого качества — синтетических или полусинтетических (SAE 0W40, 5W40, 10W30 и др.). Использовать минеральные масла (например, SAE 15W40) из-за их повышенной вязкости и склонности к смолистым отложениям не рекомендуется.

Диагностика и замена
При выходе из строя одного или нескольких ГК появляется стук, похожий на клапанный. Этот звук хорошо распространяется в металле, поэтому для определения неисправного гидрокомпенсатора применяют фонендоскоп. Аналог этого прибора можно изготовить и самостоятельно из стального стержня длиной около 700 мм и диаметром 5-6 мм. На один торец стержня крепится жестяная банка из-под пива с обрезанным верхом, а на его середину — деревянная ручка. Приложив ухо к банке и поочередно приставляя свободный торец «фонендоскопа» к головке блока в зоне каждого компенсатора, на слух определяют неисправный по усиленному стуку. «Подозрительный» ГК следует демонтировать и проверить.
Извлечь ГК из седла можно с помощью магнита. Если это не удается (ГК «прикипел» или заклинил), его извлекают съемником, предварительно приварив к нему тягу с крюком. Некоторые гидрокомпенсаторы поддаются разборке, что позволяет определить степень износа внутренних деталей. Разборку следует производить с особой аккуратностью, чтобы не повредить поверхности сопряженных элементов.
Гидроопоры разбираются после снятия стопорного кольца; внутренние детали гидротолкателя «вытряхивают», аккуратно постукивая его корпусом о металлическую поверхность. Загрязненный компенсатор промывают в ацетоне или в другом растворителе.
Визуальный осмотр позволяет обнаружить внешние повреждения торцевой поверхности гидрокомпенсатора, подвергающейся нагрузкам (выбоины, царапины или задиры). В процессе эксплуатации на ней может образоваться даже углубление.
Существует еще один простой и действенный способ контроля состояния демонтированного ГК: после заполнения маслом он не должен сжиматься при прикладывании усилия рук. В противном случае он неисправен и подлежит замене. Работоспособный ГК, сжатый в струбцине, оказывает значительное сопротивление и незначительно уменьшает длину только через 20-30 сек.
Секреты установки
Для нормального функционирования ГРМ с гидрокомпенсаторами (после их замены) следует соблюдать определенные правила:
* новые ГК на заводе-изготовителе заполняются консервирующим масляным составом, который при установке удалять не нужно. После запуска мотора этот состав без каких-либо последствий смешивается с маслом из системы смазки двигателя;
* не следует устанавливать в ГРМ пустые гидрокомпенсаторы, «завоздушенность» которых образовалась вследствие разборки и промывки. Сначала их нужно заполнить маслом. Несоблюдение этого правила может привести к появлению значительных ударных нагрузок, особенно при первом пуске двигателя (пока «прокачается» система смазки);
* после установки ГК на двигатель рекомендуется 5-7 раз провернуть коленвал за храповик ключом и перед первым пуском мотора выждать 10-15 мин. Это необходимо для того, чтобы под давлением кулачков распредвала плунжерные пары нагруженных компенсаторов заняли рабочее положение;
* при ремонте и замене ГК нужно промыть масляную систему, заменить масляный фильтр, залить в двигатель свежее масло. Вращая коленвал, можно визуально проверить поступление масла через масляные каналы к установочным седлам (при извлеченных гидрокомпенсаторах);
* в ходе ремонта двигателя автомобиля с пробегом свыше 150-200 тыс. км гидрокомпенсаторы зазоров клапанов желательно заменить (при таком пробеге, как правило, они выходят из строя). Использование некачественных масел и несоблюдение сроков их замены может вдвое уменьшить срок службы ГК;
* при наличии одного или нескольких неисправных гидрокомпенсаторов менять желательно весь комплект, иначе скоро придется повторно вскрывать ГРМ для ремонта.
Прокачка гидрокомпенсаторов
При определенных условиях эксплуатации автомобиля (длительные перерывы в работе, износ плунжерных пар ГК) может произойти частичное вытекание масла из гидрокомпенсаторов (завоздушивание). Это проявляется стуками в приводе ГРМ прогретого двигателя.
Удалить воздух из компенсаторов можно следующим образом: сначала следует дать двигателю поработать 2-3 мин. при постоянных оборотах (2-2,5 тыс. об/мин), затем при переменных (2-3 тыс. об/мин), а после этого 30-50 сек на холостых. Шумы в ГРМ должны исчезнуть, но если они сохраняются, весь цикл повторяется, иногда — несколько раз. Если это не поможет, следует искать неисправные ГК и причину их выхода из строя.

