Оглавление

Гидротолкатели.

Историческая справка:

Первые патенты на гидрокомпенсаторы зазоров клапанов были зарегистрированы в США в 1920 году. С 1960 года 90% всех американских легковых автомобилей стали серийно выпускаться с гидрокомпенсаторами. Производство ГК в ФРГ было начато в 1971 году. С 1978 года большинство остальных ведущих автомобильных фирм серийно применяют эту технологию.

Впускные и выпускные клапаны нагреваются до разной температуры, поэтому величины необходимых для них тепловых зазоров различны: для впускных клапанов – 0,07 … 0,25 мм, а для выпускных – 0,09 … 0,35 мм и даже больше. Если эти величины не соблюдены, последствия могут быть самыми разными:
при «перетянутых» впускных/выпускных клапанах (зазор мал или его вообще нет) из-за неполного их закрытия снижается компрессия, что приводит к потере мощности, прогоранию тарелок клапанов и их седел, воспламенению топливо-воздушной смеси во впускном/выпускном коллекторе (при проникновении пламени), возникновению калильного зажигания (из-за перегрева кромок клапанов). Если клапан оказывается приоткрытым, при любом температурном режиме заметно ухудшаются пусковые характеристики двигателя;
при увеличенных зазорах возникают повышенные ударные нагрузки, которые, воздействуя на детали ГРМ, снижают их ресурс. Кроме того, ухудшается наполнение цилиндров свежим зарядом, а это чревато снижением крутящего момента и мощности мотора.

Хорошей работы мотора, можно добиться установкой хорошо выполненных, геометрически правильных стандартных толкателй. Их ускоренный износ компенсировать можно только регулярной проверкой зазоров. Хотелось какого-то более прогрессивного решения данного вопроса.

Но следует заметить, что начинать возиться с установкой гидрокомпенсаторов следует не с самих гидрокомпенсаторов, и, даже, не с подвода масла к месту их установки, а… с Наших Кривых распредвалов.

В какой-то момент стали копать, почему же с компенсаторами мотор может становиться менее резвым. Изменяются фазы? Да как бы и не сильно так уж…

Когда у людей дошли руки померять биение на тыльной стороне кулачка распредвала — стало понятно, что наши распредвалы, иногда могут напрочь запороть всю идею установки компенсаторов. Оно и логично: если на тыльной стороне кулачка наблюдается биение в ТРИ десятки, то скорее всего гидротолкатель отработает эти три десятки в пользу приоткрывания клапана на какую-то небольшую величину. Не большую, но ее вполне хвати, чтобы порушить герметичность клапанов, перековеркать фазы, а в худшем случае перегреть клапана, которые не будут успевать отдавать тепло с себя на седла и дальше в тело голов.

Потому начните с промеривания фаз и биений нерабочей поверхности кулачка.

При первой переделке, из доступных деталей выбрал компенсаторы зазоров клапанов от опеля рекорда 80-ых годов, которые проще всего поставить в наш мотор. Взял на пробу б/у-шные детали. На первом фото родной толкатель, сломанный от пирклинивания клапанов, и опелевский ниже. Картер пилить надо. Диаметр больше нашего. Как вариант, развернуть картер и поставить в него бронзовую втулку (по наруже 25, внутри 21,4мм, со ступенькой для посадки в картере), в которой будет ходить ГК ( читай: ГидроКомпенсатор зазоров клапанов, он же гидротолкатель). Втулка описывается в книгах и как способ ремонта посадочного места для обычных толкателей.
mt_gidro_push1Поскольку длинна рекодовского ГК меньше на 3мм, и его надо пред-обжать немного, то решил сменить опелевскому переднюю часть. Да, добавил веса, что не есть хорошо. Но, во первых добавил и длинны, что позволяло не перетачивать штанги. (С точки зрения веса, лучше взять штанги подлинее, но не весом единым…) Во вторых мы помним, что штагнга приходит к толкателю под углом, и добавляет нагрузки на посадочное место картера. Отдельной деталью, увел эту нагрузку (и зону износа картера) от той зоны, где масло входит в компенсатор. Там износ картера нам очень нежелателен, поскольку с его выработкой упадет давление масла. А его хоть и с избытком (у меня тройной маслонасос, которого хватает на многое), но все же. Как видим, шайбы, ограничивающей раскрытие компенсатора теперь не стало.

