Как проверить гидрокомпенсаторы: Перевірка браузера, будь ласка, зачекайте…

Один из лучших способов проверить внутреннее состояние клапанного механизма — проверить правильность зазоров клапанов на каждом цилиндре. Минимальный и максимальный зазор указан в руководстве по капитальному ремонту двигателя. Зазор (или клапанный зазор) проверяется путем снятия клапанных крышек и вращения гребного винта вручную до тех пор, пока проверяемый цилиндр не окажется на такте сжатия. Затем зазор клапана проверяется путем вставки щупов между верхней частью штока клапана и коромыслом. Для получения точных показаний из лифтеров необходимо спустить кровь. Это достигается легким (и многократным) нажатием на коромысло со стороны толкателя.

Распределительный вал приводится в движение коленчатым валом и имеет лепестки эллиптической формы, которые обработаны с наклоном поперек верхней части кулачка. Толкатель представляет собой тело цилиндрической формы с плоской гладко обработанной поверхностью, надетой на кулачок кулачка. Кулачок наклонен так, что толкатель вращается, когда его толкают вверх и вниз, чтобы толкатель не соприкасался с кулачком распределительного вала каждый раз в одном и том же месте. Если бы не эта конструкция, такой контакт в конечном итоге вызвал бы вмятину на поверхности толкателя.

В корпусе толкателя находится узел гидравлического подъемника. Гидравлический подъемник предназначен для использования давления моторного масла, чтобы компенсировать всю слабину в клапанном механизме, когда двигатель работает во всем диапазоне. Гидравлический подъемник состоит из цилиндрического корпуса и плунжера, подпираемого пружиной вверху и обратным клапаном внизу. Посадочное место толкателя упирается в поршень. Как только кулачок толкает толкатель и расположенный в нем толкатель вверх, пружина сжимается, позволяя маслу течь в толкатель. Поскольку масло не сжимаемо, толкатель становится твердым, и клапан открывается, когда верхняя часть кулачка поворачивается вверх. По мере того, как верхняя часть кулачка поворачивается, подъемник опускается и давление пружины ослабевает. Это позволяет обратному клапану снова открыться, чтобы клапан мог полностью закрыться. Негерметичные обратные клапаны, чрезмерный износ между плунжером и цилиндром подъемника и грязное масло могут повлиять на работу подъемника. Это может быть трудно устранить, потому что часто кажется, что клапан нормально открывается и закрывается, когда его тянут вручную, но неисправный подъемник может помешать правильной работе клапана при работающем двигателе.

Гидравлический предохранитель прилегает к толкателю, который передает линейное движение коромыслу, а затем непосредственно самому клапану, заставляя его открываться. Клапанные пружины представляют собой очень жесткие пружины, используемые для удерживания клапанов в закрытом состоянии до тех пор, пока они не будут приведены в действие коромыслами. Слабые или сломанные пружины клапанов могут привести к тому, что клапан откроется слишком рано и закроется слишком поздно, что приведет к очень неровной работе двигателя.

Слишком малые зазоры клапанов обычно указывают на чрезмерный износ поверхности или седла клапана в цилиндре. Слишком большие зазоры обычно являются признаком чрезмерного износа контактирующих поверхностей клапанного механизма или изношенного распределительного вала.

ПРИМЕЧАНИЕ: Continental 85-сильные двигатели и двигатели серии O200 и O300 имеют цилиндры, которые подвержены износу седла клапана и, соответственно, заеданию клапанов. Единственным решением является замена седел и клапанов, а найти оборудование для замены седел клапанов становится все труднее. Большинство людей просто меняют поврежденный цилиндр.

Аналогичным образом, в некоторых двигателях Lycoming O235 используются твердые подъемники, поэтому зазоры клапанов необходимо проверять чаще, чем в других двигателях.

Неисправные толкатели и слабые пружины клапанов трудно устранить, поскольку они не проявляют признаков неисправности до тех пор, пока двигатель не заработает, но износ клапанов можно и нужно периодически проверять.

Является ли подкачка гидравлического подъемника реальной проблемой сегодня?