Виды, устройство и принцип работы гидрокомпенсаторов клапанов

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.

1. Устройство гидрокомпенсатора
2. Принцип работы
3. Виды гидрокомпенсаторов
4. Преимущества и недостатки
5. Основные неисправности, возможные причины и замена

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.

Различные 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:

• корпус;
• плунжер (плунжерная пара);
• втулка плунжера;
• пружина плунжера;
• клапан плунжера (шарик).

Устройство гидрокомпенсатора

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.

Работа 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.

Виды 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.

Варианты 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 системы смазки. Если залить некачественное масло, то это может напрямую сказаться на их работе.

Основные неисправности, возможные причины и замена

Появившийся стук говорит о неисправностях в газораспределительном механизме. Если стоят гидрокомпенсаторы, то причина может быть в них:

• Неисправность самих гидротолкателей: выход из строя плунжерной пары или заклинивание плунжеров, заклинивание шарикового клапана, естественный износ.
• Низкое давление масла в системе.
• Засорение масляных каналов в головке блока цилиндров;
• Попадание воздуха в систему смазки.

Определить неисправный компенсатор зазора обычному автолюбителю бывает достаточно трудно. Для этого, например, можно воспользоваться автомобильным стетоскопом. Достаточно прослушать каждый гидрокомпенсатор, чтобы определить неисправный по характерному стуку.

Также работоспособность гидрокомпенсаторов можно проверить, если удастся снять их с двигателя. В заполненном состоянии они не должны сжиматься. Некоторые виды можно разобрать и определить степень износа внутренних деталей.

Некачественное масло приводит к засорению масляных каналов. Исправить это можно путем замены самого масла, масляного фильтра и промывки гидрокомпенсаторов. Промыть можно специальными жидкостями, ацетоном или высокооктановым бензином. Если дело в масле, то это должно помочь устранить стук.

Специалисты рекомендуют менять не отдельные компенсаторы, а сразу все. Делать это нужно после 150-200 тысяч километров пробега. На такой дистанции они подвергаются естественному износу.

При замене гидравлических компенсаторов зазора нужно соблюдать некоторые нюансы:

• Новые гидротолкатели уже заполнены масляным составом. Удалять это масло не нужно. Масло смешивается в системе смазки, и воздух не попадет в систему.
• Нельзя ставить “пустые” компенсаторы (без масла) после промывки или разборки. Так в систему попадает воздух.
• После установки новых гидрокомпенсаторов рекомендуется несколько раз провернуть коленчатый вал. Это делается для того, чтобы плунжерные пары пришли в рабочее состояние, и повысилось давление.
• После замены гидротолкателей рекомендуется поменять масло и фильтр.

Чтобы гидрокомпенсаторы доставляли как можно меньше проблем при эксплуатации, нужно использовать качественное моторное масло, которое рекомендуется в руководстве по эксплуатации автомобиля. Также необходимо соблюдать регламент замены масла и фильтра. Соблюдая эти правила, гидравлические компенсаторы прослужат долго.

Гидрокомпенсаторы

Двигатель во время работы нагревается, что приводит к естественному расширению металлических деталей. Конструкторы учитывают данную особенность и поэтому оставляют специальные тепловые зазоры. Однако, еще одной особенностью двигателя является постепенный износ деталей, соответственно зазоры расширяются и мы наблюдаем такие негативные моменты, как уменьшение мощности, снижение компрессии, повышенный расход масла и топлива, постепенное разрушение деталей двигателя.

Важным элементом любого бензинового двигателя внутреннего сгорания является газо-распределительный механизм.

Его основные элементы:

• распределительный вал с проточенными на нем кулачками;
• впускные и выпускные клапаны;
• толкатели клапанов;
• шкив распредвала (приводит вал во вращение благодаря ремню ГРМ).

Мы перечислили только основные элементы, в действительности же их больше. Сама суть работы ГРМ сводится к тому, чтобы распредвал вращался синхронно с коленчатым валом, кулачки попеременно давили на толкатели (или коромысла), а те в свою очередь приводили в движение клапаны.

