В этом топике - репост моего же отсюда
viewtopic.php?f=23&t=55&p=36552#p24445 (можете обратиться к первоисточнику ), выложенный однополчанами в специальной теме для обмена мнениями и опытом. Требует времени для прочтения и понимания.
Обещанный еще в апреле пост должен был быть посвящен только одному вопросу - нарушениям в работе двигателя при неисправности гидрокомпенсаторов теплового зазора в приводе капанов ГРМ, но пришлось дополнить теорией - о самом принципе работы ГК.
Описание ГК изложено как под копирку в различных доступных источниках, но вероятно недостаточно внятно, т.к. многие продолжают считать, что масло на входе ГК выполняет роль силовой гидравлики. Больше года назад я уже пытался здесь опровергнуть это заблуждение и объяснить функциональное назначение масла на примере гидронатяжителя цепи viewtopic.php?f=23&t=55&start=25#p1462 ,но имхо бестолку: нежелание читающих уяснить и запомнить процесс изменения давления на плунжер и под ним в привязке к тактам работы двигателя так и оставит их в ранге зрителей роликов ютуба. А хотелось бы избавиться от примитивных и абсурдных суждений на форуме, поэтому еще раз - о важном на примере одного из четырех типов ГК – нашей простейшей гидроопоры в механизме привода клапанов.
Вложение:
Вложение:
Вложение:
Типы гк.jpg [ 58.1 КБ | Просмотров: 948 ]
Веселые картинки с описанием принципа работы гидроопоры уже трижды выкладывались в этой теме, могу еще добавить из запасов ваговских SSP №196 и №247. Не самый худший вариант из популярной литературы, хотя и не совсем логичный при быстром прочтении.
Вложение:
Вложение:
Вложение:
Гидроопора_ разбор_1.JPG [ 64.28 КБ | Просмотров: 948 ]
Вложение:
Вложение:
Вложение:
Устройство гидроопоры.JPG [ 50.23 КБ | Просмотров: 948 ]
Вложение:
Вложение:
Вложение:
Принцип действия гидроопоры_1.JPG [ 71.78 КБ | Просмотров: 948 ]
Вложение:
Вложение:
Вложение:
Принцип действия гидроопоры_2.JPG [ 85.94 КБ | Просмотров: 948 ]
Вложение:
Вложение:
Вложение:
Работа ГК_1.JPG [ 140.76 КБ | Просмотров: 948 ]
Вложение:
Вложение:
Вложение:
Работа ГК_2.JPG [ 104.39 КБ | Просмотров: 948 ]
Как обычно, достаточно подробно рассказывается о работе ГК по компенсации теплового зазора путем увеличения высоты опоры, но при этом ни слова не говорится о дальнейшем функционировании ГК при работе двигателя. Общеизвестно, что во время прогрева двигателя тепловой зазор достаточно быстро уменьшается (для нашего двигателя с верхним расположением РВ рост длины стержня клапана классически опережает рост высоты алюминиевой ГБЦ) и задача ГК сводится уже к обратному – уменьшению высоты опоры. Во время работы двигателя на переменных нагрузочных режимах ГК должен постоянно компенсировать тепловое расширение стержня клапана и его привода, плавающее как в + , так и в -. Если вы в курсе всего этого, то можете пропустить дальнейшее банальное описание работы ГК, хотя в нем есть несколько интересных моментов.
Эскиз гидроопоры в разрезе:
Вложение:
Вложение:
Вложение:
Масло в ГК.JPG [ 43.13 КБ | Просмотров: 948 ]
Вложение:
Вложение:
Вложение:
Гидроопора_разбор_2.jpeg [ 196.77 КБ | Просмотров: 948 ]
Гидроопора представляет из себя простейшую гидросистему, состоящую из плунжерной пары «поршень-цилиндр» с точно исполненным конструктивным кольцевым зазором и образующей две полости – надплунжерную и подплунжерную. В подпружиненном снизу плунжере выполнен осевой канал, через который масло из верхней надплунжерной полости поступает в нижнюю подплунжерную полость через открывающийся [при условии возникновения перепада давления между верхом и низом!!!] обратный (невозвратный, one-way-valve) клапан. В исправном ГК пополнение маслом подплунжерной полости происходит только через невозвратный клапан, а стравливание излишка объема масла из подплунжерной полости происходит только через КОЛЬЦЕВОЙ ЗАЗОР. Назначение ГК – установка и удержание необходимой высоты опоры для компенсации теплового расширения составляющих привода и клапанов ГРМ в условиях циклически изменяющейся внешней нагрузки.
