Гидрокомпенсаторы или толкатели что лучше: что лучше, плюсы и минусы, в чем отличия

Содержание

Что лучше: гидрокомпенсаторы или толкатели клапанов

Содержание

Одной из актуальных проблем современных автомобильных двигателей является так называемый тепловой зазор. Он образуется между каждым из клапанов и кулачков на распределительном валу. Чтобы мотор выдавал максимальное КПД, необходимо полное отсутствие теплового зазора, однако в реальности этого не бывает.

Тепловой зазор и принцип работы механического толкателя

Во время работы автомобильного мотора происходит расширение металлов, тепловой зазор так или иначе возникает. Чем больше прижимаются друг к другу работающие металлические части, тем больше вероятность их заклинивания. Чтобы этого не допустить, принудительно создаётся такое расстояние, которое на холодном двигателе довольно велико, но при нагревании на горячем будет стремиться к минимуму. Чтобы устранить эту проблему, конструкторы придумали деталь под названием гидрокомпенсатор — она пришла на смену традиционному толкателю.

Главная цель, ради которой устанавливается толкатель, — уменьшить износ точек соприкосновения верхнего штока клапана с одной стороны и кулачка распредвала – с другой. Для этого толкатель изготавливают с большим диаметром по сравнению с диаметром штока. Обычно эта величина колеблется в диапазоне от 25 до 40 мм. Обязательно необходимо контролировать и регулировать их не реже, чем через 120 тысяч пройденных километров.

Достоинства и недостатки механического толкателя

Толкатели имеют цилиндрическую форму и могут быть либо разборными, либо цельнометаллическими. В старых версиях их конструкции были оснащены коромыслами.

Основные преимущества, благодаря которым регуляторы механического типа долгое время выпускались и продолжают устанавливаться в современные двигатели:

  • простота их конструкции;
  • нечастая необходимость регулировки;
  • легко установить шайбу нужной высоты;
  • благодаря простому устройству толкателя и его головки вероятность поломки значительно сокращается;
  • толкатели в эксплуатации неприхотливы к качеству масла;
  • невысокая стоимость по сравнению с гидрокомпенсаторами;
  • способность нормально функционировать даже в силовых агрегатах с нагаром на стенках цилиндров.

Однако механические толкатели несовершенны — их главные недостатки сводятся к следующим качествам:

  • без периодической регулировки начинают стучать;
  • регулировка усложняется необходимостью снятия крышки клапанов. Придётся обращаться за помощью к специалистам;
  • корректировать тепловой зазор обязательно требуется в ручном режиме. Без этого работа мотора будет ухудшаться.

Устройство и принцип работы гидрокомпенсатора

Устройство большинства известных современных гидрокомпенсаторов является практически идентичным. Как всегда, это металлический корпус, внутрь которого производитель помещает плунжерную пару. Она оснащается так называемым «шариковым» клапаном. Компенсатор может быть установлен в привод клапанов — в этой ситуации движущим элементом является только сам плунжер.

Необходимо обеспечить высокую герметичность узла и подвижность его элементов. Для этого делают совсем крохотный зазор между втулкой и плунжером. Последний может выталкиваться пружиной до практически полной ликвидации зазора. В этом случае масло перетекает во внутреннюю полость, заполняя её. Постоянная жёсткая связь гидротолкателя с другими деталями газораспределительного механизма приводит к отсутствию зазоров. Сам толкатель компенсирует своей конструкцией даже изменение длины собственных деталей.

Принцип работы гидрокомпенсаторов, в отличие от толкателей, сводится к определённому порядку действий. Вначале кулачок смотрит на толкатель своей обратной стороной. Усилие не передаётся, а плунжерная пружина самостоятельно определяет размер необходимого зазора. Как только полость будет заполнена маслом, произойдёт срабатывание шарикового клапана и закрытие полости.

Кулачок разворачивается уже другим профилем, нажимает на толкатель и движет его вниз. Обратный клапан закрыт, но сжатия масла не происходит. Небольшой его объём выдавливается сквозь предназначенные для этого зазоры. Происходит уменьшение длины гидрокомпенсатора с образованием зазора между толкателем и кулачком. Количество масла снова восстанавливается до прежнего уровня.

Такое периодическое тепловое расширение деталей в пределах узла клапанов вызывает изменения объёма масла и длины гидрокомпенстора. В этом они отличаются от толкателей. Восстановление зазора происходит автоматически, в том числе и вследствие естественного износа толщины деталей ГРМ. Для корректной работы регуляторов зазора гидравлического принципа действия необходимо высокое качество смазки.

Плюсы и минусы толкателей с гидрокомпенсацией

Многие водители, которые не знакомы досконально с особенностями работы ГРМ, не могут определиться, что лучше: толкатели или гидрокомпенсаторы нового принципа действия. На самом деле их внедрение дало целый ряд преимуществ:

  • отпала необходимость в частой регулировке клапанов, а работа узла в целом стала более корректной и плавной;
  • в результате внедрения этой детали удалось добиться снижения износа остальных элементов ГРМ;
  • работа силового агрегата стала менее шумной;
  • изменилась длительность газораспределительных фаз;
  • оптимизировалась мощность мотора и потреблением им горючего.

Нельзя не упомянуть о ряде недостатков в работе гидрокомпенсаторов, вызванных особенностями их эксплуатации. При запуске холодного мотора давление масла в системе находится на минимальном уровне — из-за этого толкатели гидравлического типа могут работать неустойчиво. Они также способны и сами выйти из строя, если сильно загрязняются масляные каналы. К тому же самому результату приводит пользование некачественным маслом или загрязнение масляного фильтра.

Если посадочный зазор увеличен больше необходимой величины, масло из камеры уходит повышенными темпами. Компенсаторы начинают терять необходимую жесткость. Уменьшается усилие, передаваемое кулачком на клапан. Эти и другие отличия гидрокомпенсаторов приводят к ситуации, когда зазор не выбирается автоматически так, как следует.

Если они не будут заполнены маслом или, наоборот, завоздушены, то основную функцию не смогут выполнять эффективно. Как следствие, водитель может слушать ударные нагрузки и характерные стуки двигателя. В итоге ускоряется износ элементов ГРМ, а показатели работы мотора ухудшаются. Вот почему необходимо уделить повышенное внимание количеству смазки в системе и своевременной её замене.

Самые популярные

Загрузить больше

Интересное

Отличие толкателя клапана с гидрокомпенсатором от обычного толкателя

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.

Чем хороши гидрокомпенсаторы и почему многие от них отказываются?

    Главная
  • Статьи
  • Прошла любовь: чем хороши гидрокомпенсаторы и почему многие от них отказываются

Автор: Михаил Баландин

Было время, когда наличие гидрокомпенсаторов в моторе считалось признаком лакшери: у наших Лад, Жигулей и Москвичей их не было никогда, и самостоятельная регулировка клапанов (точнее, их тепловых зазоров) на «шестёрке» была той работой, которую мог выполнить в гараже любой настоящий мужик. А потом появились иномарки, и отечественные водители узнали про существование «гидриков». Массово с ними познакомились с появлением Нексий: у этой самой доступной иномарки гидрокомпенсаторы были. А вот у её главного конкурента в середине нулевых – Логана – зазоры регулировались почти так же, как на Жигулях.

 

Казалось, что установка гидрокомпенсаторов – процесс настолько позитивный, что назад пути не будет. Однако нет. Они есть далеко не везде, и создаётся впечатление, что в современных моторах им не место. Почему так получилось?