Есть у меня подозрение, что благодаря этим опорам для штанги (показаны на следующем фото, дополнительная деталь) оно у меня и было работоспособно… На опорах четко виден след от толкателя, видимо они по началу, при запуске, работали как толкатели, а уже потом набирая масла начинали работать как гидротолкатели.
Стоят-то компенсы у нас под наклоном, масло из них явно все таки вытекает…

zazor_gkУстанавливать компенсаторы следует без масла в них. Если пришлось снимать голову по каким-то причинам, то надо вынуть и компенсаторы, вынуть из них плунжер и освободить корпус от масла.

После сборки мотора следует отрегулировать винты коромысел так, чтобы мы могли, нажав на штангу, увидеть как между пяткой коромысла и колпачком клапана появился некий принудительный зазор. Принудительный потому, что даже без масла пружина внутри компенсатора всегда давит на плунжер, он на штангу, штанга на коромысло, а оно всегда прижато к клапану.

Начальный зазор можно поставить около полутора миллиметров (это составит миллиметр по компенсатору). Если после запуска компенсаторы работают со стуком и долго не затихают (отдельно проверить и на холодном и позже на горячем моторе), этот зазор можно последовательно увеличить до 2, потом 3, и максимально 4,5мм. Первые секунды работы мотора он может плохо работать из-за не полного открывания клапанов пока компенсаторы не наполнятся маслом и не заработают как положено. Но и большого зазора не следует бояться. Почему максимальный зазор 4,5мм, если компенсатор имеет рабочий ход всего 3мм? А это потому, что плечи коромысла разные.

Можно не мерять зазор, а просто выкруить регулировочный винт до тех пор пока принудительный ход коромысла не уменьшится до нуля, а потом вкручивать винт сначала на один оборот, а потом при необходимости по пол оборота, что даст свободный ход компенсатора миллиметр за оборот винта (резьба 8х1). Тогда диапазон регулировки 1-3 оборота винта.

НАПОМИНАЮ! Перед тем как оценивать тишину работы системы, УБЕДИТЕСЬ!, что колпачки клапана находятся на достаточном расстоянии от тарелки и не производят стучащих звуков, а так же УБЕДИТЕСЬ!, в том, что штанга не касается при срабатывании ни к корпусу штанги, ни к шайбе, которая подставляется под гайку крепления голов цилиндра!

Часто получается так, что штанга стушит по шайбе, а человек думает, что не работает компенсатор и ковыряет его снова и снова, а звук цокающий не пропадает…

В свое время те, кто не понимал как девайс работает, выражали опасения, что без шайбы ГК «раскроется» и клапана не будут закрываться. Проверено: работает. Работает потому, что компенсатор выбирает зазор не за счет давления масла, а за счет пружинки, выталкивающей плунжер.

mt_gidro_push2Чтобы компенс «раскрылся» и клапана не закрывались, нужны слабые клапанные пружины. Но у нас-то давно уже вазовские (вернее «восьмерочные» для гидрокомпенсаторов), так, что все ОК.

пс: если клапана увеличенные, как сейчас модно, то вазовских пружин может не хватать, для нормальной работы механизма. Это приводит к тому, что клапана не закрываются и могут при этом прогореть. На моторе с увеличенными клапанами не смогли добиться нормальной работы компенсаторов, в причинах так и не разобрались, ибо компенсаторы выпотрошили и они превратились в гидроаммортизаторы, которые установили с таким же зазором, как и родные толкатели. Просто побоялись того, что клапана могутподвисать, компенсаторы открываться больше нужного, иза этого не закроются клапана и прогорят. А увеличенные клапана стало как-то жалко, хозяин решил не рисковать.

Есть у использовавшегося компенсатора и еще один недостаток. Поскольку распредвал оказывает на толкатель нагрузку не только толкательную, но и «сдвигательную» (из-за сил трения между кулачком распредвала и пяткой толкателя), то ближе к рапредвалу толкатель сильнее прижимается к картеру, чем хотелось бы. Недостаток данного рекордовского ГК в том, что у него в этом месте маловато площади соприкосновения с картером. То есть от края пятки толкателя, до первой канавки на нем маловато расстояния.

В силу маловатости этого расстояния, а также коротковатости, поиски альтернативы продолжались.

Для тех, у кого есть технологическая база, и кто может где-нибудь заказать серьезно изготовленные детали (важно и качество металлообработки, тоесть чистота и геометрия поверхностей, и термичка с цементацией) может рассматриваться следующий вкариант:

ГК от опеля кадета и он же в разобранном состоянии:

mt_gidro_push3mt_gidro_push4

Почему я сказал «технологические возможности»?