Очень коротко дополню ваговские технические зарисовки парой аборигенских выводов. При необходимости скомпенсировать большой тепловой зазор необходимо увеличить высоту гидроопоры – т.е. увеличить объем масла в подплунжерной полости. Если необходима компенсация уменьшения теплового зазора, то надо убавить высоту гидроопоры – т.е. уменьшить объем масла в подплунжерной полости. Дальше совсем просто для уяснения от обратного принципа регулировки высоты ГК – если бы подплунжерная полость была абсолютно герметична, то единожды набрав туда масла на холодном двигателе гидроопора так никогда бы и не уменьшила свою высоту и терзала клапан и РВ до их скончания.
Типичный кольцевой зазор в плунжерной паре исправного ГК для перепуска масла составляет 5…8мкм, что и определяет величину ШТАТНОЙ просадки высоты опоры от 10 до 50мкм за время давления рокера (кулачка распредвала) на плунжер при наличии этого масла в подплунжерной полости. Штатная просадка гидроопоры - важнейшее УСЛОВИЕ для возможности компенсации уменьшения зазора между кулачком-рокером и стержнем клапана при работе двигателя. Просев на условно-примерные 30мкм за время тесного общения с рокером-кулачком (когда клапан ГРМ открыт) гидроопора начнет востанавливать свою исходную высоту (когда клапан ГРМ закрыт), но только пока есть свободное место для роста. Если она уперлась в стальную перекладину рокера из-за того, что стержень клапана уже успел вырасти от нагрева на несколько мкм, то она его насквозь не проткнет и пружину клапана ГРМ не передавит, выталкиваемый более слабой пружиной плунжер остановится, уперевшись в рокер (и обратную сторону РВ) и обратный клапан закроется при исчезновении перепада давления. Рабочий диапазон изменения высоты исправной гидроопоры за все время работы двигателя – не более 0,4…0,5мм (эта величина теплового зазора для выпускных клапанов ваговского двигателя 1.6L взята у Хрулева), при этом максимальная высота самой опоры, установленной в двигатель, всегда меньше ее полной высоты в магазинной упаковке. При установке в двигатель заполненного ГК (независимо – нового или старого) всегда необходимо дать время, чтобы опора успела просесть, перепустив часть масла через кольцевой зазор, под требуемую высоту привода.
Еще пара простых аборигенских мыслей о том же: при стремлении теплового зазора к уменьшению гидроопора по прежнему проседает за один такт нагрузки на постоянные 30мкм(цифра для условного примера), а восстанавливает высоту после снятия нагрузки только на 29мкм (дальше расти уже некуда – упирается в горячую железяку). И наоборот, если тепловой зазор увеличивается – опора садится за такт на те же 30мкм, а прибывает уже на 31мкм (догоняет холодеющую железяку) Так высота опоры автоматически «подгоняется» под текущий размер привода, т.е. реальный зазор в приводе клапана всегда равен или стремится к нулю.
Возможный пятикратный разброс в величине просадки исправного ГК за один рабочий такт определяется многими факторами: от изменений конструктивных параметров - величины допустимого износа плунжерной пары ГК, состояния масла и т.п. до непосредственно режима работы двигателя – оборотов и нагрузки. Последние напрямую связаны с временем и силой воздействия давления на плунжер ГК при наезде на него кулачка РВ: при 1000RPM время сжатия ГК будет в 5 раз дольше, чем при 5000RPM, при замере компрессии на 200RPM это время увеличится еще в 5 раз – простая математика.
Величина нагрузки на двигатель влияет в основном на возрастание усилия открытия выпускных клапанов, т.к. к противодействующей силе клапанной пружины добавляется остаточное давление ОГ в цилиндре на тарелку клапана. Это приводит к увеличению внешнего давления рокера на плунжер опоры и возрастанию давления масла в подплунжерной полости, что вызывает возрастание скорости перетечки масла через кольцевой зазор и как результат – к большей просадке опоры за один рабочий такт. Возрастание скорости потока масла может приводить к возникновению кратковременной кавитации жидкости в кольцевом зазоре (помимо роста давления в подплунжерной полости к этому приводит и уменьшение кольцевого зазора из-за отложения эксплуатационных загрязнений), что объясняет усиленный износ плунжерной пары и появление раковин на ее поверхности, но это уже совсем другой уровень в понимании проблем ГК.