Со временем между рабочими поверхностями распредвала, толкателями (или коромыслами в V-образных двигателях) образуются зазоры. Чтобы их компенсировать, раньше применяли простой режим регулировки с помощью специальных меток и гаечных ключей. Регулировать зазоры приходилось буквально каждые 10-15 тысяч км.

На сегодняшний день такая проблема практически отпала благодаря изобретению и широкому применению гидрокомпенсаторов.

Устройство и принцип действия гидрокомпенсатора

Есть несколько базовых видов гидрокомпенсаторов, предназначенных для работы с разными типами ГРМ (с толкателями, коромыслами или нижней установкой распредвала). Но само устройство и принцип действия в основном одинаковые.

Основные элементы гидрокомпенсатора:

• плунжерная пара (шарик, пружина, втулка плунжера);
• канал для поступления масла внутрь компенсатора;
• корпус.

Компенсатор устанавливается в головку блока цилиндров в специально отведенное место. Есть также возможность установить их и на более старые типы двигателей, в которых их установка не предусматривалась.

Принцип работы достаточно простой. Кулачок распредвала имеет неправильную форму. Когда он не давит на толкатель, зазор между ними увеличивается. В этот момент плунжерная пружина давит на клапан плунжера и внутрь компенсатора поступает масло из системы смазки, рабочая часть компенсатора немного приподнимается, приводит в движение толкатель и зазор между кулачком и толкателем исчезает.

Когда же распредвал делает оборот и кулачок начинает производить нагрузку на толкатель, рабочая часть гидрокомпенсатора начинает опускаться до тех пор, пока не перекроется канал поступления масла. Соответственно давление внутри компенсатора увеличивается и передается на шток клапана двигателя.

Таким образом благодаря компенсаторам обеспечивается отсутствие зазоров. Если еще представить, что все это происходит на огромной скорости — до 6 тысяч оборотов в минуту — то невольно возникает восхищение, что такое простое изобретение смогло раз и навсегда положить конец проблеме зазоров в клапанном механизме.

Именно благодаря внедрению гидрокомпенсаторов удалось достичь таких преимуществ новых двигателей перед старыми:

• отпала необходимость постоянно регулировать зазоры клапанов;
• работа двигателя стала более мягкой и тихой;
• уменьшилось количество ударных нагрузок на клапаны и распредвал.

Небольшим недостатком от применения гидрокомпенсаторов является характерный стук, который можно услышать в первые секунды запуска неразогретого двигателя. Это происходит из-за того, что давление масла в системе недостаточное, а нужные показатели давления достигаются тогда, когда масло разогревается до определенной температуры и расширяется, заполняя внутренние полости компенсаторов.

Основные проблемы гидрокомпенсаторов

Стоит отметить, что плунжерная пара компенсатора — это весьма точное устройство. Зазор между втулкой и плунжером составляет несколько микрон. К тому же и масловыводящий канал тоже очень небольшого диаметра. Поэтому данные механизмы очень чувствительны к качеству масла. Они начинают стучать и выходить из строя, если заливать в двигатель некачественное масло, или если в нем очень много шлака, грязи, песка и так далее.

Если в системе смазки двигателя есть недочеты, то масло не сможет поступать в компенсаторы, а от этого они будут перегреваться и быстрее выходить из строя.

Специалисты автомобильного портала vodi.su обращает ваше внимание на то, что если в двигателе установлены гидрокомпенсаторы, то заливать в него масла высокой вязкости, например минеральное 15W40, не рекомендуется.

При установке или замене компенсаторов позаботьтесь, чтобы они были заполнены маслом. Обычно они поставляются уже заполненными. Если же внутри будет воздух, то могут возникнуть воздушные пробки и механизм не сможет выполнять поставленные задачи.

Если автомобиль долго стоял без работы, может происходить утечка масла из компенсаторов. В таком случае нужно их прокачать: дать поработать двигателю на постоянных оборотах, затем на переменных, а после этого на холостых — масло поступит в компенсаторы.

На этом видео специалист расскажет об устройстве и принципах работы гидрокомпенсаторов.