Существует вековое решение, которое должны принять производители высокопроизводительных двигателей: гидравлические подъемники или сплошные подъемники? Как правило (или, точнее, традиционно) школа мысли заключалась в том, что гидравлические подъемники были лучшим выбором для дорожных двигателей, которые набирали много миль на разных оборотах, а твердые двигатели были лучшим выбором для гоночных двигателей, которые проводили больше времени на высоких оборотах. -RPM и регулярно перестраивались.

Эти мнения были созданы еще в эпоху плоских толкателей и следовали соответствующим конструкциям в современном поколении роликов. Поскольку гидравлические подъемники не требовали регулировки после установки, они не требовали особого ухода, что оценят любители уличного движения.

На холостом ходу снижение давления масла позволило бы гидравлическим конструкциям вести более цивилизованный холостой ход, в то время как твердые частицы потребовали бы идеальной регулировки, чтобы обеспечить характерный «четкий» хриплый звук холостого хода, и соответствующее преимущество в механических характеристиках.

Что ж, любители гонок, сейчас уже далеко за двадцать лет, и большинство этих древних мифов развеяно. Современные технологии и передовые технологии стирают грань между гидравликой и твердыми телами. В то время как долговечность обеих конструкций с годами увеличилась (в основном благодаря улучшенным материалам, более жестким допускам и более широким поверхностям роликовых подшипников), реальные достижения были связаны с гидравлической частью ограждения.

Это изображение было разработано, чтобы показать различные фазы кулачка кулачка, но мы также можем видеть, как гидравлический подъемник с плоским толкателем на иллюстрации опирается на свою внутреннюю пружину и масло, проходящее через него, чтобы работать как амортизатор при вращении кулачка. против этого.

Современная техника позволила создать более точные системы поршня, пружины и фиксатора. Это привело к более последовательному контролю жидкости как внутри, так и снаружи толкателей. В сочетании с остальными вышеупомянутыми достижениями и преимуществами десятилетий исследований каждой части конструкции подъемника, современный гидравлический роликовый подъемник почти не уступает своему солидному аналогу. Преимущества гидравлической конструкции, особенно отсутствие необходимости устанавливать зазоры или что-либо регулировать после того, как они правильно установлены и заблокированы, приносят много пользы энтузиастам, чьи крышки клапанов не легкодоступны.

Нынешняя тенденция к турбонаддуву влечет за собой приверженность относительно экзотической сантехнике. Из-за глубокого провала двигателя в современных автомобилях снятие клапанных крышек становится настоящим испытанием. Отсутствие необходимости делать это между гонками (или, в крайнем случае, между раундами) — настоящий подарок. Безусловно, улучшенная конструкция полизамков действительно помогла свести к минимуму необходимость регулярной регулировки зазоров клапанов. По сравнению с ранними частями, которые гонщики использовали десять или двадцать лет назад, все намного лучше.

Высокие гидравлические роликовые подъемники высшего качества, такие как эти устройства от Howard Cams, предлагают широкий спектр преимуществ. Более высокие корпуса обеспечивают повышенную поддержку при одновременном сокращении требований к толкателям (более короткие толкатели имеют меньший потенциал изгиба). Стяжка удерживает подъемники идеально выровненными с кулачками кулачка.

Накачка

Вопрос в том, можно ли накачать гидрокомпенсатор выше точки регулировки, преодолеть всю его предварительную нагрузку и впоследствии удерживать клапан открытым? Это явление называется «накачка», и это то, что люди утверждают, что видели или испытали, но очень немногие имеют подлинные доказательства.

Многие из нас сталкивались с хорошо задокументированным феноменом плавания клапана, когда пружины клапана слишком слабы, чтобы успевать за действиями клапана, и клапан не может полностью закрыться. Могут ли люди путать поплавок клапана с накачкой толкателя?

Мы поговорили напрямую с парой самых опытных экспертов в области тяжелоатлетов и узнали их мнение. Мы многому научились, и мы думаем, что вы тоже.

