О ЩЕЛЯХ

Устройство и ремонт гидрокомпенсаторов клапанных механизмов мотоцикла

Журнал «Мото» №8 2002 год.
Алексей Желудков, г. Орел

Стыд и позор: еще с конца 19 века кинематика управления клапанами практически не изменилась. Но так уж сложилось… Управляет распределением горючей смеси по цилиндрам и выпуском отработанных газов все тот же старинный набор деталей. Несомненно, техпрогресс внес в них изменения: упрочнялись материалы деталей -они начинают изнашиваться не ранее, чем через 30000 километров пробега. Не ранее! Но все же изнашиваются. Почему?

Причина — в нагреве деталей при работе двигателя. Не принимать его в расчет нельзя, поэтому в деталях ГРМ предусмотрен тепловой зазор. А если между ними образуется щелочка больше дозволенной, то ударных нагрузок не избежать — а значит, и ускоренного износа деталей механизма. Периодически возникает необходимость регулировать тепловой зазор. Тот, кто с этим сталкивался, знает, насколько ответственна операция.

Неудивительно, что потребитель на ура встретил новую «фишку» в ГРМ — гидрокомпенсаторы тепловых зазоров, появившиеся в моторах в середине прошлого столетия. Суть нововведения — организация безударной работы механизма, дающей гарантии точного открытия-закрытия клапана без периодического вмешательства в механизм. Гидрокомпенсатор сам управляет своей длиной, исключая возникновение зазора между толкателем и клапаном.

Газораспределительные механизмы: а — с нижним расположение распредвала; б и в — с верхним расположение расдредвала; 1 — кулачок; 2 — толкатель; 3 — штанга; 4 — коромысло — одноплечий рычаг.

Внешне модели компенсаторов различаются, но в принципиальном плане конструкция их едина для всех. Основные элементы — две детали плунжерной пары, обратный клапан и пружина плунжера.

«Парочка» состоит из втулки и плунжера. Зазора между ними практически нет: норма — всего 5-8 мкм. Плунжер — стальной цилиндрик, в его нижней части есть отверстие, соединяющее полости внутри плунжера и под ним. Пружина плунжера расположена так, что она выталкивает его из втулки. Обратный клапан в большинстве случаев представляет собой стальной подпружиненный шарик.

Стоит запустить мотор — и компенсатор чутко среагирует на давление в системе смазки. Если кулачок распредвала обращен к толкателю тыльной стороной (усилия нажатия нет), то пружина, выдвигая плунжер из втулки, выбирает зазор. Опустевшая полость через шариковый клапан моментально заполняется маслом из напорной магистрали. И шариковый клапан закрывается под действием своей пружины.

Набегающий кулачок распредвала встречает гидрокомпенсатор как «жесткий» элемент — клапан закрыт, а масло в замкнутой полости под плунжером не сжимается. Усилие передается на клапан и перемещает его вниз — на открытие. Конечно, небольшая часть масла выдавливается из плунжерной пары — способа вовсе избавиться от зазоров пока не изобрели. Но длина гидрокомпенсатора не уменьшается. Потеря масла компенсируется дополнительной порцией жидкости из системы смазки двигателя.

Варианты схем работы гидрокомпенсатора: а — гидрокомпенсатор расположен над клапаном; б — в опоре коромысла привода клапана; h — компенсируемый зазор.

Нагрев или остывание мотора изменяет объем пополняющей порции масла и длину гидрокомпенсатора, поэтому умное устройство само ликвидирует зазор, возникающий как от изменения температуры, так и в результате износа деталей. Даже скептик согласится, что беззазорный ГРМ в известном смысле можно назвать «вечно молодым» для мотора.

Введя новинку в систему ГРМ, конструкторы постарались «выжать» из нее и заставить работать все ее достоинства. Скажем, гидрокомпенсаторы управляют поворотом эксцентричной оси коромысла (пример Honda NV750). Система рычагов одновременно ликвидирует тепловой зазор и люфты коромысла относительно оси и кулачков распредвала. Срок службы деталей ГРМ увеличивается еще более за счет компенсации износа целой группы деталей.

Схема расположения гидрокомпенсаторов на Honda NV750; 1 — распредвал; 2 — коромысло; 3 — эксцентриковый вал; 4 — подпружиненный шток; 5 — гидрокомпенсатор.