Устройство и принцип работы гидрокомпенсаторов

Гидрокомпенсаторы достаточно давно заняли твердую позицию среди основных деталей в двигателе современного автомобиля. В конце прошлого века, автоинженеры стремились к разработке технологичных и экономичных моторов автомобилей, обладающих хорошими тяговыми характеристиками на средних оборотах. И гидрокомпенсаторы при технологичных инженерных изысканиях того времени пришлись очень кстати. Принцип работы гидрокомпенсаторов достаточно прост — при помощи плунжерной пары, пружины и давления масла регулируется зазор между профилем распределительного вала и клапаном ГРМ. Соответственно, находясь между клапаном и распредвалом, гидрокомпенсатор меняет свою высоту и воздействует на степень открытия/закрытия клапана в зависимости от условий работы мотора.

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.

Конструкция механических толкателей, распространенная в то время, постепенно начала выходить из обихода. Обусловлено это следующими моментами:
— стандартный механический толкатель требует постоянного внимания и регулировки;
— механизм ГРМ с механическими толкателями производит больше шума, по сравнению с гидротолкателями.

Пришедшие на смену стандартным толкателям гидрокомпенсаторы, намного лучше подошли для использования в двигателях утилитарных автомобилей. Как известно, при повседневной эксплуатации машины в типовых задачах, «рабочие» обороты редко превышают отметку в 3500 оборотов на тахометре. Поэтому для подобных режимов работы (и даже вплоть до 5000), использование «гидриков» в механизме ГРМ полностью оправдывает себя ввиду тихой работы
и отсутствия необходимости в обслуживании.

Однако не всё так гладко: про «крутибельность» силового агрегата на оборотах выше 6000 лучше позабыть. Гидроопоры попросту не успевают справляться со своей основной задачей при работе на высоких оборотах, из-за чего они быстро выходят из строя и начинают стучать.

Как работают гидрокомпенсаторы

Устройство гидрокомпенсатора (гидроопоры) представляет собой металлическую конструкцию цилиндрической формы. С внешней стороны компенсаторы не имеют каких-либо характерных элементов (за исключением компенсаторов роликового типа).

Весь механизм данной детали как раз кроется внутри: там находится подпружиненный плунжер и его клапан (шарик), отдельная пружина этого узла (плунжерной пары), а для работоспособности компенсатора в нем присутствует специальный канал, по которому подводится масло из ГБЦ. Также во внутренней части имеется специальная компенсационная емкость, где скапливается масло в момент нажатия кулачком распредвала на компенсатор. Данная компенсационная емкость выступает в роли своеобразного накопителя и работает как демпфер.

В ситуациях, когда кулачок распредительного вала не давит на гидрокомпенсатор, соприкосновение компенсатора с распредвалом осуществляется за счёт работы пружины и плунжерной пары. Демпфер наполнен маслом, но этого количества недостаточно для работы плунжерной пары. Масляный канал в компенсаторе закрыт, а давление внутри не превышает такую отметку, чтобы произошло давление на клапан ГРМ.

Внешняя же часть компенсатора соприкасается с профилем (кулачком) распределительного вала и постоянно перемещается, таким образом определяется момент и время на которое клапан будет открыт. В момент работы, кулачок распредвала давит на тело компенсатора, тем самым преодолевая усилие от пружины и плунжерной пары, и, открывая масляный канал, необходимый для работы плунжерной пары. Таким образом, при надавливании кулачка распредвала на компенсатор, происходит поступление масла в компенсатор, повышение давления в нём и его работа — открытие клапана ГРМ в нужный момент. Плунжерная пара же выступает регулятором и сразу же после прохождения кулачком вала определенной точки — начинает «стравливать» лишнее масло обратно в систему. В итоге за счёт работы плунжерной пары, разницы давления и теплового расширения металлов, обеспечивается подбор необходимого зазора и прижим компенсатора к распределительному валу.

Разновидности гидрокомпенсаторов

По принципу работы все типы компенсаторов одинаковы, но по конструкции они различаются. Самые распространенные в данный момент — гидротолкатели с плоским внешним подпятником под кулачок распредвала. Чуть менее распространенные — роликовые толкатели, встречаются они в основном на силовых агрегатов японского производства.

К более архаичным вариантам можно отнести гидроопоры в разном исполнении:
— под стандартное верхнеклапанное исполнение;
— под установку в рычаги/коромысла.