В качестве подопытного образца для пояснения реальных процессов в ГК была использована исправная гидроопора от вазовского двигателя 21214 из-за отсутствия под руками ваговской, что было интересно и для сравнения их конструктива.
Вложение:
Вложение:
Гидроопора ваз 21214.JPG [ 48.66 КБ | Просмотров: 948 ]
Что имеем практически на примере вазовской гидроопоры.
Стандартная конструкция «старого» образца – диаметр корпуса 16мм, полная высота поднятой опоры 49,5мм, диаметр плунжера около 11мм, сам плунжер – разрезной.
Усилие сжатия основной рабочей подплунжерной пружины диаметром 8мм и длиной 9мм – около 10кГ.
Максимальный ход плунжерной пары при статическом сжатии – около 5мм.
Обратный клапан открывается (преодолевая прижимающее усилие маленькой пружинки) при перепаде давления между верхней и нижней полостями 0,2…0,21кГ/см2. Величина открывающего клапан давления измерена на профессиональном стенде с помощью образцового поверенного манометра: диапазон 1,6кГ/см2, относительная погрешность измерения 0,01кГ/см2. Предполагаю, что величина перепада давления на уровне 0,2кГ/см2 является стандартной для большинства типов ГК.
Гидроопора после разборки была полностью перезаправлена маслом 15W40 и нагружена для ПРОВЕРКИ РАБОТОСПОСОБНОСТИ и скорости травления масла из подплунжерной полости статическим давлением примерно 16кГ – половина веса опирающейся одной стороной на ГК свинцовой баластины весом 32кГ. При Т масла +20грС опора ожидаемо медленно просела на 4,5мм за 5 минут приложения силы, часть масла из подплунжерной полости стравилось через кольцевой зазор и вылилось из корпуса через впускное отверстие. Вполне понятно, что при заправке гидроопоры маслом меньшей вязкости или при увеличении рабочей Т масла (приводящей к снижению кинематической вязкости масла) скорость осаживания опоры увеличится и время просадки сократится.
Вложение:
Вложение:
Проверка ГК статическим давлением.JPG [ 58.83 КБ | Просмотров: 948 ]
После снятия статической нагрузки с просевшей гидроопоры плунжер под действием выталкивающей силы рабочей ПРУЖИНЫ вновь ПОДНЯЛСЯ в свое верхнее крайнее положение – высота опоры увеличилась с 45мм до исходной 49,5мм. При этом гидроопора вновь обрела исходную жесткость, т.е. от руки плунжер не продавливался. Из-за особенности конструкции конкретной гидроопоры (большой конструктивный объем надплунжерной полости для «запаса» масла) всего удалось сделать три полных цикла осаживания гидроопоры на 4,5мм при такой статической нагрузке, прежде чем закончилось масло в надплунжерной полости и она начала подсасывать уже воздух из опустевшей надплунжерной полости через невозвратный клапан в подплунжерную полость и плунжер перестал опираться только на масло. Стал проявляться эффект уже нештатной быстрой просадки из-за завоздушивания подплунжерной полости. Из-за замещения части несжимаемого масла (масло там все равно останется на уровне высоты сжатой рабочей пружины) в подплунжерной полости СЖИМАЕМЫМ воздухом опора потеряла свойства жесткой опоры и стала просаживаться уже от нажатия пальцем, постепенно увеличивая рабочий ход плунжера все больше и больше, по мере добавки воздуха в подплунжерную полость через невозвратный клапан после каждого сжатия.
Вроде бы ничего нового в описании работы ГК нет? Но есть один принципиальный момент, на который многие не обращают внимание.
На этом опыте можно убедиться, что для нормальной работы плунжерной пары ГК не требуется наличие избыточного ДАВЛЕНИЯ МАСЛА в надплунжерной полости – достаточно лишь его постоянное присутствие для компенсации очень небольшого расхода масла через ГК даже при атмосферном давлении. Обратный клапан, запускающий очередную микропорцию масла в подплунжерную полость, открывается при минимальном ПЕРЕПАДЕ давления в 0,2Bar и ему не важно – создается ли положительный избыток давления сверху или РАЗРЯЖЕНИЕ снизу из-за растягивающего напряжения, возникающего в жидкости при выталкивании плунжера вверх рабочей пружиной! Как только обратный клапан откроется по превышению перепада давления и в подплунжерную полость будет подано масло, давление под плунжером начнет расти до того момента, пока его разница над и под клапаном вновь не уменьшится до 0,2Bar и клапан закроется. Если относительное давление масла над плунжером например будет 1кГ/см2, то под плунжером будет 0,8кГ/см2, если сверху 5кГ/см2, то снизу останется – 4,8кГ/см2. Это давление не играет роль силовой гидравлики, т.к. в момент отсутствия противодавления на опору со стороны РВ (когда рокер скользит по цилиндрической образующей с обратной стороны от кулачка РВ) плунжер вполне легко поднимается вверх силой одной рабочей ПРУЖИНЫ (10кГ её силы) и никакой дополнительной помощи от давления масла (максимум еще +5кГ силы) на плунжер снизу она не требует.