Мы спросили Бена Херхейма из компании Howards Cams, который знаком с концепцией подкачки гидравлического подъемника, может ли он объяснить, как может произойти подкачка и что мы можем сделать, чтобы ее предотвратить. «Накачка может быть результатом нескольких проблем в гидравлическом клапанном механизме. Наиболее распространенной является динамическая неустойчивость системы. Это происходит, когда пружина не может удерживать контакт между компонентами системы из-за недостаточной нагрузки пружины», — объясняет Херхейм. «Редкое явление «накачки» не является постоянным во всем диапазоне оборотов.

«Иногда для решения этой проблемы можно использовать пружины с более высокой нагрузкой или необходимо изменить профиль кулачка. В других случаях подкачка может быть вызвана отклонением системы, когда один или несколько компонентов системы фактически изгибаются достаточно, чтобы разгрузить запорный шар, а подъемник реагирует заполнением маслом», — говорит Херхейм. «К сожалению, он заполнен до более высокого уровня, чем необходимо, и может удерживать клапан вне седла. Температура масла могла вызвать это при холодном пуске, если давление масла было достаточно высоким, чтобы преодолеть нагрузку от седловой пружины клапана. Однако она должна быть довольно высокой».

Не всем гидравлическим роликовым подъемникам требуются стяжки для предотвращения вращения. Гидравлические роликовые подъемники LS (на фото) используют поддоны подъемника, которые зацепляются за лыски на корпусе подъемника, чтобы предотвратить вращение, в то время как роликовые малые блоки Ford OEM используют «паукообразную» скобу для удержания фиксаторов «собачьей кости», которые зацепляют лыски и удерживают роликовые колеса совмещены с кулачком кулачка.

Билли Годболд (Billy Godbold), главный инженер по проектированию клапанов компании Comp Cams, считает, что энтузиасты видят нечто, что можно ошибочно принять за накачку, и это все еще проблема, требующая решения.

«Здесь мы говорим о скорости спуска и эффективном зазоре (зазоре), которые сокращают динамическую продолжительность и стабильность системы гидравлического роликового подъемника при высоких оборотах», — объясняет Годболд. «Хотя отскок клапана может привести к тому, что гидравлическая система будет удерживать клапан открытым, не существует реального механизма, который можно было бы точно описать как «накачка». какое-то время.»

«Несмотря на то, что скорость слива определенно изменяет динамическую продолжительность, и она меняется в зависимости от оборотов в минуту и ​​всех видов других воздействий, мы не видели ничего, что можно было бы точно описать как «накачка». Ближайшее из того, что мы видели на Spintron — это когда у вас сильно прыгает клапан», — рассказывает Годболд. «В отличие от жесткого отскока подъемника, который имеет естественную симметричную параболическую форму, когда у вас есть значительный отскок в гидравлической системе, внутренний поршень может двигаться вверх и удерживать клапан открытым на целых 50 градусов поворота кривошипа. Я верю, что парни, работавшие на динамометрических стендах с 70-х по 9-е годыКогда это происходило, сотрудники 0 видели задержку топлива над карбюраторами, и они знали, что впускной клапан остается открытым».

«Хотя эта часть их гипотезы была верна, механизм был инициирован дребезгом клапана, а затем автоматической регулировкой подъемника, а не каким-либо «накачиванием» гидравлического подъемника», — объясняет Годболд. «Производитель двигателей [и многократный чемпион Engine Masters Challenge] Джон Каас однажды рассказал мне историю о своем опыте с накачкой гидравлического подъемника. Ни он, ни я не можем полностью объяснить этого…»

«У них был внутренний обратный клапан, который застрял в масляном насосе, и давление масла зашкаливало при более высоких оборотах. Этот двигатель с гидравлическим подъемником действовал точно так же, как «накачка» из учебника.Поршень высокого давления имеет площадь поверхности чуть менее половины квадратного дюйма, поэтому можно предположить, что для преодоления 150-фунтового давления потребуется почти 400 фунтов на квадратный дюйм давления масла. / весной», — говорит Годболд. «В этом типе расчета даже не упоминаются сумасшедшие силы инерции в 1500 с лишним фунтов от открытия и закрытия клапанов, но как только Джон заменил этот испорченный масляный насос, двигатель заработал нормально!»