Ну, как видите, там нет углублений под нашу штангу как таковую, ибо работает он как опора и не со штангой. Следовательно, нам надо отрезать шарик (за это не каждый токарь берется, ибо резцы ломать жалеют об хорошо цементированную поверхность), и изготовить дополнительную отдельную детальку — упор для штанги. Два таких вот отрезанных шарика, между прочим, дают нам вполне симпатичную гантельку, которую сварить надо будет особым хитрым образом, но все же. Хитрость сварки должна быть в том, что гантель нельзя перегреть, ибо отличная калка и цементация шарика уйдут коту под… Но это решаемо.

Тоесть идейно, потрудившись с поиском изготовителей, мы можем получить парочку симпатичных деталей.
mt_gidro_push31mt_gidro_push5Углубление на дополнительной детали можно делать под родную штангу, а можно, раз уж все равно деталь изготавливаем….
Под волговскую.

Длинна у них очень близка, но диаметр волговской больше, что позволит обточить ее под форму веретена: оставить толстой в центре (участок посредине, длинной около 30-50мм) и свести к стандартной толщине по краям. Для веса, и для того, чтобы не цеплять кожухи штанг при работе. Согнуть ее трудно, но если будет касаться чего-то при работе — может «перегрызться». При сборке поставьте головы сначала без верхних резинок, уплотняющих корпуса штанг, и покрутите движок. Ничего не должно заедать и цокаться. Ибо цоканье всегда приводит к покоцанью, а то, в свою очередь к очередной поломке. Заодно, ставя головы промеряете маслом камеры сгорания, дабы выровнять их при окончательной сборке.

Кстати, штанги.

mt_gidro_push6Углубления для штанг, как они у меня. Нижне-левая деталь для волговских. У волги штанга уходит внутрь толкателя почти до дна, и выпасть не может в принципе. У нас — может. Но куда? В резиновый уплотнитель корпусов штанг? Ну как выпадет, так и впадет обратно. Рогдная штанга при таком раскладе тоже может выпасть из гнезда, и вернуться ей будет ой как сложнее.

На детали также проделано миллиметровое отверстие, которе снабдит пару трения маслом. Давление масла через него не потеряется, потому как радиус наконечника штанги и углубления для него совпадают, штанга плотно прижата; и штангу давление не отодвинет, ибо настроенное на 4 атм, при диаметре отв 1мм даст силу отталкивания аж (грубо, даже не пересчитывая) меньше 40 граммов.

mt_gidro_push7mt_gidro_push8Дальше для интереса сравниваем два нижних девайса: тот, что уже ездил, и новый. Новый кажется короче? Нет. у него углубление под штангу большого радиуса и неглубокое, а у ездившего — глубокое для родной штанги. То есть расстояние от края пятки до дна углубления — одинаково. В любом случае, это регулируется конструкцией опоры штанги.

Зато на снимке видим, что опорная поверхность слева (от пятки до первой канавки) больше, как нам и хотелось.

Пятка нового (асконовского) толкателя, не предназначена ходить по распредвалу. Он имеет плохую поверхность (можете увидеть не шлифованный экземпляр на самом нижнем снимке), и диаметр 17мм, который для нас скорее всего «маловато будет». Одним словом — стремно. На поверку оказалось, что система работает с компенсатором как есть, но все равно какой-то осадок остается, ведь не предназначена эта пятка для работы по ней распредвала.

mt_gidro_push9mt_gidro_push91mt_gidro_push92Для тех, кто рисковать не хочет, придется позаглядывать внутрь компенсатора и придумать, как изготовить правильную пятку. Как видите — все реально. На фото в самом низу — обойма асконовского компенсатора с новым подпятником.

Есть неудачный пример установки такой пробки-пятки. Дело в том, что компенсатор раскрывается и эта пятка выходит из него. Тут или нужна хорошая запрессовка, или пропаивание латунью, или какая-то возможнось вальцовочной контровки изнутри, или же лелеть не пятку пробку, а пятку колпачек, который не вставляется внутрь компенсатора, а одевается как крышечка на его окончание. Этот вопрос еще до конца не решен.

Ну и вот так вот выглядят все пяточки. Две правые-нижние еще не шлифованы к моменту фотографирования.

Кроме всего прочего, нам еще нужно развернуть отверстия в картере под размер нового толкателя. Я у себя делал это раздвижной разветркой с очень постепенным увеличением ее диаметра. На последних этапах разворачивания диаметр увеличивался чуть ли не по пол десятки. После развертки отверстие перестает быть круглым, оно приобретает форму многогранника, граней по количеству столько же как и ножей на развертке.После раздвижной развертки остается шестигранник, если у нее шесть ножей. Немного положение можно исправить дохонинговывая отверстие трубкой с намотанной на нее наждачкой. Только если не дрелью, то на малых оборотах, постояно проверяя диаметр. Финально отверстие хорошо бы обработать трубкой на которую намотана тряпочка, пропитанная пастой ГОИ.

Но будьте очень осторожны! При такой ручной обработке отверстий проще простого раздолбать отверстие по краям, а середина окажется заужена по диаметру.

gidro_razvertki2gidro_razvertki1Пользоваться раздвижной разверткой можно разве что на самый крайний случай, если ни расточного, ни шлифовального станков в обозримом пространстве нету. Если есть доступ на шлифовку, тогда как вариант можно воспользоваться развертками для ВАЗшатунов, прошлифовав им переднюю часть как направляющую. На фото показаны две развертки, которые были специально прошлифованы. У меньшей носик не режет, он диаметром 20мм, дальше ножи разворачивают отверстие до 21мм. Вторая развертка прошлифована в размер толкателя, с носиком-направляющей частью диаметром 21мм. Как вариант. Способ этот уже опробован, сами понимаете, ибо откуда бы взялись фотки разверток?

gk47В моторе, когда вы уже все отмыли от стружки и можете поставить распредвал и вкинуть толкатели, следует обязательно убедиться, чтобы передний правый толкатель не цеплялся за кулачек заднего левого толкателя. При необходимости придется подпилить кулачек, это проще, чем сдвигать распредвал. Нужно также убедиться, чтобы задний правый толкатель не упирался в подшипник. Под подшипник следует подложить шайбу в 2,5-3мм толщиной, но очень небольшого наружного диаметра, чтобы не закрыть подшипник от масла.

Форма тыльной части кулачка распредвала должна быть близка к идеальной, иначе нормально гидрокомпенсатор может и не работать. Также важно отсутствие люфтов в подшипниках распредвала.

Вам показалось, что тут во всем этом много возни? Давайте прикинем:

Рекордовские — около 10 баксов, плюс деталька (опора штанги).
Аскона — 6 (а то и пять) баксов, плюс опора штанги и пятка. Да еще и остатки в виде деталей для двух гантелек в виде бонуса.

Сейчас народ на форуме проверяет возможность установки компенсатора от нижневального двигателя Fiat Cinquecento 704, у которого детали диаметром 21мм и длинной 56.6. Эти размеры были бы куда более удобными для установки в наш картер, поскольку развертку на 21 найти все же легче, чем изготовить развертку на 21,4 или расточить картер на координатке.

Родные толкатели — пять баксов, и не факт, что вам попадутся хотябы термообработанные (не каленые работают минут 40, после чего их иногда надо вырезать болгаркой из картера, вынув и коленвал и распредвал), я уже не говорю про несоосность диаметров, что дает вам нереальность в выставлении зазоров в принципе, и каждодневных попытках это сделать перед каждым выездом.

Вывод?

Есть одна загвоздка: маслонасос, всеже надо побольше. С этим бодаюсь уже несколько лет, наделал кучу оснастки, инструмента и проч. Процесс, можно сказать, увлекательный, но длительный и затратный.

Главная овчинка этого всего в том, что вы забываете, что оно такое - зазоры клапанов, а с ними забываете как звучит этот цокот, гооооораздо реже меняете распредвал.

Минус: гидротолкатели тяжелее родных, поэтому не сходите с ума по заоблачным оборотам для этого двигателя. Ему это и не нужно, поверте. Кто мечтает раскрутить днепр до 9-10 тысяч — это возможно при установке в числе прочего облегченных толкателей с системой подачи масла к ним. Но во первых ЗАЧЕМ раскручивать Этот двигатель?; и Во вторых — цена/эффект: крутнуть пару раз двиг — произвести эффект на дурзей и снова в гараж на ремонт? Деструктивный какой-то подход, однако. Нет, это не тюнинг.

Вот долговечности, и нормальной работы добавить — это тюнинг.
В продолжении, а то и ранее этого всего, советую задумываться над обеспечением двигателю постоянного давления и температуры. С давлением понятно: лЮдский насос — хорошее сердце мотора, а вот с температурой — мне уже, без термостата и радиатора — не интересно.

mt_gidro_push93Ну… удачи всем, в этой нелегкой борьбе с производителем.

Как обеспечить питание всей этой схемы маслом, мы поговорим отдельно, в очерке Cистема подачи масла к толкателям.

Комментировать, советовать.