«Потому что тишина должна быть»

Как известно, тепловые зазоры клапанов существуют для того, чтобы компенсировать тепловое расширение металла при его нагреве. Именно поэтому, кстати, регулируют зазоры на полностью остывшем моторе. На горячем моторе этих зазоров просто нет (на тёплом они есть, но меньше, чем на холодном). Речь идёт о сотых долях миллиметра, поэтому соблюдение технологии при регулировке зазоров – это очень важно.

Регулировка может быть разной. Где-то достаточно вставить между толкателем и кулачком распредвала щуп и покрутить ключиками две гайки, где-то после замера зазоров надо подбирать новые толкатели или регулировочные шайбы. Первый путь – самый простой, но и регулировка по такому принципу обычно требуется чаще более дорогого и сложного подбора шайб или толкателей. В общем, либо регулировать зазоры приходилось довольно часто, либо – не слишком дёшево. Хотелось придумать какую-то систему, которая избавит от этой процедуры навсегда. И тогда появились гидрокомпенсаторы.

Устройство у них не слишком сложное: внутри корпуса стоит плунжер, поршень с обратным клапаном (обычно простой металлический шарик) и возвратная пружина, которая толкает плунжер. Принцип работы «гидрика» тоже не самый сложный. Когда кулачок распредвала от него отвёрнут (то есть не давит на него), пружина выталкивает плунжер, и в полость под ним набирается масло. Забор масла идёт до тех пор, пока плунжер движется, то есть до тех пор, пока не исчезнет зазор между кулачком распредвала и гидрокомпенсатором. Как только зазор выбран, шарик запирает клапан. В этот момент компенсатор сжиматься не способен, и кулачок вала начинает толкать через него шток клапана. Процессы повторяются с каждым оборотом распредвала.

Это – самая простая схема. Бывает, конечно, что «гидрики» меняют место своего положения. В нижневальных моторах гидрокомпенсаторы стоят под рычагами и коромыслами и работают в положении «вверх ногами» – кулачки распредвала толкают их снизу. Для нас это в некоторым смысле экзотика: подавляющее большинство машин на наших дорогах ездят с моторами, в которых распредвалы стоят сверху. Впрочем, сути это не меняет, и принцип работы у всех компенсаторов один. 

Вроде бы всё просто, зато какой эффект! Точнее, несколько эффектов.

Самый заметный и важный для владельца автомобиля – это заметно более тихая работа мотора. Действительно, гидрокомпенсаторы способны практически полностью уничтожить основной источник шума под клапанной крышкой – тепловые зазоры клапанов. Как бы ни старались инженеры, а зазоры всё равно со временем меняются, что ведёт к росту шума из-под клапанной крышки. И в любом случае эти зазоры есть, а значит, есть и шум.

Второе преимущество гидрокомпенсаторов – это их способность подстраиваться под естественный износ некоторых деталей. То есть они сами выбирают образующийся со временем ненужный зазор в механизме. И это тоже приводит к снижению шума, а ещё – и к некоторому положительному влиянию на ресурс ГРМ. Например, с ними не так быстро изнашиваются кулачки распредвалов (если, конечно, гидрокомпенсаторы стоят исправные, а не заклинившие).

Ну и последнее – это отсутствие необходимости регулярной проверки тепловых зазоров клапанов и их периодической регулировки. С этим гидрокомпенсаторы успешно справляются сами.

Вроде бы плюсов много. К сожалению, минусы тоже есть.

Лучшая деталь – отсутствующая

Несмотря на то что польза от компенсаторов несомненно есть, вместе с этой пользой появляются и некоторые сложности. Как ни крути, а рабочее тело гидрокомпенсаторов – это масло. И если с ним что-то идёт не так, работать они не будут.

И вот тут начинаются сложности. Низкое давление – не работают, забитые каналы ГБЦ – не работают, некачественное или старое масло – не работают. Даже упущенный уровень масла приведёт к тому, что в ГБЦ появится неприятный шум. 

Кстати, с маслом и гидрокомпенсаторами связана история, которая наглядно иллюстрирует ситуацию. В фордовских моторах Zetec-E, которые стояли на первых Ford Escort и на Ford Mondeo, были гидрокомпенсаторы. Но с появлением первого поколения Фокусов, где стояли эти же моторы, гидрокомпенсаторы из них вытащили и поставили толкатели (причём даже без регулировочных шайб, хотя на европейских Фокусах они были). Почему? Да потому что в США эти Фокусы стоили копейки (ладно – центы), покупала их голь перекатная, а к обслуживанию относились соответственно американскому менталитету и собственному статуту – кое-как. И гидрокомпенсаторы в моторах, в которых по 30-40 тысяч километров не меняли масло, жить никак не хотели. Так что качество масла для машин с этими деталями – не пустой звук.

Второй момент – это наличие пусть и простенького, но механизма внутри «гидрика». Со временем он изнашивается (хуже ходят подвижные части, залипает шарик клапана, появляются не предусмотренные конструкцией зазоры, меняет характеристики пружина плунжера). В этом случае он либо клинит, либо не запирает внутри себя масло. Плохо и то, и другое. В первом случае он стремительно сжирает кулачки распредвала, во втором – начинает стучать (и тоже убивает распредвал), а в самых запущенных случаях не может нормально двигать клапан, постепенно «отключая» цилиндр.

И ещё один недостаток моторов с гидрокомпенсаторами – это повышенный шум сразу после пуска мотора. В первые секунды им тяжело наполняться густым маслом, и в момент этого переходного процесса сразу после пуска они могут здорово бренчать. Впрочем, если сами они исправны и нет проблем с качеством масла и его давлением, шум быстро проходит.

Как проверить?

Вот тут сейчас будет очень коротко и грустно: качественно проверить «гидрики» можно только после их снятия. Можно, конечно, послушать работу мотора (лучше стетоскопом) и проверить, нет ли подозрительного стука под клапанной крышкой над одним из цилиндров. Если звук локализован чётко, вероятность неисправности гидрокомпенсатора очень высокая. Правда, тут возникает множество вопросов: стучит ли он из-за износа или недостатка давления масла, в каком состоянии находятся масляные каналы ГБЦ, нет ли износа кулачка распредвала, а если есть, то по какой причине этот износ начался? И в конце концов всё равно придётся вытаскивать «гидрики».

Дальше всё намного проще: заполненный маслом гидрокомпенсатор сжиматься не должен, пустой – должен. Если пустой «гидрик» не сжимается, он заклинил, если сжимается полный – износился плунжерный механизм.

Иногда компенсаторы ремонтируют. Разбирают, хорошо промывают, затем собирают заново. В зависимости от особенностей конструкции «гидрика» (не все они хорошо поддаются разборке, а главное – сборке), эта операция может привести к успеху. Но чаще всё-таки приходится покупать новые гидрокомпенсаторы. 

Не думаю, что кто-то из читателей захочет их менять своими руками (это довольно хлопотно, хотя не очень сложно), поэтому на этом вопросе останавливаться не буду. Но замечу, что ваш покорный слуга на восьмиклапанном моторе менял их прямо во дворе, хотя иногда при этом позволял себе немного сквернословия. Но не будем о грустном и перейдём к более интересному вопросу: почему многие считают, что эпоха «гидриков» заканчивается?

Быстрее, выше и ниже

Говорить о том, что гидрокомпенсаторов скоро не будет совсем, преждевременно. Тем не менее такая тенденция есть. И виновата в этом, как ни странно, та же экология.