Это же относительно низкое начальное давление под плунжером во время отсутствия на него давления со стороны РВ не имеет большого значения для работы самой опоры на ее рабочем такте – как только на нее надавит рокер-кулачок, давление несжимаемого масла в подплунжерной полости возрастет до 30…50кГ/см2 (усилие открытия клапанной пружины впускного клапана) или даже до 100кГ/см2 (суммарное усилие открытия клапанной пружины и противодавления газов на тарелку для одного выпускного клапана). Вот тогда и создается в подплунжерной полости действительно силовое давление гидравлики, которое противодействует из-за несжимаемости масла просадке гидроопоры и заставляет часть этого масла контролируемо просачиваться через кольцевой зазор в надплунжерную полость и превращает гидроопору почти в аналог жесткой опоры, с одним важнейшим отличием от последней – тепловой зазор в приводе клапанов автоматически поддерживается на нулевом уровне. Именно это свойство привода клапанов ГРМ с гидрокомпенсаторами позволяет сделать его РВ на 10…15 градусов уже по фазе, чем РВ для жестких опор, при этом сохранив его эффективность на одинаковом уровне и избежав сложного и прецезионного исполнения заходных и сходных рамп для последнего.
Всего лишь в качестве теоретической иллюстрации принципа работы ГК - создайте запас масла в его надплунжерной полости в виде накопительной емкости достаточного объема со сбросом перепуска масла из подплунжерной полости в накопитель и ГК будет выполнять свою функцию теоретически вечно вообще без подачи масла извне. На практике это конечно не реализуемо, т.к. масло в ограниченном объеме потеряет свои свойства от бесконечного нагрева в ГБЦ и оно же должно использоваться в качестве смазки узлов трения в сопряжении опоры и рокера, т.е. требует расхода для создания потока. Но к сожалению, сегодняшняя ваговская конструкция ГК претерпела изменения не в лучшую сторону даже по сравнению со «старой» вазовской опорой – из-за уменьшения размеров ГК уменьшился и объем надплунжерной полости для «запаса» масла, она конструктивно выродилась в тонкий осевой канал от основания плунжера до отверстия в голове опоры, что приводит к возможности быстрого завоздушивания подплунжерной полости при малейшем нарушении в подаче необходимого объема масла к ГК.
Вложение:
Вложение:
Масло в современном ГК.JPG [ 40.22 КБ | Просмотров: 948 ]
Вложение:
Вложение:
Устройство современной гидроопоры.JPG [ 12.37 КБ | Просмотров: 948 ]
Единственный плюс от дополнительного повышения давления масла над плунжером – более быстрая прокачка ГК в случае его завоздушивания. Но то же высокое давление масла в надплунжерной полости является противодавлением для штатного процесса перетечки масла через кольцевой зазор ГК из подплунжерной части (но влияние этого не столь значительно, т.к. разница давлений под и над плунжером очень велика – сравните максимальное давление под = 100кг/см2 и давление над = 1…6кг/см2), что возможно снизит штатные скорости потока в кольцевом зазоре и уменьшение высоты опоры за один рабочий такт и может быть дополнительной причиной т.н. «перекаченности» ГК при запуске холодного двигателя. Хотя гораздо сильнее на ухудшение перетечки масла в этот момент влияет свойство самого холодного или грязного масла в подплунжерной полости и возможное уменьшение кольцевого зазора из-за отложений масляного лака и т.п. грязи. Это и приводит к эффекту «перекаченности» ГК – он не успевает достаточно быстро снижать высоту опоры относительно температурного роста стержня клапана, что может приводить к недозакрытию последнего в начальный период работы холодного двигателя.
Что еще можно добавить к пояснению принципа работы ГК?