Но любой прогресс в конструкции мотора требует и повышения уровня продвинутости водителя. Касаемо гидрокомпенсаторов: гидравлика абсолютно не переносит контакта с некачественным или загрязненным моторным маслом. Запоздалая замена масла и фильтра убийственна для нее, поскольку:

— масляное голодание изнашивает плунжерную пару, микронные зазоры превращаются в такие, что «таракан пролезет», механизм теряет «жесткость» и не успевает выбирать зазоры. В сопряжениях возникают жесткие удары, способные исключительно быстро уничтожить весь ГРМ; —

— грязь и смолы ведут к засорению шарикового клапана, он перестает плотно закрываться, компенсатор становится «ватным» и открыть полностью клапан не способен и двигатель превращается в доходягу. В худшем случае плунжерную пару в выдвинутом состоянии может заклинить масляным «отстоем» — и клапан цилиндра вовремя не закроется. О том, что происходит при его встрече с поршнем, лучше не думать…

Без вскрытия мотора можно попытаться ликвидировать только засорение клапана — тщательной промывкой двигателя специальными моющими маслами или присадками. Другие неисправности требуют демонтажа части деталей ГРМ, расположенных в головке цилиндров, и вызывают необходимость привести в порядок детали гидрокомпенсаторов.

Механизм привода клапанов на Honda NV750:1 — клапанная крышка; 2 — подпружиненные штоки; 3 — шлиц Эксцентрикового вала; 4 — коромысло; 5 — шестерня привода распредвала;
6 — распредвал; 7 — гидрокомпенсаторы.

После разборки детали гидравлики тщательно промойте. Затвердевшие отложения масла удалите механическим путем. Продуйте детали сжатым воздухом и, смазав моторным маслом, соберите плунжерную пару, убедившись в отсутствии люфта.

Детали гидрокомпенсатора: 1 — втулка плунжера; 2 — стопорное кольцо; 3 — плунжер; 4 — клапан плунжера; 5 — пружина плунжера.

Компенсаторы без признаков износа, зарядив их маслом, проверьте «на жесткость». Для этого перед сборкой залейте во втулку моторное масло и вставьте в нее подвижный элемент (плунжер или втулку с плунжером -в зависимости от конструкции). Процесс «вдавливания» исправных деталей потребует приложения серьезных усилий. Вам поможет струбцина. Учтите, при этом гидротолкатель должен располагаться в рабочем положении, иначе воздух не выйдет из внутренних полостей. Сжимайте плунжер плавно, чтобы не повредить точно обработанные поверхности деталей. Когда плунжер доберется до своего места, установите запорное кольцо. Только тогда гидрокомпенсатор готов к установке в мотор. Если плунжер удалось вдавить в корпус пальцами — не сомневаясь, меняйте все устройство в сборе: перед вами «ватный» компенсатор!

Разборка гидротолкателя развальцовкой запорного кольца.

Надевание запорного кольца на компенсатор после «зарядки».

Окончательная фиксация запорного кольца.

«Зарядка» гидрокомпенсатора маслом с помощью струбцины.

Кстати, помимо проверки работоспособности, сжатие струбциной обеспечит полное «изгнание» воздуха из плунжерной пары и исключит длительную работу мотора (при первом пуске) с «грохочущими» (а значит, незаполненными) гидрокомпенсаторами. Не доводите ремонт до абсурда -возникновения разрушительных ударных нагрузок в механизме привода клапанов.

Но не торопитесь собирать ГРМ окончательно — присмотритесь к поведению компенсаторов при контакте с тыльной стороной распредвала. Затяните крышки опор распределительного вала: заполненный маслом гидрокомпенсатор должен опустить, иначе говоря, — приоткрыть клапан. В таком положении детали гидравлики зажаты и потому не вращаются. По прошествии 5-15 секунд клапанная пружина должна вогнать плунжер во втулку, а сам клапан закрыть. Теперь компенсатор сможет достаточно свободно вращаться под кулачком.

Отклонения от описанной схемы недопустимы. Зажатые детали указывают на недостаточность хода плунжера при сжатии или, наоборот, неполный выход плунжера из корпуса. В том и другом случаях повторите разборку, дефектовку компенсатора, замените негодные детали.

При сборке механизма, подобного Honda NV750, обратите внимание на положение эксцентриковой оси коромысла: поворачивая шлиц вала, добейтесь того, чтобы толкатели поджимающих пружин максимально полно утонули в гнездах. Иначе при первом же пуске услышите в моторе не только грохот, но и… увидите толкатели, пробившие клапанную крышку.

Редакция благодарит за помощь в подготовке материала сервисный центр «Moto-Help».