Какие системы мы привыкли видеть в самых эффективных (а значит, и экологичных) моторах? В первую очередь – систему изменения высоты поднятия клапана. Конечно, уже почти у всех есть системы изменения фаз, но наиболее простым и популярным системам с гидравлическими фазовращателями наличие «гидриков» не мешает. А вот системам изменения поднятия клапанов оно иногда мешает существенно. И, по большому счёту, гидрокомпенсаторы там уже и не всегда нужны. Так зачем делать мотор сложнее и дороже?

Второй фактор – это наличие инертности. Как бы быстро ни работали «гидрики», им требуется время для набора и выпуска масла. Поэтому в некоторых моторах, особенно оборотистых, их не жалуют совсем. Например, в двигателях Honda, где они пропали в первую очередь на моторах с системой VTEC. Система и без того сложная, так что проще вернуть в регламент регулировку клапанов каждые 40 тысяч.

Есть ещё и другие факторы. Если у Жигулей можно было крутить клапаны каждые 20 тысяч, современные технологии позволяют сделать эту операцию необходимой раз в 90 тысяч. А так как в среднем гарантия на мотор у нас составляет не более 150 тысяч, то запариваться с «гидриками» смысла нет. Шум? Нестрашно – моторные отсеки, в отличие от арок, сейчас пытаются звукоизолировать более-менее качественно. 

И последнее – это неизбежный рост стоимости мотора с «гидриками». Даже самые бюджетные машины с рядными «четвёрками» сейчас 16-клапанные, так что такой мотор будет заметно дороже и тяжелее. А зачем, если ему отмеряют на заводе всего 150 тысяч пробега? И так пойдёт, без лишних деталей.

Получается, что в дорогих моторах клапанный механизм и без того слишком дорогой и сложный, а в недорогих «гидрики» ставить просто не хочется. Однако это не значит, что от них скоро все откажутся. Скорее всего, пока ДВС не умрут под натиском электрожужжалок, в некоторой их части компенсаторы будут стоять до последнего.

Опрос

Ваш мотор — с гидрокомпенсаторами?

Всего голосов:

практика ремонт и обслуживание

 

Новые статьи

Статьи / Популярные вопросы Изменения в ПДД для электросамокатов от 6 октября 2022: что изменилось и когда вступает в силу Недавно мы рассказывали о том, какие требования есть в действующих ПДД для тех, кто ездит на электросамокатах, и отмечали несовершенство законодательства. Ведь водители большинства мощных э… 354 1 1 12.10.2022

Статьи / Авто с пробегом 5 причин покупать и не покупать Toyota Fortuner II «Безупречный автомобиль», «феноменальная проходимость», «подвеска трясучая, руль жесткий, двигатель внутри мычит, как бизон», «огромные просчеты в плане комфорта», «комфортный красавец», «оч.

.. 3932 2 1 09.10.2022

Статьи / Практика Зри в шкворень: что такое шкворневая подвеска, как ее обслуживать и зачем шприцевать Слово «шкворень» сегодня кому-то кажется таким же архаизмом, как «зипун», «ендова» и «батог». На самом деле это не так: шкворни еще не покинули нас, и вполне вероятно, что некоторым придется… 1492 7 0 07.10.2022

Популярные тест-драйвы

Тест-драйвы / Тест-драйв Haval Dargo против Mitsubishi Outlander: собака лает, чужестранец идет В дилерском центре Haval на юге Москвы жизнь кипит: покупатели разглядывают машины, общаются с менеджерами и подписывают какие-то бумаги. Пока я ждал выдачи тестового Dargo, такой же кроссов… 13129 7 170 13.09.2022

Тест-драйвы / Тест-драйв Мотор от Mercedes, эмблема от Renault, сборка от Dacia: тест-драйв европейского Logan 1,0 Казалось бы, что нового можно рассказать про Renault Logan второго поколения, известный каждому российскому таксисту, что называется, вдоль и поперёк? Однако конкретно в этом автомобиле есть… 11462 10 41 13.08.2022

Тест-драйвы / Тест-драйв Geely Coolray против Haval Jolion: бесплатный сыр? Если бы! Хотите купить сегодня  машину с полноценной гарантией, в кредит по адекватной ставке, без диких дилерских накруток? Сейчас это та еще задачка, ведь полноценную цепочку «представительство – з. .. 8391 25 30 10.08.2022

Толкатели и подъемники — Журнал изготовителей двигателей

Толкатели и подъемники взаимодействуют с распределительным валом и коромыслами, открывая клапаны двигателя. Эта базовая установка мало изменилась с первых дней двигателей с толкателями. Единственным существенным изменением в этих компонентах стали роликовые подъемники, заменяющие подъемники с плоским дном на двигателях последних моделей. Несмотря на это, все еще существует рынок плоскодонных подъемников для старых дорожных двигателей и двигателей с круговыми гусеницами (включая NASCAR). Рынок толкателей также сокращается, но до его исчезновения в ближайшее время еще далеко. Один местный поставщик толкателей, с которым мы говорили, сказал, что в настоящее время он производит 62 миллиона толкателей в год для всего, от мотоциклов до легковых автомобилей, легких грузовиков и дизелей.

Щелкните здесь, чтобы узнать больше

Толкатели оригинального оборудования не сильно изменились, но на вторичном рынке растет спрос на более прочные и жесткие толкатели для высокопроизводительных двигателей. Стандартным толкателям приходится иметь дело только с относительно легкими пружинными нагрузками (менее 200 фунтов) и более низкими оборотами двигателя (менее 6000 об/мин). Для сравнения, толкатели в высокопроизводительных двигателях могут преодолевать давление пружины в 800 фунтов. или выше, а частота вращения двигателя до 9500 об/мин. Это совершенно другая рабочая среда, требующая гораздо большей прочности и жесткости.

Цельные толкатели из хромомолибденовой стали 4130 уже давно являются стандартом для повышения производительности клапанного механизма. Этот материал имеет предел прочности на растяжение, который колеблется от 140 000 до 240 000 фунтов на квадратный дюйм в зависимости от термической обработки, которую он получает. Но в настоящее время вы можете получить толкатели 4130, 4135, 4140 или даже биметаллические толкатели с алюминиевым внутренним вкладышем, который добавляет усиление при небольшом увеличении веса. Толкатели, изготовленные из хромомолибденовой стали 4140, могут обеспечить прочность на разрыв до 275 000 фунтов на квадратный дюйм при правильной термообработке.

Толщина стенки толкателя от 0,080 дюйма до 0,188 дюйма также доступна сегодня для мощных двигателей, которым требуется повышенная жесткость. Для некоторых дрэг-рейсингов Top Fuel даже доступны сплошные толкатели (коромысла смазываются другим способом).

Также доступны толкатели большего диаметра для уменьшения гибкости и повышения прочности. Толкатели стандартного размера диаметром 5/16″ и 3/8″ могут быть заменены толкателями 7/16″, 1/2″, 9/16″ и даже 5/8″, если это позволяют зазоры. Большинство гонщиков на кольцевых трассах ограничены максимальным диаметром толкателя 7/16 дюйма, но многие гонщики теперь используют в своих двигателях толкатели большего диаметра от 1/2 дюйма до 5/8 дюйма. Большинство используют прямые трубы, но другие используют конические толкатели, чтобы увеличить прочность и жесткость в критической нижней части, где нагрузка максимальна. 0003

Для повышения производительности многие производители двигателей предпочитают использовать цельные толкатели, а не трехкомпонентные толкатели с приваренными концами. Концы цельного толкателя обработаны на станке с ЧПУ, чтобы соответствовать углублениям в коромысле и подъемнике. Он работает так же, как сварной стальной шар, но увеличивает стоимость.