Неисправности

Нередко водители современных автомобилей, оснащенных моторами с гидротолкателями, сталкиваются с проблемами стучащих компенсаторов. Обычно подобные неисправности появляются на пробегах свыше 40 000км или больше. Почему стучат гидрокомпенсаторы? Причин для появления злополучного цокота может быть много, разберем их по порядку.

1. Использование низкокачественного масла. и/или несвоевременная замена ГСМ.

При заливке в мотор дешевых и некачественных масел, детали гидрокомпенсаторы подвергаются преждевременному износу: засоряются масляные каналы и клапан компенсатора (шарик), из-за чего компенсатор не полностью закрывается. Кроме того, при низкокачественном масле и неправильной работе плунжерной пары, часто происходят утечки масла и неправильный выбор зазора.

1. Несвоевременная замена ГСМ.

Редкая смена моторного масла также является одной из причин стука компенсаторов. Масло потерявшее свои рабочие свойства склонно к пригоранию и закоксовыванию, из-за чего отложения на стенках каналов мешают нормальному проходу и оттоку масла от компенсаторов.

1. Недостаточное количество масла в системе.

Автовладельцам не стоит забывать, что необходимо постоянно следить за уровнем масла в двигателе посредством щупа, причем делать это рекомендуется при каждом открытии капота, благо эта процедура по времени не занимает больше двух минут. Поэтому при появлении цокота из под клапанной крышки в первую очередь следует проверить уровень масла.

Разные модели силовых агрегатов имеют свои типичные «болячки», одна из таковых — утечки масла. И если подобные конструктивные недостатки в современных моделях двигателей можно встретить крайне редко, то проблемы с расходниками встречаются гораздо чаще.
Использование неоригинальных или некачественных сальников и прокладок способно спровоцировать течи масла и понижение общего давления масла. Поэтому не стоит удивляться, если при «запотевшей» крышке ГБЦ или при подтеках на блоке цилиндров, начнут стучать компенсаторы.
Кроме текущих сальников и прокладок проблемным местом также может быть неисправный масляный фильтр, из-за которого падает давление в системе и масло плохо поступает в колодцы для компенсаторов.

1. Поломки компенсаторов.

Выход из строя компенсаторов на иностранных автомобилях — явление не частое, но при эксплуатации в условиях стран РФ и СНГ всё-таки случается. Основных причин здесь две:
— некачественные ГСМ (поддельное или дешевое масло, низкооктановый бензин со вредными присадками и т.д);
— дешевый (ненадежный) производитель самих компенсаторов.

Использование низкокачественных ГСМ ведет к тому, что элементы гидротолкателей со временем попросту выходят из строя:
— заклинивает плунжерная пара;
— выходит из строя пружина плунжера.

1. Естественный износ.

При большом пробеге гидротолкателей (свыше 60 000 — 70 000 км) внутренние части компенсатора изнашиваются, в следствие чего появляются утечки масла из внутренней полости детали. Также на таких пробегах не редки случаи с подклиниванием плунжерной пары из-за чего часто возникает паразитный цокот.

Преимущества и недостатки

Конструкция механизма газораспределения с применением гидротолкателей имеет свои неоспоримые преимущества, такие как:
— длительный ресурс работы;
— отсутствие необходимости в обслуживании;
— тишина при работе (по сравнению с толкателями).

Недостатки гидрокомпенсаторов:
— высокая стоимость деталей (по сравнению с классическими толкателями);
— сложная конструкция и как следствие — меньшая надежность;
— требуют использования качественного масла.

О холодном пуске замолвите слово

Многие автовладельцы часто жалуются на то, что во время запуска двигателя машины в зимний период возникает характерный цокот гидрокомпенсаторов. Возникновение этого паразитного стука при запуске мотора «на холодную» — распространенная ситуация, обусловленная следующими моментами:
— использование масла повышенной вязкости;
— запуск двигателя без предварительного подогрева (в теплом гараже, либо за счёт предпускового подогревателя);
— запуск машины при отрицательных температурах (ниже -10-15 градусов).

Использование масла с высокой вязкостью при отрицательных температурах ведет к тому, что коленчатому валу, намного сложнее проворачивать мотор. Вторичный вал и привод дополнительных агрегатов страдают этой же проблемой, поэтому вязкое масло при запуске двигателя достаточно долго разжижается и доходит до компенсаторов.