Характеристика	Значение	Единица измерения	Примечания
Диаметр поршня гидравлического подъемника	.625	дюйм	Типично для большинства гидроподъемников
Зона поршня	.307	квадратный дюйм	Площадь = Пи(R) в квадрате
Давление масла	100	фунтов на квадратный дюйм	фунт силы на квадратный дюйм
Сила на толкателе	30,7	фунтов силы	F= давление x площадь
Коэффициент коромысла	1,7	:1	Усилие на наконечник уменьшается на коэффициент коромысла
Суммарная сила, действующая против нагрузки пружинного седла	18,0	фунтов силы	Для типичных уличных нагрузок на сиденье этих значений может быть достаточно, чтобы компенсировать более 10 % общей нагрузки на пружину сиденья, но недостаточно для преодоления общей нагрузки на сиденье.

Вот таблица быстрого расчета с реальными значениями силы, действующей на открытие клапана. Вам придется приблизиться к давлению масла 1000 фунтов на квадратный дюйм, чтобы фактически преодолеть нагрузку на седло клапана, но даже 100 фунтов на квадратный дюйм могут компенсировать десять или более процентов нагрузки на седло.

Интересно, но это опыт из вторых рук, который Годболд не смог воспроизвести. «Я никогда не видел ничего подобного на Spintron, но мы никогда не сходили с ума от давления масла. Мы, вероятно, могли бы сделать подъемник [пересилить пружину клапана], но математика выглядит искаженной, поскольку это невозможно, пока давление масла не превысит 150 фунтов на квадратный дюйм», — говорит Годболд. «В этот момент вы можете снять почти 50 фунтов нагрузки на седло с пружины и тем самым сделать вашу систему нестабильной, что приведет к подпрыгиванию, а затем к удерживанию впускного клапана на 30 с лишним градусов, как я описал изначально».

Гонщики — изобретательная порода, и в прошлом они пробовали много вещей, чтобы использовать более агрессивные распределительные валы, будучи ограниченными гидравлическими подъемниками. «Существует несколько трюков, которые были опробованы при работе со сплошными профилями натянутых плетей на очень высоких подъемниках со сливом, но они не очень эффективны, так как обычно вы устанавливаете плети на сложенной высоте подъемника, и лучше использовать солидный лифтер», — рассказывает Годболд. «Подъемник Comp Cams с коротким ходом имеет меньшую камеру высокого давления и может работать как с более агрессивным профилем, так и с более высокими оборотами, и оба пути используются довольно успешно. Единственный фактор, который следует учитывать при использовании подъемника такого типа, заключается в том, что предварительная нагрузка должна быть установлена ​​точно».

На этом разрезе сбоку показана камера высокого давления, в которой циркулирует ценная смазка. Вы также можете увидеть пружину, описанную в тексте, которая, по некоторым ощущениям, пересилена высоким давлением масла. Исследования показали, что это явление встречается очень редко.

Существуют и другие факторы, влияющие на поведение подъемника, например само моторное масло. «Температура масла и аэрация играют важную роль в эффективной жесткости подъемника. Поскольку масло, как правило, становится более насыщенным воздухом при более высоких оборотах, а инерционные нагрузки толкателя резко возрастают, мы видим, что гидравлические подъемники «действуют» так, как будто они имеют большее усилие при увеличении оборотов», — рассказывает Годболд.

При изменении температуры масла изменяется и его фактическая вязкость. «Эффективная продолжительность уменьшается с температурой. Люди были бы шокированы, увидев, насколько эффективный зазор гидравлического подъемника меняется в этих условиях. Толкатели с коротким ходом уменьшают этот эффект, но причина, по которой плавная регулировка гораздо более распространена в гонках, заключается в постоянстве движения клапана при различных температурах и условиях аэрации масла», — говорит Годболд. «Ненавижу быть слишком критичным, но обсуждать влияние накачки — это все равно, что спрашивать, кто победит в схватке между снежным человеком и лохнесским чудовищем. Это такая редкость».