Закаленный шарик на конце стандартного трехсекционного толкателя или даже хромомолибденового толкателя может сломаться в условиях гонок. Но есть альтернативы использованию более дорогого цельного толкателя. Один поставщик сказал, что он изменил способ приваривания шарика из закаленной стали к концу толкателя. Вместо того, чтобы просто отрезать трубку и приварить к ней шар, они теперь скругляют конец трубки, чтобы он соответствовал окружности шара. В результате получается сварной шов, площадь контакта которого увеличена примерно на 300 процентов, а прочность на сдвиг повышается до 12 000 фунтов на квадратный дюйм, что примерно в три раза прочнее, чем раньше, при незначительном увеличении стоимости.

Другой поставщик толкателей заявил, что переходит на новый процесс бесцентрового шлифования для окончательной обработки своих толкателей, в результате чего толкатели получаются гораздо более прямыми. Новые толкатели будут доступны примерно в начале 2008 г. с шагом 0,050 дюйма для всех популярных применений.

Насколько важен вес? клапанный механизм и снижает давление пружины, необходимое для управления клапаном на высоких оборотах. Но, как узнали гонщики, вес гораздо более важен со стороны клапана коромысла, чем со стороны толкателя. Почему? Из-за эффекта рычага коромысла рука

Если бы коромысло имело прямое соотношение 1 к 1 без умножения подъемной силы, любое увеличение веса по обе стороны от коромысла имело бы тот же эффект. Но большинство рокеров имеют коэффициент подъемной силы 1,5, 1,6, 1,7 или даже выше. Это означает, что клапанный конец коромысла проходит гораздо дальше по вертикали, чем конец толкателя. Рычажный эффект передаточного отношения коромысла умножает силу, действующую на пружину, когда она отталкивает толкатель обратно вниз, чтобы подъемник не соскочил с выступа кулачка. Так что, если толкатель немного тяжелее, но намного жестче, это на самом деле ничего не повредит. На самом деле, это действительно помогает увеличить мощность на высоких оборотах, уменьшая изгиб толкателя и гармоники клапанного механизма, которые могут вызывать дребезг и плавание клапанов.

Многие моторостроители говорят, что они добились увеличения мощности на динамометрическом стенде на 15-25 лошадиных сил, просто заменив толкатели в двигателе на более прочную и жесткую конструкцию. Другие находят еще большую мощность, играя с длиной толкателя и различными соотношениями и стилями коромысла.

Увеличение передаточного числа увеличивает мощность с небольшими потерями или без потери крутящего момента на низких оборотах, качества холостого хода или вакуума. Открывая и закрывая клапаны с большей скоростью, двигатель пропускает больше воздуха за то же количество градусов продолжительности работы клапана. Коромысел с большим подъемом также уменьшает величину хода подъемника, необходимого для открытия клапанов, что уменьшает трение и инерцию толкателей и толкателей, которые должны преодолеваться пружинами клапана для закрытия клапанов.

С другой стороны, увеличение передаточного числа коромысел также увеличивает усилие, необходимое для открытия клапанов из-за эффекта рычага. Чем выше передаточное отношение коромысла, тем большее усилие должны прикладывать распределительный вал, подъемники и толкатели, чтобы открыть клапаны, и тем прочнее должны быть толкатели, чтобы они не изгибались. Вот почему сегодня все требуют более прочных и жестких толкателей.

Многие поставщики толкателей предлагают изготовленные на заказ толкатели специальной длины, диаметра или материалов. Заказ набора нестандартных толкателей может быть единственным способом выжать из двигателя немного больше лошадиных сил, но они недешевы. Набор толкателей, изготовленных на заказ, может стоить от 50 до 60 долларов или больше каждый!

Отделка толкателя также может различаться в зависимости от поставщика и суммы, которую вы готовы заплатить. Некоторые поставщики полируют свои толкатели, чтобы придать им красивый хромированный вид. Другие могут наносить специальные покрытия для уменьшения трения в двигателях, в которых используются направляющие пластины толкателя. Один поставщик сказал, что он проверяет каждый толкатель, который он производит для приложений NASCAR, с помощью магнитопорошкового контроля в качестве окончательной проверки контроля качества.

Длина толкателя

Длина толкателя зависит от множества факторов: базовой окружности распределительного вала (для более высоких подъемных кулачков с переточенными базовыми окружностями меньшего диаметра потребуются более длинные толкатели), а также от высоты и расположения толкателей. ; смещены или центрированы ли чашки толкателя в подъемниках; расположение чашек толкателей или регулировочных винтов в коромыслах; геометрия коромысел и соотношение коромысел; установленная высота клапанов; и насколько головки цилиндров или блок были фрезерованы.

С таким количеством переменных важно получить толкатели правильной длины, чтобы кончики коромыслов правильно располагались на вершинах штоков клапанов. Если толкатели слишком короткие, коромысла могут оказывать боковое давление на штоки клапана, толкая клапан в открытое положение. Это может увеличить трение, износ штока клапана и направляющей, а также увеличить риск поломки штока клапана. Если толкатели слишком длинные, витки пружины клапана могут выйти из нижней части и заклинить при максимальном подъеме клапана, что приведет к повреждению клапанного механизма (как правило, это погнутый толкатель).

Большинство профессиональных моторостроителей знают, как измерить длину толкателя и как определить правильную длину толкателя для данной комбинации распределительного вала, головки блока цилиндров и клапанного механизма. Доступны толкатели регулируемой длины, чтобы сделать работу относительно легкой, при условии, что вы знаете, где и как измерять.

Для определения нужной длины в двигатель устанавливается регулируемый толкатель. Затем длину толкателя регулируют таким образом, чтобы ролик на конце коромысла находился точно над центром штока клапана, когда коромысло находится на полпути своего максимального подъема. Также важно убедиться, что все штоки клапанов установлены на одинаковой высоте, чтобы для каждого цилиндра можно было использовать толкатель одинаковой длины. Если высота клапана различается, каждый толкатель должен быть измерен отдельно для каждого клапана.

Для толкателей с шариками на обоих концах длина может быть общей длиной толкателя от конца до конца или «теоретической длиной» толкателя (которая измеряется так, как если бы смазочные отверстия не были в шариках). Для определения теоретической длины необходимо использовать специальный датчик, который компенсирует смазочное отверстие, или оценить, насколько смазочное отверстие уменьшает радиус на каждом конце толкателя.

Общая длина толкателей с чашкой на верхнем конце может быть измерена от начала до конца, или вы можете использовать «эффективную длину», которая представляет собой общую длину толкателя за вычетом глубины чашки на один конец. Это можно сделать, поместив шарик в чашку, измерив общую длину толкателя с установленным шариком, а затем вычтя диаметр шарика.

Какой бы метод вы ни использовали, убедитесь, что ваш поставщик толкателей знает, как вы измеряете длину толкателей, чтобы вы могли получить от них толкатели нужной длины. Вам также может понадобиться обсудить давление пружины и соотношение коромысла, чтобы определить, какая жесткость необходима для того, чтобы выдерживать нагрузку.

Lifter Lowdown

Технология изготовления плоских толкателей за последние годы не сильно изменилась, но в последнее время возрос интерес к покрытиям, снижающим трение, чтобы свести к минимуму риск преждевременного выхода из строя кулачка. Азотирование придает подъемникам твердость и износостойкость.