Начать необходимо с более раннего момента - остановки горячего двигателя. Надеюсь вы уже знаете, что при остановке двигателя гидроопоры имеют меньшую высоту, чем на холодном, т.к. они уже скомпенсировали тепловые расширения горячих стержней клапанов и самих приводов на работавшем двигателе путем уменьшения своей высоты. После остановки двигателя и его медленном остывании гидроопоры не отдыхают (в отличии от нас), а самоотверженно стараются выполнить свою главную работу – компенсировать увеличивающийся тепловой зазор в приводе клапанов. По мере появления зазора в приводе из-за уменьшения в размерах всего, что остывает, рабочая пружина начинает толкать плунжер вверх, пока верхушка опоры вновь не упрется через «весовое» коромысло рокера в стержень клапана. Если масло в надплунжерной полости и каналах ГБЦ сохраняется после остановки двигателя, то все отлично – обратный клапан каждого ГК автоматически открывается, когда появляется перепад давления и поддает масло сверху в подплунжерную полость даже через несколько часов стоянки. С учетом того, что при остывании двигателя самой опоре необходимо вырасти всего на 0,5мм, то «запаса» масла сверху должно гарантированно хватить для пополнения подплунжерной полости и не засосать вместо него воздух. Это означает, что тепловой зазор постоянно устраняется ГК в ноль даже на СТОЯЩЕМ двигателе и при запуске холодного двигателя никакого «стука гидрокомпенсаторов» мы услышать не должны. После запуска холодного двигателя гидроопора сразу же должна начать работу над уменьшением своей высоты (клапана греются и их хвостовики растут быстро) путем штатного стравливания масла через кольцевой зазор из подплунжерной полости и сильного влияния давление масла над плунжером на ее работу не оказывает. Гораздо важнее для ГК именно стравить «лишнее» масло из подплунжерной полости, чтобы не превратить гидроопору в «перекачанный» чопик – еще раз скажу, что основное влияние на появление этого эффекта оказывает чистота-размер кольцевого зазора и текущее состояние масла – его вязкость и загрязненность. Четыре зимы провел на 5W30, запускал двигатель в -30 и ни разу не словил «перекачку» ГК, так же, как ни разу не услышал стуков ГК непосредственно после замены масла каждые полгода (но об этом чуть позже).
Но не смотря на столь оптимистическую картину, для отдельных ГК при остановке двигателя все совсем не так радужно. На самом деле при остановке 16-клапанного четырехцилиндрового двигателя пара ГК для впускных клапанов на одном цилиндре и пара ГК для выпускных клапанов на другом цилиндре ВСЕГДА остаются под нагрузкой от давления клапанных пружин соответствующих клапанов, оставшихся в открытом состоянии. Достаточно давно, при рассмотрении влияния нашего тракторного выпускного коллектора на заброс ОГ в соседние цилиндры, я уже выкладывал общую диаграмму фаз газораспределения для рядного четырехцилиндрового двигателя. Для тех, кто самостоятельно меняет свечи, вероятно совсем не новость, что при остановке двигателя поршня во всех цилиндрах занимают совсем не случайное положение, а выстраиваются относительно ровно по середине высоты цилиндра. Причиной этому служит стремление системы занять положение с минимальным механическим напряжением и при остановке двигателя главным возмутителем спокойствия становится положение РВ относительно воздействия клапанных пружин.
Ниже приведен сводный обзор фазировки распредвалов для ВСЕХ 4 цилиндров типичного атмосферного двигателя в привязке к ВМТ первого цилиндра.
Вложение:
Вложение:
Фазы открытия клапанов для R4.JPG [ 175.87 КБ | Просмотров: 948 ]
Не имею до сих пор данных о фазировке РВ для CFNA, но она не должна принципиально отличаться от представленной, да и речь сейчас совсем не об этом. Зеленой линией помечен один из четырех возможных вариантов положения клапанов ГРМ при остановке двигателя – в данном случае оказываются открытыми выпускные клапана на 1 цилиндре и впускные клапана на 2. Для ГК это означает присутствие постоянного усилия сжатия на плунжер, что приведет через некоторое время стоянки остановленного двигателя к просадке соответствующих гидроопор на всю величину их физического хода и уменьшения их высоты на соответствующую величину. Масло из подплунжерной полости за время стоянки будет частично вытеснено через кольцевой зазор в надплунжерную часть, подплунжерная пружина максимально сжата, а вот воздуха под плунжером еще нет, там просто масло в малом объеме. Но он вполне может там появится сразу после начала вращения двигателя, когда освободившись от давления кулачка РВ подплунжерная пружина сразу начнет вытолкивать плунжер максимально вверх на 4…5мм, при этом автоматически откроется обратный клапан ГК и начнет засасывать в подплунжерную полость все, что лежит сверху.