В случае, если парковать автомобиль в теплом гараже нет возможности, то следует использовать предпусковые обогреватели двигателей и заливать масло с низкой степенью вязкости. Также не лишним будет потратить чуть больше времени на прогрев мотора, а после начала движения — избегать сильных нагрузок до тех пор, пока ДВС не выйдет на свою «рабочую» температуру.

Понравилась статья? Поделитесь в соц. сетях:

Принцип работы гидрокомпенсатора

Не нужно быть особенно опытным специалистом в области регулировки газораспределительного механизма для того, чтобы на слух отличить работу Жигулей от Самар. Если старый фиатовский мотор запущен и не обслужен, а регулировки двигателя выполняются от случая к случаю, то работу мотора классических ВАЗ можно спутать с небольшим тракторным дизелем. По крайней мере, на слух. Зазоры — это основной источник шума, а влияют они не только на акустический комфорт, но и на работу мотора в первую очередь.

Зачем нужен гидрокомпенсатор

В старых Жигулях шумит обычно привод газораспределительного механизма и изношенные детали. Шум может проявляться периодически и пропадать после прогрева мотора, а это уже явный признак того, что с тепловыми зазорами в головке блока цилиндров не все в порядке.

В принципе, какие проблемы, отрегулировали зазоры и поехали дальше, но конструкция газораспределительного механизма со времени появления двигателя Фиат 124 в конце 50-х годов ушла далеко вперед, а конструкторская муза озарила КБ АвтоВАЗа только в 80-е года, через полвека после того, как во всем мире уже активно использовались гидрокомпенсаторы.

Из истории гидрокомпенсатора

Гидрокомпенсаторный механизм был запатентован еще в 20-х годах прошлого века в США, откуда, собственно, и исходят все свежие автомобильные напасти. Работу двигателя Кадиллака модели 462 с мотором V16 можно было отличить от любого другого автомобиля по небывало низкому уровню шума. Именно в этой машине в 32-м году впервые в мире были установлены гидрокомпенсаторы теплового зазора клапанного механизма.

Особого распространения они, однако, не получили. В то время не слишком много внимания уделялось как акустическому комфорту, так и точности проведения регулировок и доводок ДВС, поэтому излишнее удорожание конструкции автомобильного двигателя производители считали не первостепенной задачей. Все американские автомобили массово перешли на гидрокомпенсаторы уже в 60-е годы. Только в 80-х годах массово на немецких моделях и на Фордах, собираемых за океаном, стали применяться гидрокомпенсаторы, а японцы подхватили эту идею со свойственным им самурайским энтузиазмом и с тех пор ни один автомобиль в мире не обходится без этого устройства.

Как работает гидрокомпенсатор

Головка блока цилиндров работает в кошмарных условиях. Это и неравномерность прогрева деталей, связанная с применением разных по структуре металлов, и недостаток смазки, и высочайшие нагрузки, и постоянные тепловые перепады и расширения. Поэтому приходилось постоянно регулировать клапанный механизм, чтобы компенсировать тепловой зазор между клапаном и кулачком распредвала, грубо говоря.

Механизм гидрокомпенсатора выполняет эту работу за нас. Благодаря плунжерному устройству, принцип работы гидрокомпенсатора совершенно не влияет на характеристики двигателя, а заключается он в следующем. Плунжерная пара, которая заполнена маслом, полностью компенсирует тепловой зазор между кулачком распредвала и клапаном, а регулируется этот зазор обычным давлением масла, поступающим в плунжер по специальному масляному каналу. Устройство нескольких вариантов гидрокомпенсатора мы привели на схемах, но принцип работы и их обслуживание общие для всех.

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.

Устройство и конструкция системы гидрокомпенсации зазора

Сам принцип работы устройства основан на свойствах моторного масла — высокому сопротивлению на сжатие. Именно благодаря несжимаемости масла и появилась возможность автоматически выбирать зазор при помощи регуляторного шарикового клапана с пружиной и подачей масла по каналу маслопровода в головке блока. Когда кулачок распредвала повернут к толкателю тыльной стороной, пружина подводит толкатель практически впритык к кулачку. Как только распредвал проворачивается рабочей поверхностью к толкателю и опускает его, компенсатор открывает клапан. В это время подача масла в плунжер прекращается, так как масляный канал перекрывается самим корпусом компенсатора, как показано на рисунке.