По словам производителей двигателей, одной из самых больших проблем, с которыми они столкнулись при работе с некоторыми подъемниками с плоским дном, является плохая отделка нижней части подъемника. Покрытие может быть слишком шероховатым, недостаточно твердым или иметь недостаточную выпуклость для вращения подъемника. Плоские подъемники не совсем плоские в нижней части, а имеют небольшую конусность, что можно увидеть, положив их на плоскую поверхность и слегка покачивая подъемник из стороны в сторону.

Одним из ключей к правильному вращению толкателя является правильное совмещение отверстий толкателя с кулачками на распределительном валу. Один из поставщиков недавно представил новый инструмент для разметки, который может помочь производителям двигателей точно определить выравнивание подъемника. Инструмент имеет остроконечную нейлоновую палочку на дне, которая оставляет небольшую отметку на выступе кулачка. Затем кулачок можно вытащить, чтобы увидеть, где находится центр подъемника по отношению к выступу кулачка. В идеале центр подъемника должен находиться примерно на 20 % «в гору» от центра сужающегося кулачка для оптимального вращения. Если подъемник находится на нижней стороне центра кулачка, он не будет вращаться и, вероятно, уничтожит кулачок, что приведет к преждевременному выходу кулачка из строя. Комплект прокладок, который устанавливается за кулачковым механизмом, можно использовать для перемещения кулачка вперед или назад в блоке, чтобы исправить любую несоосность с толкателями.

Еще одна проблема, связанная с толкателями с плоским дном, — обеспечить достаточное количество смазки для выступов кулачка. Смазка разбрызгиванием может подойти для стандартного двигателя с низкими оборотами и пружинами стандартных клапанов, но в высокоскоростном двигателе с жесткими клапанными пружинами между толкателями и кулачками кулачка возникает большое давление. Вырезав небольшую канавку в отверстиях подъемника, масло может стекать вниз и смазывать кулачки кулачка. Один поставщик подъемника на вторичном рынке также продает подъемник с небольшим отверстием на лицевой стороне, которое помогает смазывать кулачок.

За некоторыми исключениями, в большинстве последних моделей двигателей с толкателями используются роликовые подъемники вместо подъемников с плоским дном. Роликовые подъемники обеспечивают значительное снижение трения, а также обеспечивают более крутые лепестки и более высокую скорость открытия и закрытия клапана, чем подъемники с плоским дном. Более того, роликовые подъемники уменьшают износ кулачков до такой степени, что кулачки просто не изнашиваются, в отличие от чугунных плоских кулачков подъемника, выступы которых часто закругляются. Компромиссы, однако, заключаются в более высокой стоимости, большем весе и повышенном риске отказа подъемника из-за выхода из строя подшипников качения.

Наиболее важной частью роликового подъемника является роликовый подшипник. Если игольчатые подшипники не идеально подобраны по размеру, самый большой из них будет нести большую часть нагрузки и в конечном итоге выйдет из строя. Один из поставщиков сказал, что размер своих игольчатых подшипников измеряется с точностью до микрона и тщательно подбирает все игольчатые подшипники, чтобы повысить долговечность своих роликовых подъемников.

Твердые или гидравлические подъемники?

Гидравлические подъемники, плоскодонные или роликовые, подходят для дорожных двигателей, обороты которых не превышают 6000 об/мин. Выше определенной точки подъемник не может справиться с давлением пружины и падает. С другой стороны, гидравлические подъемники хороши для уличных двигателей, потому что они используют давление масла для поддержания зазора клапана. Это обеспечивает бесшумность двигателя и устраняет необходимость в постоянной регулировке зазоров.

Твердые подъемники, плоскодонные или роликовые, обычно предпочтительны для гонок, если только это не запрещено правилами. Твердый подъемник является жестким, без масляной полости или подпружиненного плунжера под толкателем. Поскольку у него нет «уступки», он не может компенсировать клапанный зазор и требует регулировки коромысла, чтобы установить правильный клапанный зазор. Это создает шумный клапанный механизм, но также позволяет гонщику «настроить» свой двигатель, изменив регулировку зазоров для большего или меньшего подъема клапана и продолжительности. Твердый подъемник также может выдерживать столько оборотов, сколько могут выдержать клапанные пружины, поэтому они используются в большинстве высокооборотных двигателей с толкателями.

Что касается ремонта стандартных двигателей, затраты могут быть сведены к минимуму за счет восстановления, а не оригинальных толкателей. Реставрировать роликовые подъемники более экономично, чем заменять их новыми, но это не относится к подъемникам с плоским дном. Новые подъемники обычно можно купить дешевле, чем их ремонт.

Один из поставщиков восстановленных роликовых подъемников заявил, что у его клиентов меньше проблем с восстановленными подъемниками, чем с новыми. Существуют серьезные проблемы с качеством многих лифтеров, закупаемых за границей. «За последние четыре или пять лет в индустрии лифтов произошли большие потрясения», — сказал поставщик. «Многие люди на собственном горьком опыте усвоили, что более дешевые запчасти из-за рубежа не обязательно являются лучшими для покупки».

Подъемники, толкатели и пружины клапанов

Клапанный механизм является одним из наиболее важных компонентов в любом двигателе, будь то серийный или производительный. Толкатели, толкатели, коромысла и пружины должны быть достаточно прочными и жесткими, чтобы выдерживать нагрузки и обороты, с которыми столкнется двигатель, и они должны быть достаточно прочными, чтобы пройти дистанцию, будь то улица или гоночная трасса.

Нажмите здесь, чтобы узнать больше

Стандартные компоненты клапанного механизма предназначены для стандартных приложений и сборок. Для большинства применений это означает, что двигатель большую часть времени будет работать на низких оборотах и ​​при малой нагрузке, и его обороты не будут превышать заводскую красную черту (обычно от 6000 до 6500 об/мин). Поэтому, когда вы начинаете что-то модифицировать, динамика меняется. Установите более горячий кулачок с большим подъемом и продолжительностью для большей мощности, и вам также необходимо обновить пружины клапана и толкатели, чтобы выдерживать более высокие обороты двигателя и нагрузки.

По мере увеличения числа оборотов возрастает потребность в более жестких клапанных пружинах, более жестких толкателях и более легких компонентах клапанного механизма (клапаны, фиксаторы и коромысла). Если вы когда-нибудь смотрели на YouTube видео о толкателях под нагрузкой при высоких оборотах двигателя, вы знаете, как сильно они качаются и изгибаются. Это плохо для стабильности клапанного механизма, фаз газораспределения или стабильной мощности. Увеличение диаметра и/или толщины стенки толкателей делает их более прочными, жесткими и более устойчивыми.

Увеличение жесткости толкателей позволило производителям двигателей использовать более агрессивные профили кулачков с большей подъемной силой и/или длительностью.

По словам одного крупного поставщика распределительных валов, отклонение толкателя может уменьшить продолжительность работы кулачка на 20 градусов при более высоких оборотах двигателя, вызывая измеримую потерю мощности. Даже при более низких оборотах отклонение толкателя может уменьшить время работы кулачка на 5-10 градусов.

Усиление толкателей может помочь восстановить утраченную мощность и снизить риск изгиба толкателей. Как обнаружили некоторые производители двигателей, увеличение жесткости толкателей позволило им использовать более агрессивные профили кулачков с большей подъемной силой и/или длительностью.

ПРУЖИНЫ КЛАПАНОВ

То же самое может произойти с пружинами клапанов. Обычные одновитковые пружины клапанов могут дрожать, как желатин, из-за гармоник, которые приходят и уходят при различных оборотах двигателя. Двойные и тройные пружины более стабильны, потому что диаметры пружин разные, поэтому их гармоники разные. Тем не менее, управление клапанами и стабильность клапанного механизма могут пострадать при высоких оборотах в зависимости от того, как взаимодействуют гармоники между пружинами.