Хорошо, если это масло и если оно сохранилось в надплунжерной части или хотя бы в каналах подачи масла ГБЦ, но ГК может жадно нахватать и воздух со всеми вытекающими последствиями хлябания опоры. Стук клапанов на паре цилиндров при этом хорошо различим, но при исправном ГК и нормальной подаче масла все заканчивается в течении нескольких секунд – примерно получается, что провентилироваться ГК успевает за 50…100 циклов его работы при наличии подачи масла. О других причинах стука из-за просадки ГК – возможно успею написать ниже.
Теоретический вопрос о возникающем в подплунжерной полости ГК, заполненной маслом, напряжении растяжения и ее величине при выталкивании плунжера вверх силой одной пружины очень интересен, но сейчас для его обсуждения просто нет времени. Могу лишь упомянуть, что любая техническая жидкость не может противостоять растягивающему напряжению, в результате чего внутри нее возникают газовые пузырьки, которые и позволяют ей «растягиваться» и создавать отрицательное давление. Наберите в одноразовый шприц пару кубиков воды или масла, плотно заткните ему вход и попробуйте их растянуть – вы узнаете много интересного о «растяжимости» жидкости, но еще никому не удалось за столом натурально растянуть 0,5литра национального напитка… Но более практичный вопрос сейчас в другом – куда исчезает масло из каналов ГБЦ при стоянке двигателя, если в ее напорной линии подачи масла многие десятилетия ставился невозвратный клапан, предотвращающий откат масла из головы? Почему у себя я не слышу характерного стука при запуске или после смены масла? Единственное объяснение имхо на сегодняшний день – обратный клапан в масляной системе ГБЦ все же существует и, вероятно, нормально работает, хотя реального упоминания о нем для CFNA я так и не нашел.
Вложение:
Вложение:
невозвратные клапана в масляных каналах ГБЦ.JPG [ 81.7 КБ | Просмотров: 948 ]
Еще один практический вывод и совет – нельзя говорить о неисправности ГК по проваливанию его плунжера при надавливании пальцем, как на ролике Алексея (suslikrus) в известной многострадальной теме. Это могут оказаться именно те самые ГК, которые испытали длительное воздействие кулачка РВ после остановки двигателя, а после разборки успевшие насосать воздух под плунжер. Точно так же нельзя говорить об исправности ГК при отсутствии просадки плунжера – он может быть насмерть заклинен отложениями грязи и масляного лака в кольцевом зазоре и никакими нажатиями себя не выдаст, что намного опаснее для двигателя. Единственный достоверный способ оценить работоспособность ГК – перезаполнить подплунжерную полость маслом и нагрузить его статической нагрузкой как в моем опыте. По скорости осаживания плунжера и сравнения ее с исправным или новым в большинстве случаев можно точно определить – живой ГК или имеет проблемы. Про разборку и чистку ГК с претензией на оригинальность средства очистки можно посмотреть, например, здесь: …
http://www.youtube.com/watch?v=gV957tenblwО влиянии ГК непосредственно на работу двигателя. При этом конечно необходимо было бы рассказать о типичных неисправностях внутри самих ГК и внешних причинах, приводящих к отказам в его работе, но думаю это и так известно. Про две главные внутри ГК было в прошлом посте, про внешние тоже понятно – все, что связано с нарушением подачи масла в ГБЦ и изменениями свойств самого масла. Могу дополнительно отметить интересный случай на стыке механической и гидравлической причин неисправности – трещина выше уровня масла в маслоприемнике масляного насоса. Засасывая масло из картера насос одновременно подсасывал и воздух, что приводило к сильной аэрации масла и завоздушиванию ГК. При этом насыщенное воздухом масло увеличивает и свою кинематическую вязкость, что снижает скорость перепуска масла через кольцзазор ГК и затрудняет удаление воздуха из подплунжерной полости.
Момент закрытия впускного клапана – важнейший параметр для атмосферного двигателя, о чем я уже неоднократно говорил ранее и давал ссылку, где об этом можно подробно и понятно прочесть, если не хотите изучать учебники по ДВС. Если впускной клапан закроется раньше, т.е. вместо обычных 42гр после НМТ для двигателя со степенью сжатия 10,5 он из-за просадки гидроопоры возможно закроется раньше – например уже при 35гр после НМТ, то коэффициент наполняемости цилиндра для низких оборотов увеличится из-за уменьшения эффекта обратного выталкивания воздуха из цилиндра – результирующее давление сжатия большего объема воздуха, закаченного в цилиндр, будет выше.