Плоский или роликовый — кто в безопасности?

«Система внутренней регулировки очень похожа как в конструкции с плоским толкателем, так и в конструкции с роликовым толкателем. Обе системы имеют очень похожие скорости кровотечения. Существуют незначительные динамические различия из-за типичных характеристик массы, ускорения и скорости, но в целом эти два типа гидрокомпенсаторов ведут себя очень похоже», — объясняет Годболд.

Херхейм соглашается, говоря: «Как гидравлические роликовые, так и гидравлические плоские толкатели технически подвержены накачиванию. Мы чаще сталкивались с этой проблемой в гидравлических роликах, чем в гидравлических кулачках с плоскими толкателями. Это связано со значительным весом подъемника и используемыми агрессивными профилями кулачков».

Традиционный толкатель с плоским толкателем остается популярным вариантом начального уровня для энтузиастов с ограниченным бюджетом. Внутренние инженерные решения, а также усовершенствованные материалы и возможности управления маслом делают их отличным выбором для многих. Строгое соблюдение процедур обкатки и использование масла с достаточным содержанием цинка в критический период обкатки является ключом к тому, чтобы помочь им безупречно работать в течение длительного времени.

Годболд продолжал погружаться глубже. «Реальные различия в скорости стравливания, эффективном зазоре и динамической стабильности в значительной степени зависят от вязкости масла», — объясняет он. «Как мы упоминали ранее, важна фактическая рабочая вязкость, следовательно, зависимость от температуры и аэрации масла, а также номинальная вязкость».

Скорость опускания подъемника (которая напрямую связана с эффективной жесткостью и динамической стабильностью узла подъемника, а также со скоростью, с которой подъемник может регулировать себя), вероятно, является наиболее важным фактором в конструкции гидравлического подъемника. «Допуски между внутренним поршнем толкателя и внутренними стенками корпуса толкателя являются наиболее строго контролируемыми размерами в современном двигателе. Другими словами, попытка заставить гидравлическую систему работать точно и стабильно на высоких оборотах — это, безусловно, то, с чего вы начинаете работу с любым гидравлическим роликовым или плоским толкателем».

Мы спросили Годболда, есть ли на горизонте какие-либо инновации, которых могут ожидать энтузиасты. Он сказал нам, что на полках уже есть много вещей, о которых люди могут не знать, и еще больше интересных технологий появится в ближайшем будущем.

«Есть действительно потрясающие новые идеи, связанные с новыми конструкциями профилей, более легкими компонентами (для снижения нагрузки на гидравлическую систему) и новыми пружинами клапанов, которые быстро развиваются. Усовершенствования в измерении слива и динамических характеристик гидравлики также улучшают существующие конструкции».

Одна интересная концепция проиллюстрирована в гидравлических подъемниках Variable Duration Ховардса, изображенных здесь для Ford 5. 0L. Рекламируемые как сокращающие продолжительность на 10 градусов при 3000 об/мин, они намеренно используют свойство гидравлических подъемников, против которого борется большинство компаний.

«Кроме того, такие ребята, как Lake Speed ​​из Driven, работают над формулами масел, которые более эффективно удаляют микропузырьки при аэрации, уменьшающей количество масла. Вместе все это значительно увеличивает безопасный диапазон оборотов гидравлических систем. У нас есть 6,0-литровый двигатель LS, который был выше 9000 об/мин более 200 раз на динамометрическом стенде Comp Cams!»

«Компоненты, которые люди выбирают для своей сборки, часто не все от одного производителя, и это часть удовольствия от гонок и сборки хот-родов», — говорит Херхейм. «К сожалению, это также может стать проблемой, если компоненты не подходят для совместной работы. Ключом к тому, чтобы клапанный механизм был точным, является наличие хорошо подобранных компонентов для требуемой цели».

После разговора с некоторыми замечательными парнями, которые зарабатывают на жизнь созданием высококачественных компонентов клапанного механизма, кажется, что подкачка гидравлического подъемника является редким явлением, хотя и остается маловероятной.