Ульевые и конические пружины клапанов, по сравнению с ними, обычно более стабильны и подвержены меньшему количеству гармоник благодаря конструкции этих пружин. Верхние витки меньше в диаметре, чем нижние витки, поэтому разные участки пружины резонируют на разных частотах. Результатом является более стабильная пружина и больший потенциал оборотов при меньшем натяжении пружины и меньшей нагрузке на клапанный механизм, толкатели и кулачок.

Двойные конические пружины также доступны для приложений с более высокими оборотами и для тех, кто хочет получить дополнительную страховку, которую предлагают двойные пружины. Если одна пружина сломается, вторая пружина предотвратит засасывание клапана в камеру сгорания.

Долговечность и долговечность пружин клапанов всегда важны для высокопроизводительного двигателя. Более высокие скорости и нагрузки сказываются на пружинах клапанов, и со временем пружины ослабевают и теряют натяжение. Наибольшую опасность представляет выход из строя пружины, который обычно начинается на микроскопическом уровне из-за крошечных дефектов в металлургии пружинной проволоки. Высококачественная проволока, а также то, как пружины изготавливаются, термообрабатываются (включая криогенную обработку), упрочняются и отделываются, имеют большое значение в том, как долго набор пружин будет сохранять свою упругость и прослужит в двигателе. Сообщается, что лучшая пружинная проволока поступает из Японии и Австрии, и, по словам тех, кто производит гоночные пружины, чем тверже сталь, тем лучше.

Какое натяжение пружины действительно необходимо двигателю для поддержания хорошего управления клапанным механизмом? Ответа достаточно, чтобы поддерживать управление клапаном в диапазоне оборотов двигателя. Более жесткие пружины увеличивают трение и сопротивление, а также нагрузку на коромысла, толкатели, толкатели и кулачки кулачков. Пружины должны быть достаточно жесткими, чтобы предотвратить всплывание клапана и предотвратить подпрыгивание клапанов при закрытии, но не более того. Использование чрезмерно жестких пружин приводит к потере мощности, создает дополнительную нагрузку на клапанный механизм и увеличивает риск его выхода из строя.

Прочность и долговечность клапанной пружины всегда важны для высокопроизводительного двигателя. Более высокие скорости и нагрузки сказываются на пружинах клапанов, и со временем пружины ослабевают и теряют натяжение.

Одинарные пружины от 80 до 90 фунтов. давления в седле обычно достаточно для типичного уличного двигателя SB Chevy с плоским толкателем 0,450-дюймового подъемного кулачка. Для более высоких оборотов уличного / полосового двигателя с плоским кулачком толкателя одинарные пружины с усилием от 100 до 120 фунтов. сиденья обычно достаточно, или от 105 до 140 фунтов пружин для гидравлического роликового кулачка.

На последних моделях двигателей Chevy LS стандартные клапанные пружины имеют усилие всего 105 фунтов. давления седла в закрытом состоянии и от 290 до 300 фунтов. открытым. Для сравнения, многие фрикционные двигатели ProStock работают с двойными или тройными пружинами с давлением в закрытом седле от 400 до 500 фунтов и давлением в открытом положении в диапазоне от 1350 до 1450 фунтов, что позволяет работать с частотой вращения двигателя 10 000 об / мин.

Лучший совет при выборе пружин клапана — следовать рекомендациям поставщика кулачков.

ПОДЪЕМ ТЯЖЕЛЫХ ГРУЗОВ

Все движения в клапанном механизме начинаются и заканчиваются распределительным валом. В двигателях с толкателями вращение кулачков под толкателями приводит в действие клапанный механизм. Самые высокие нагрузки от давления и трения, возникающие внутри двигателя с толкателем, возникают там, где толкатели контактируют с выступами кулачка. Кулачки с плоскими толкателями являются худшими, поэтому переход на роликовые кулачки и подъемники может значительно снизить трение при одновременном увеличении полезной мощности на маховике. Роликовые подъемники также могут обрабатывать более агрессивные выступы кулачка (более крутые и быстрые наклоны открытия), чем плоские кулачки толкателя, что также хорошо для большей мощности.

Для максимального снижения трения роликовое колесо в нижней части подъемника должно успевать за вращением кулачка. Игольчатые подшипники, расположенные внутри ролика, позволяют ему свободно вращаться и следовать за кулачком. Уменьшение трения может быть хорошим для маховика мощностью от 20 до 30 или более лошадиных сил. Однако, если ролики не могут идти в ногу с кулачком, подъемники будут действовать больше как плоские толкатели и будут тянуть, увеличивая трение и износ.

В последние годы несколько производителей клапанных механизмов вторичного рынка представили ролики с втулками в качестве альтернативы роликовым подъемникам с игольчатыми подшипниками. В роликах с игольчатыми подшипниками нагрузки клапанного механизма сосредоточены только на нескольких игольчатых подшипниках относительно небольшого диаметра. Если двигатель имеет чрезвычайно жесткие двойные или тройные пружины клапана, это может привести к перегрузке игольчатых подшипников и сокращению срока службы толкателей.

Замена отдельных игольчатых подшипников одной большой втулкой распределяет нагрузку по гораздо более широкой поверхности, позволяя подъемнику работать с более высокими нагрузками. Ролики с втулкой предназначены для гонок, а не для уличного использования. Однако для роликов с вкладышами требуется больший поток масла, чем для игольчатых подшипников, чтобы поддерживать масляную пленку во втулке ролика. Если он не получает достаточного количества масла, ролик может не вращаться свободно или достаточно быстро, чтобы не отставать от кулачка, в результате чего он будет тянуть и изнашивать рампу открытия на кулачке кулачка.

Представитель производителя, у которого мы взяли интервью для этой статьи, который производит роликовые подъемники обоих типов, сказал, что игольчатые подшипники очень надежны, а отказы случаются относительно редко. Но компания сталкивалась со случаями, когда некоторые ролики с втулками вызывали проблемы с износом кулачка.

Существует также тенденция к использованию роликов большего диаметра. Чем больше ролик в нижней части подъемника, тем шире площадь контакта между роликом и кулачком. Это помогает распределять нагрузки по большей площади, а также позволяет использовать более агрессивные кулачки для более быстрого открытия и закрытия клапанов для заданного подъема и продолжительности.

Для всех типов роликовых подъемников требуется механизм, удерживающий ролики на одной линии с кулачком. Если роликовый подъемник скручивается в своем отверстии, ролик будет тянуть, а не вращаться. Тяга, расположенная между соседними подъемниками, обычно используется для удержания роликов прямо. Но стяжка добавляет вес, потому что корпус подъемника должен быть несколько выше, чтобы прикрепить рычажный механизм. И если стяжка выйдет из строя, вы потеряете выравнивание.

Были введены различные типы систем выравнивания роликов для устранения перемычек между соседними подъемниками. Некоторые используют шпоночный паз из инструментальной стали для выравнивания толкателей в их отверстиях, в то время как другие используют «систему с роликовыми направляющими» со специальной втулкой отверстия подъемника.

В последние годы были введены различные типы систем выравнивания роликов, чтобы устранить тягу между соседними подъемниками. Некоторые используют шпоночный паз из инструментальной стали для выравнивания толкателей в их отверстиях, в то время как другие используют «систему направляющих роликов» со специальной втулкой отверстия подъемника, которая выравнивает ролик, чтобы предотвратить скручивание подъемников. Использование более коротких подъемников без тяг также устраняет проблемы помех, если используются толкатели большего диаметра.