В качестве наглядного примера использования этого эффекта приведу сравнительные данные по «старым» ваговским двухлитровым двигателям AQY и ATF из SSP№233. Отличие состоит в том, что на ATF применялся специальный РВ, позволявший изменять только момент закрытия впускного клапана в зависимости от оборотов. Сравнительный график наглядно показывает, что изменяя на ATF момент закрытия впускного клапана относительно НМТ от -10гр при 1000RPM до +40гр при 6000RPM удалось получить в отличии от фиксированного значения 42гр на AQY приличную прибавку крутящего момента на низких оборотах. А график крутящего момента практически совпадает с графиком эффективности наполнения цилиндра воздухом, т.е. подтверждает известный конструктивный принцип – чем раньше закрывается впускной клапан на НИЗКИХ оборотах, тем больше воздуха остается в цилиндре для сжатия.
Вложение:
Вложение:
Сравнение фазы закрытия впускного клапана для 2л двигателей AQY_ATU и двигателей FliNo ATF_ASU.JPG [ 32.64 КБ | Просмотров: 948 ]
Вложение:
Вложение:
Сравнение крутящего момента AQY и ATF.JPG [ 41.82 КБ | Просмотров: 948 ]
А сейчас представьте, что будет происходить в двигателе, если на обеих гидроопорах впускных клапанов на каком то цилиндре перестанут герметично закрываться обратные клапана. Исходная высота перед наездом на них кулачка-рокера у них может быть нормальная, но за цикл открытия клапанов она просядет не на штатные 30мкм (условно), а на пару мм, т.к. масло из подплунжерной полости будет сифонить через неплотное прилегание шарика к седлу обратного клапана. Да, высота подъема впускных клапанов уменьшится, но гораздо важнее для малонагруженного режима прогрева двигателя, что впускные клапана закроются много раньше положенного времени: просадка на 3мм дает опережение момента закрытия не менее 30гр.
Вложение:
Вложение:
Разница в работе между просевшим и нормальным гидрокомпенсатором.JPG [ 76.92 КБ | Просмотров: 948 ]
Вложение:
Вложение:
Уменьшение фазы открытия впускного клапана и момента его открытия_закрытия при просадке гидроопоры.JPG [ 36.58 КБ | Просмотров: 948 ]
Что получится в итоге – из-за более раннего закрытия и прекращения обратного выталкивания воздуха после прохождения поршнем НМТ оставшегося воздуха в цилиндре окажется БОЛЬШЕ нормы! При исходном задаваемом программой соотношении AFR=8 для режима прогрева холодного двигателя он превратится, например, в AFR=10 плюс увеличится конечная Т ТВС при сжатии. Вспоминая свои рассуждения о фракционном составе бензина и условиях формирования ТВС в холодном двигателе, я давно пришел к выводу, что при наличии «лишнего» воздуха в составе ТВС в цилиндре сгорит соответственно большее количество топлива. И если его сгорание начнется тоже ранее прихода поршня в ВМТ, то резкий рост давления газов в КС до ВМТ вызовет все те негативные последствия для опоры поршня и жесткую перекладку самого поршня. Что может вызывать появление раннего или преждевременного зажигания точно не знаю, хотя и пытаюсь определиться – возможно это самовоспламенение пережатой богатой ТВС своеобразного фракционного состав, возможно калильное зажигание от раскаленной кромки тарелки выпускного клапана, сильно разогреваемых при начальном режиме прогрева катализатора ОГ, возможно это поведение штатной системы зажигания при раннем УОЗ для отдельных цилиндров, которое я не вижу программным сканером Ваг-ком-адаптера. Но результат быстрого роста давления в КС до прихода поршня в ВМТ известен – аномальная перекладка отдельного поршня и резкий стук в верхней части двигателя. И если разница между ЕТ и ЕМ заключается только в увеличении смещения пальца, то это по прежнему только маскировка (ослабление звука перекладки) истинной причины стука, что и можно заметить на отдельных аудиозаписях уже после замены ОД стучащих поршней. Возможно, что не долечили до конца, ссылаясь на мнение Вага «гидрокомпенсаторы не поддаются проверке» и отсутствие их в перечне работ по TPI.