Поскольку масло не сжимается, а объем его в плунжерной паре уже постоянный, то усилие полностью передается на клапан. Когда вал с кулачком начинают проворачиваться, компенсатор поднимается и позволяет закрываться клапану двигателя. В это время масло по каналу снова начинает поступать в плунжерную пару, практически полностью выбирая тепловой зазор, каким бы он ни был. Простое и эффективное устройство, но требующее определенного ухода и обслуживания.

Регулировка клапанов газель бизнес 4216 с гидрокомпенсаторами

Рейтинг: 3.5; Голоса: 2 Регулировка клапанов газель бизнес 4216 с гидрокомпенсаторами
Салим Хамидов: Несколько раз делал клапана по этому видео. Снимал коромысло, брал в руки гидрокомпенсатор, аха, не нажимается, значит заклинило. Зажимаю в тисках выдавливаю масло и увсе порядок, гидрик нажимается. Значит не зря не разобрал коромысло. Так бы наверно и делал каждый раз, пока не понял, конечно, гидрик не будет нажиматься. Там же внутри масло (смотрите на 7. 42 минуте) поэтому он не нажимается, в отличие когда гидрик новый и внутри нет масла (6. 20 мин.
Дата: 2019-06-26

← Быстрая проверка ГЕНЕРАТОРА не устанавливая на авто

ГАЗЕЛЬ быстрая замена сайлентблоков не снимая рессору →

Что скрывают объявления: находим следы ДТП по фото

Остался на МАЗе работать на току. Акрос-530 трещит по швам. Горох подходит к концу.

Toyota Land Cruiser 200 — Что ты купишь за 1. 6 млн?

Я ОБАЛДЕЛА от НОВОГО Рено Каптюр. Турбо и вариатор от Аркана. Renault Kaptur. Убийца Креты и Лады?

Даф в Сервисе, Почему Стартер не крутил! Ласточка будет летать)Подчинили

Автоматическая Парковка С Шлагбаумом, Отработка Габаритов

Комментарии и отзывы:

Себастьен Перейра Автор элементарно не понимает принципа работы гидрокомпенсатора. А зачем вообще их(гидрокомпенсаторы) снимать и сжимать(читай выгонять из них масло-абсолютно ненужное действие и трата времени? :)регулируй и всё, а лишнее масло гидрик сам потом выгонит или заполнится, если нужно, и никакого зажатия клапана не произойдёт, как тут вещает автор, всё это чушь и безграмотность элементарная и непонимание принципа работы гидрокомпенсатора)короче, автор сам не допонимает что делает, не хочу сказать, что он совсем безграмотен, но пробелы в знаниях есть, нужно ему теорию подтянуть, да и вреда своими такими действиями он двигателю не принесет, просто время лишнее потратит, а время-деньги на работе, как известно. Гидрокомпенсатор если не сжимается-это хорошо, значит он исправен(за очень, очень, очень редким исключением)и просто заполнен маслом, а автор зачем-то выгоняет из него масло в тисках)как тут в комментариях правильно сказали-колхоз и безграмотность и больше ничего)Гидрик будет как раз неисправен, если он при работе не будет держать масло(ну это так, по-простому) и вот тогда-то и будет отчётливо слышен стук клапана при работе двигателя, что и происходит кратковременно при запуске двигателя, пока гидрокомпенсаторы не заполнились, что автор и упоминает в конце видео, просто если гидрику кирдык этот звук не пропадёт, а будет постоянным. Автор, по-моему, как бы это помягче сказать-перемудрил со знаниями)Учиться, учиться и ещё раз учиться, чтобы потом не позориться своими знаниями на весь тырнет и не пудрить мозги другим, которым лень самим поискать информацию)Как сказал М. Горький: Любите книгу-источник знаний

Dmitri Klimov Очень нужное видео. Спасибо. Встречал такое на некоторых американских двигателях именно с нижневальной конструкцией ГРМ. Видимо особенность механизма со штангами: -)Первый лет надцать назад. Собрали какой то GM мотор толь v6 толь v8, заводим, а он коптит, колбасит нормально не работает. Стали репу чесать. Нашли книгу дремучую где был такой же или почти такой же мотор там вычитали про такую вот регулировку. Пустые гидрики и определённое кол-во оборотов и о чудо движрк запелМораль. Учите. мат. часть. Думаю эту процедуру надо после обкатки один раз сделать и потом надооолго хватит При своевременном то и хорошем масле.