ПРОБЛЕМЫ СМАЗКИ ПЛОСКИХ ТОЛКАТЕЛЕЙ

Что касается толкателей и кулачков с плоскими толкателями, всегда возникает проблема смазки, особенно с современными моторными маслами, которые содержат гораздо меньше противоизносной присадки ZDDP. ZDDP был снижен в моторных маслах, потому что цинк и фосфор могут сократить срок службы каталитических нейтрализаторов, особенно если двигатель сжигает масло. Двигатели последних моделей с роликовыми подъемниками не требуют такого количества противоизносной присадки ZDDP, как более старые двигатели с плоскими кулачками, поэтому они обычно могут обходиться стандартными или синтетическими моторными маслами. Но старые двигатели с плоскими толкателями с высоким коэффициентом трения имеют проблемы с кулачками и толкателями при работе на маслах с низким ZDDP.

Неисправности кулачков и толкателей больше беспокоят модифицированные двигатели, которые имеют более горячие кулачки и более жесткие пружины клапанов, чем стандартные двигатели. Поэтому для таких применений обязательно используйте добавку ZDDP или специально разработанное гоночное масло или масло для дорожных работ, которое содержит дополнительное количество ZDDP для защиты от износа.

Чтобы снизить риск поломки кулачка и подъемника, некоторые производители кулачков послепродажного обслуживания перешли на более твердые сплавы чугуна и улучшенную термообработку или даже на сердечники из инструментальной стали для повышения долговечности. Некоторые производители толкателей также добавили небольшое отверстие в нижней части своих толкателей для направления масла непосредственно к кулачку кулачка, или обработали несколько небольших плоских поверхностей по бокам корпуса подъемника, чтобы больше масла проходило через отверстие подъемника к кулачку кулачка.

ГЕОМЕТРИЯ ТОЛКАТЕЛЯ

Как мы уже упоминали ранее в этой статье, более жесткие и прочные толкатели необходимы для всех применений с высокими характеристиками из-за более высоких оборотов двигателя и нагрузок на клапанный механизм. Производители толкателей используют ряд методов для повышения прочности и жесткости, включая более прочные сплавы (например, хромомолибден), трубы с более толстыми стенками и трубы большего диаметра. Некоторые даже используют конструкцию «труба в трубе», чтобы добавить жесткости толкателям.

Толкатели большего диаметра всегда улучшают устойчивость клапанного механизма, но часто существует предел того, насколько большими могут быть толкатели, прежде чем они столкнутся с проблемами заедания. Головки цилиндров с большими впускными отверстиями могут ограничивать размер толкателей.

Толкатели большего диаметра и толщины увеличивают вес клапанного механизма, но вес со стороны толкателя коромысла оказывает гораздо меньшее влияние, чем вес со стороны клапана коромысла. Коэффициент подъема коромысла умножает силу пружины, когда она давит на коромысло, когда клапан закрывается.

Движение вверх-вниз и пройденное расстояние со стороны клапана коромысла также намного больше, чем со стороны толкателя и толкателя коромысла. Таким образом, лучше уменьшить вес со стороны клапана коромысла с помощью более легких ульев или конических пружин и легких держателей пружин, чем беспокоиться о добавлении веса со стороны толкателя с помощью более толстых и тяжелых толкателей.

Длина толкателя — еще один фактор, который должен быть правильным для правильной геометрии коромысла. Наконечник коромысла должен быть отцентрирован над штоком клапана, когда коромысло находится на половине подъема, иначе оно будет оказывать слишком большое боковое усилие на клапан, что может привести к повышенному трению и износу направляющей клапана.

Для максимального снижения трения роликовое колесо в нижней части подъемника должно успевать за вращением кулачка. Игольчатые подшипники, расположенные внутри ролика, позволяют ему свободно вращаться и следовать за кулачком.

Толкатели стандартной длины подходят только к стандартным двигателям с оригинальными нефрезерованными головками цилиндров, блоками со стандартной высотой платформы, стандартной высотой установленных клапанов, стандартной длиной клапана и стандартными коромыслами. Температура также влияет на длину толкателей, а также на зазор клапанов в самом двигателе. Измените любую из этих переменных, и это изменит геометрию клапанного механизма и требуемую длину толкателей.

Длину толкателя можно определить с помощью регулируемого толкателя. После сборки двигателя толкатель вставляется между толкателем и коромыслом. Затем длину толкателя регулируют до тех пор, пока не будет достигнута правильная геометрия коромысла по отношению к клапану.

Как только вы узнаете необходимую длину, вы можете заказать толкатели для двигателя. Это могут быть стандартные толкатели различных размеров или изготовленные на заказ толкатели, если требуется особая длина.

Новейшей разработкой в ​​области размеров толкателей являются толкатели «регулируемой» длины, которые можно подобрать в соответствии с применением двигателя. Первые из этих новых регулируемых толкателей предназначены для автомобилей Chevy LS с гидравлическими подъемниками, хотя вскоре появятся и другие варианты применения.

Регулируемые толкатели состоят из двух частей: верхняя трубка меньшего диаметра вставляется в нижнюю трубку большего диаметра. Между верхней и нижней трубками можно вставить небольшие прокладки различной толщины, чтобы изменить общую длину толкателя и отрегулировать предварительную нагрузку толкателя. Натяжение пружины клапана удерживает верхнюю и нижнюю секции вместе и предотвращает отрыв толкателя. Это действительно изящное решение извечной проблемы получения правильной длины толкателя.

Еще одним преимуществом новых толкателей регулируемой длины является то, что вы можете использовать коромысла без регулировочных винтов для снижения веса. Снятие веса с рокеров снижает нагрузку на клапанный механизм и повышает устойчивость.

Битва подъемников: плоский толкатель против роликового, твердый против гидравлического

14 ноября 2019 г. Марк Уильямс 0 Комментарии Распределительный вал, компенсаторы, подъемники

Давайте сразу к делу: нам нравятся подъемники. Это то, что мы все можем легко понять. Они выполняют очень простую работу: работают между толкателями и распределительным валом, помогая открывать клапаны. Однако эти маленькие жучки могут серьезно повлиять на производительность.

По мере того, как вы будете собирать двигатель, вам в ухо будут кричать множество голосов. Будь то твердый плоский толкатель — из-за ностальгии — или гидравлический — из-за уличных способностей — или, может быть, даже потратить свои деньги на причудливый набор роликов. Но что лучше для вас и почему?

Плоский толкатель против ролика

Я не собираюсь тянуть дым и зеркала и делать вид, что это не та тема, которую посещают регулярно. Сразу скажу, что роликовые кулачки и подъемники — лучший универсальный выбор. (Если вас не волнуют правила бюджета и проведения мероприятий.)

Имея это в виду, подходят ли они каждому двигателестроителю? Нет. Почему бы и нет? Ну, потому что бюджеты могут быть ограниченными, правила могут быть ограничительными, и, конечно же, есть пуристы и традиционалисты.

В случае, если вы планируете участвовать в дрэг-рейсинге, класс, в котором вы участвуете, может не позволять вам использовать роликовый распределительный вал. Что-то вроде классов Pure Stock не позволит использовать роликовый кулачок или любой кулачок, который не находится в диапазоне заводских спецификаций кулачка для вашего двигателя. Это необходимо для обеспечения честности в конкуренции, поэтому, чтобы конкурировать, вам нужно соблюдать правила.