Почему я по прежнему придерживаюсь своей главной теоретической идеи для объяснения причины стука поршня – нарушении в процессе сгорания ТВС для отдельных цилиндров. Уже говорил очень давно, что на «своих» профессиональных дизелях я могу легко вызвать аналогичный стук при работе абсолютно исправного, но еще не прогретого до рабочих Т двигателя на хх простой добавкой топлива на отдельном ТНВД конкретного цилиндра. При фиксированном моменте впрыска 20гр до ВМТ даже небольшая прибавка в объеме впрыскиваемого топлива сразу приводит к узнаваемому резкому стуку в верхней части цилиндра. Это не стук клапанов и не стук поршневого пальца – это звук жесткой перекладки поршня вблизи ВМТ из-за резкого роста давления при горении всего лишь начальной четверти слегка увеличенной дозы топлива в КС. Разница лишь в том, что дизель изначально работает с излишком по воздуху при AFR до 24…26 (а на хх и выше) и болезненно реагирует на увеличение и быстрый рост давления в КС из-за нештатного увеличения топливоподачи, а для появления аналогичного стука в бензиновом двигателе достаточно сделать то же самое, но с другой стороны – увеличить количество воздуха на режиме прогрева и заставить в неподходящий момент сгореть уже имеющийся в богатой ТВС излишек топлива (ведь на начальных этапах прогрева "мозги льют топливо" в цилиндр почти в два раза больше стехиометрической нормы).
Но увязать конкретно стуки своего двигателя, появляющиеся по весне буквально на пару дней в году, кроме как с неудачным зимним бензином я не могу.
Все вышесказанное было посвящено только одной характерной неисправности ГК – черезмерной просадке гидроопоры в большей или меньшей степени при возникновении проблем с обратным клапаном или подачей масла. Другая проблема не менее значимая, но и не так очевидная – заклинивание плунжерной пары в определенном рабочем положении из-за полного закладывания отложениями кольцевого зазора. ГК превращается в жесткую опору со всеми вытекающими последствиями, о которых вы можете порассуждать на досуге сами.
О «стуках гидрокомпенсаторов»: единственной достойной внимания причиной возникновения стука непосредственно в ГК можно отметить механический износ, прогиб, разрушение поверхности таблеточного гидротолкателя из-за непосредственного контакта с кулачком РВ, высота толкателя буквально стирается и плунжер из-за черезмерного увеличения рабочего хода начинает стучать об внутреннее ограничительное стопорное кольцо или завальцовку. Других причин для стука ГК нет, но другое железо в двигателе начинает стучать из-за неправильной, но по прежнему беззвучной, работы самого ГК. Если вы видете на ролике из ютуба демонстрацию стука пустого таблеточного ГК, когда после сжатия его отверткой он бодро выскакивает и издает стук, то должны понимать, что это всего лишь соударение плунжера с внутренним стопорным кольцом или завальцовкой при максимально возможном в конструкции ходе плунжера вверх. Реальная высота ГК, установленного в привод клапанов и осевшего под давлением рокера-кулачка до рабочей высоты будет всегда меньше этого максимального свободного хода и доставать до ограничителя плунжер уже не будет.
В заключении: Алексей (suslikrus) судя по его подписи на техфоруме не любит ГК. Не смотря на все их теоретические плюсы для двигателя я тоже с большим недоверием отношусь к ним из-за их непредсказуемой надежности в работе. Сложность диагностирования проблем и трудоемкость замены вероятно подвинули многих производителей, еще в недавнее время – законодателей моды на их применение, отказаться от них в современных двигателях. И это не связано с удешевлением производства. Появившиеся в недавнее время разнообразные системы регулировки фаз РВ более сложные-капризные и намного дороже – но никто от них не отказывается, правда и маркетинг рулит – вот сколько лошадей прибавляют. При этом сложность и точность изготовления самих РВ для жестких опор тоже выше, плюс громадный комплект регулировочных шайб на толкатели. Простой пример – гаммовский двигатель нашего главного конкурента Хюндая Соляриса, который лишился ГК, но приобрел систему регулировки фаз. И нормально тихо работает, особо не требуя регулировки зазоров клапанов каждые 10…15ткм. На его предшественнике, двигателе Хюндая Акцент, ГК были. У нас же вторая по важности после стуков тема - про масла: постоянно что-то трут и перебирают, в надежде продлить жизнь двигателю. А надежда всегда умирает последней. ГК несомненно будут всегда рады более частой замене масла, т.к. надежно работают только на чистом и стабильно вязком масле. Но уж если забралась в подплунжерную полость грязь, то выгнать ее оттуда будет очень сложно - реальный поток масла через нее микроскопический.
![[bt.gif] [bt.gif]](./images/smilies/bt.gif)