Антон Саранчуков Я в расстройствах, небыло печали пока не полез. 40 тысяч пробегу, мотор евотеч (тот же 4216) отрегулировал по вашей инструкции — появился сильный металический стук, будто вкладыш провернутый, только более звонко. Несколько гидриков сжимал тисками, а из других спустил масло скрепкой, вставляя в отверстие. Может я не в том положении регулировку делал, уже незнаю даже. Второй раз когда переделывал, выставил 1й поршень в верхнее положение. Провернул колено на 360, и поршень первого целиндра сново в верхнем положении. Что за хрень, может на 180 надо крутить?

игорь Sytnkov Добрый день. очень полезное и понятное видио но у меня не получилось настроить компенсаторы. Я делаю примерно 0. 75 оборота и начинает нажиматься пружина клапана т. е. клапан начинает открываться. Причем эта проблемма на всех клапанах. Предыдущий хозяин зачем то снял внутренние пружины клапанов. Правельно ли он сделал? И почему на больших оборотах (при езде по трассе) постоянно начинает тарахтеть один клапан при чем каждый раз разный компенсатор проседает. Компенсаторы и менял местами и новый комплект покупал. Зарание спасибо за ответ

Дарья Краснова Denis Legostaev подскажите пожалуйста, отрегулировал всё как в вашем видео, но клапана стали немного стучать на 2-5 т- оборотах на 4 передаче при подъеме в гору. До регулировки сильно стучали на 2 и 3 передаче. Езжу пока на бензине газпром, масло BIZOL пробег 10 тысяч газель соболь В целом улучшилась тяга после вашей регулировки, но немного смущает постукивание, стоит ли устранять этот стук или нет? Или может убрать гидрокомпенсаторы и поставить обычные?

Елена Повы Денис, вопрос от чайника, нигде информации не могу найти. Через сколько км. пробега необходимо регулировать клапана с гидрокомпенсаторами, необходимо ли регулировать их в целях профилактики. Регулируют ли клапана при замене шестерни? Дилер утверждает что это обязательно. И еще один вопрос: При замене прокладки поддона какие манипуляции необходимы. Есть ли видео по замене прокладки поддона УМЗ4216 евро4.

дима 96 у меня на нексте тоже стоят такие же гидрики. беда в том что 3-4 гидрика стучат, иногда парочка. сейчас на горячую 2стучат. пробовал регулировать. вобщем снимаешь косячный гидрик он заклинивший, его значит разшевелишь все нормально нанимается в руках, как только поставить, заведешь он опять заклинивает в сжатом положении и так остаётся. вопрос что делать. или менять на новые или тупо поставить простые штанги.

Андрей Евтеев Решил отрегулировать и вот с чем столкнулся. При сдавливании гидрика начинает открыватся клапан, затем под действием пружины клапан возвращается на место, штанга с небольшим натягом прокручивается, т. е. пружина выдавила из гидрика масло как я понимаю. Вопрос-это считается правильной регулировкой или необходимо самому сначала стравить масло, а затем регулировать?

Как проверить и разрядить гидрокомпенсатор

Для того чтобы гидрокомпенсаторы не создавали проблем, необходимо следовать простым правилам:

1. Двигатель должен быть максимально чистым. Мы имеем в виду не блестящую крышку фильтра, а чистое масло, чистые фильтры, своевременная их замена и применение только сертифицированного, дорогого, качественного масла.
2. Промывать двигатель после замены масла, но не быстродействующими ракетными присадками. Это только будет способствовать закоксовыванию технологических зазоров в гидрокомпенсаторах.
3. При появлении стуков в компенсаторах, необходимо знать, как разрядить гидрокомпенсатор. То есть, стравить воздух, удалить воздушную пробку, которая может образоваться при установке. Это можно сделать при помощи простой струбцины — перед установкой нужно заполнить компенсатор маслом и струбциной сжать его до полного выхода воздуха.