При этом роликовые подъемники предлагают значительные преимущества в мощности, а также более плавную работу двигателя. Одна из причин заключается в том, что роликовые подъемники имеют меньшее трение о распределительный вал, что облегчает вращение кулачка. Кроме того, профили лепестков могут быть гораздо более агрессивными. Кулачок может открывать и закрывать клапаны намного быстрее, что означает, что они также могут дольше удерживать клапан в полном подъеме. Это происходит из-за роликов в нижней части подъемника — гладкая поверхность качения позволяет использовать более агрессивные шлифовки кулачков, поскольку они не царапают и не заедают, как поверхность плоского толкателя.

Но не верьте нам на слово…

От SuperChevy: Большое преимущество роликовых кулачков перед своими собратьями с плоскими толкателями заключается не в уменьшении трения, о котором сразу думает большинство людей, а в увеличении скорости толкателя ( т. е. более высокие скорости линейного изменения). Это увеличение скорости — целых 30 процентов — соответствует большей мощности. … Более агрессивная скорость линейного изменения роликовых кулачков обычно требует более высоких нагрузок пружины для управления движением клапанного механизма.

Еще одним важным преимуществом роликового кулачка является повышенная долговечность. Роликовая конструкция имеет гораздо меньшую вероятность выхода из строя по сравнению с плоским толкателем, поскольку они не так зависят от брызг масла для обеспечения правильной работы. Кроме того, с плоскими кулачками толкателя выбор правильного давления пружины гораздо более важен по сравнению с более щадящей конструкцией ролика. Эта надежность является причиной того, что OEM-производители перешли от плоских толкателей к роликовым кулачкам в серийных автомобилях. Это также то, что делает роликовый клапанный механизм лучшим выбором для уличного двигателя с хот-родом 9.0208 ».

Но это будет стоить тебе…

Основным недостатком всегда считается цена и установка. Там, где вы можете купить комплект кулачка с плоским толкателем примерно за 120 долларов, комплект с роликовым кулачком обойдется вам примерно в 700 долларов. Это также две низкие цены — если вы собираетесь покупать у высококачественных брендов, таких как COMP, вы больше двигаетесь к плоскому толкателю за 180 долларов и ролику за 1000 долларов. Таким образом, вы платите за силу бренда.

Что касается установки, вы, возможно, слышали, что установка роликовых кулачков может быть сложной задачей. «Это правда, что роликовый кулачок и подъемники стоят больше, чем плоский кулачок и подъемник. Но это не обязательно правда, что вам нужно многое изменить в вашем двигателе до запустить роликовый кулачок», — объясняет HOT ROD. «В зависимости от выбранного вами помола, вам может не понадобиться добавлять в двигатель более одной или двух деталей».

Имея это в виду, если вы можете установить плоский кулачок в двигатель, у вас не должно возникнуть особых проблем с установкой роликового кулачка самостоятельно. Клапанные пружины часто меняются (как обычно), и, если двигатель заменяется плоским толкателем, часто требуется фиксатор распределительного вала. Это связано с тем, что разница между характером притирки кулачков не ограничивается только тем, насколько агрессивно эти распределительные валы открывают клапаны.

На распределительных валах с плоскими толкателями лепестки иногда наклонены под небольшим углом к ​​задней части блока. Это делается для того, чтобы подъемник вращался во время работы. Это не только помогает при износе подъемника, но также помогает втягивать кулачок в двигатель при его вращении. Без этой шлифовальной природы кулачок может скользить вперед и назад. Роликовые кулачки не имеют этой конструктивной особенности, и им потребуется фиксатор, чтобы удерживать кулачок на месте.

Цельные или гидравлические

Существует много споров о гидравлических и цельных подъемниках, но есть несколько ключевых факторов, которые играют роль при использовании любого типа подъемника в мире производительности. Твердые подъемники представляют собой простые твердые куски металла, которые перемещаются по поверхности кулачков и работают, чтобы немного больше открыть клапаны двигателя. Гидравлические подъемники предназначены для выполнения той же самой работы, но они перекачивают масло в верхнюю часть клапанного механизма через толкатели.

Гидравлические подъемники требуют минимального технического обслуживания, и вам не придется тратить много времени на заботы о предварительном натяге, кроме первоначальной установки. (Предварительный натяг — это расстояние, на которое толкатель опускается внутри толкателя. Он важен для обеспечения возможности перемещения толкателей.)

При использовании сплошных толкателей время от времени необходимо устанавливать и регулировать зазор клапана. (Зазор клапана — это зазор между коромыслом и концом штока клапана.) Это важная настройка, поскольку она определяет производительность и срок службы клапанного механизма, а также будет поддерживать срок службы клапана и подъем в соответствии с техническими характеристиками кулачка.

Когда использовать гидравлический или массивный

Традиционно считается, что гидравлические подъемники имеют общее слабое место: конструкция насоса. Этот тип подъемника немного складывается, когда кулачок поднимается, а сопротивление коромысла удерживает толкатель на месте. Это создает небольшой буфер, из-за которого они открывают клапаны чуть медленнее, чем твердые толкатели. На уличном транспортном средстве дополнительная защита клапанного механизма оправдывает эту жертву. Однако на высокоскоростных гоночных автомобилях эта потеря отклика может отрицательно сказаться на реальных характеристиках.

Однако важно отметить, что технология подъемников уже не та, что раньше. «Гидравлические роликовые подъемники высокие и тяжелые по сравнению с подъемниками с плоскими толкателями, а также склонны к накачиванию», — говорит SuperChevy. «Но благодаря достижениям в конструкции гидравлических подъемников, а именно подъемникам с коротким ходом, более узким гидравлическим поршневым зазорам и легким компонентам клапанного механизма, многие двигатели, оборудованные гидравлическими подъемниками, могут легко работать при 7000 об/мин и более».

В то время как SuperChevy говорит здесь о роликовых подъемниках, то же самое иногда справедливо и для плоских толкателей. Однако, если вы решите использовать гидравлический подъемник на высокооборотном двигателе, вы должны убедиться, что распределительный вал может работать на оборотах, до которых вы собираетесь дотянуться и коснуться.

Имея это в виду, если вы намереваетесь выйти на более широкие RPM, я буду первым, кто предложит действовать осторожно и просто действовать твердо. Почему? Ну, просто меньше деталей, которые можно сломать. Твердые лифтеры не будут накачиваться или падать, потому что они просто не могут. Я не говорю, что это единственный путь, но когда клапанный механизм движется так быстро, как это будет при 8000 об/мин, допустимая погрешность становится чрезвычайно малой, и чем меньше задействованных факторов, тем безопаснее можно себя чувствовать.

Когда использовать плоский толкатель

Хотя общепризнано, что роликовые кулачки всегда будут лучше, иногда использование плоского толкателя все же является хорошим выбором. Давайте не будем забывать, что в течение , плоские распределительные валы были единственным вариантом на рынке, и парни, управляющие ими, могли легко преодолеть четверть мили, овальную трассу, шоссейные трассы или любой другой тип гоночной трассы на планете.

Итак, роликовые кулачки и подъемники лучше? Да. Но являются ли они единственным вариантом для реальной производительности? Точно нет. Это фантастический вариант, как и плоские толкатели. Кулачки с плоскими толкателями очень просты, и, хотя установка роликовых кулачков не за горами с точки зрения сложности установки, плоские толкатели немного проще в установке.

Не будем также забывать, что их гораздо больше, и у вас больше шансов найти то, что вы ищете на месте. Обслуживание любого из них примерно одинаково с точки зрения процесса.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *