Типы толкателей клапанов
Перед тем, как вы сделаете осознанный выбор распредвала, нужно кое-что узнать об основных параметрах конструкции. Распредвалы должны быть предназначены для работы с определенным типом толкателей клапанов, и не должны использоваться с другим типом. Существуют три основных типа толкателей клапанов: механические, гидравлические и роликовые. Механические толкатели являются самыми старыми, простыми и дешевыми. Из-за своего небольшого веса, механические толкатели позволяют двигателю вращаться намного быстрее перед срабатыванием клапанов. Основными недостатками механических толкателей являются необходимость частой регулировки клапанов и шум от их работы.
Типы толкателей клапанов
Перед тем, как вы сделаете осознанный выбор распредвала, нужно кое-что узнать об основных параметрах конструкции. Распредвалы должны быть предназначены для раб
1000
оты с определенным типом толкателей клапанов, и не должны использоваться с другим типом. Существуют три основных типа толкателей клапанов: механические, гидравлические и роликовые. Механические толкатели являются самыми старыми, простыми и дешевыми. Из-за своего небольшого веса, механические толкатели позволяют двигателю вращаться намного быстрее перед срабатыванием клапанов. Основными недостатками механических толкателей являются необходимость частой регулировки клапанов и шум от их работы.
Гидравлические толкатели являются наиболее популярным типом, используемым на двигателях. У них есть небольшая внутренняя камера, где накапливается моторное масло, и контрольный клапан для предотвращения обратного потока масла. Эти особенности позволяют толкателю автоматически компенсировать разницу в клапанных зазорах. Стандартные гидравлические толкатели относительно недороги и не требуют технического обслуживания, однако, на высоких оборотах они стремятся «прокачиваться» и клапаны зависают. Существуют специальные толкатели, которые расширяют диапазон оборотов достаточно, чтобы удовлетворять потребностям практически любого двигателя. Гидравлические толкатели являются наиболее популярным типом толкателей, используемым на форсированных двигателях, и хорошо работают во всех условиях. Роликовые толкатели клапанов являются лучшими и наиболее дорогими толкателями. Они увеличивают мощность и улучшают топливную экономичность путем уменьшения трения. Роликовые толкатели имеются и в механическом и в гидравлическом вариантах. Если позволяют средства, приобретите роликовые толкатели, и рассчитанный для работы с ним распредвал. Далее следуют гидравлические; механические толкатели — самые нежелательные для форсированного двигателя.
Толкатели клапанов непосредственно контактируют с кулачками распределительного вала и преобразуют вращательное движение вала в возвратно-поступательное движение, которое управляет клапанами. Толкатели разделяются на две главные категории: жесткие и гидравлические. Внутри каждой из этих категорий имеются три типа, основанные на конфигурации поверхности контакта с кулачком распредвала: обычный плоский толкатель, версия плоского толкателя с широким основанием, и роликовый толкатель. Каждый распредвал специально сконструирован для работы только с одним типом толкателей, т.е. с жесткими, роликовыми, гидравлическими и т.д., и они не взаимозаменяемы между собой. Если распредвал был сконструирован для жестких толкателей, то кулачки вала располагаются так, что при использовании жестких толкателей клапаны будут открываться и закрываться в нужный момент времени. Установка гидравлических или роликовых толкателей на вал с профилем кулачков, предназначенных для плоских толкателей, не обеспечит клапанам требуемых фаз газораспределения. Фактически, даже роликовые толкатели не являются одинаковыми: некоторые из них имеют ролики большего размера. Нужно, чтобы распредвал был согласован с толкателями, разработанными для него фирмой-производителем.
Жeсткие толкатели
Жесткий толкатель представляет собой, по сути, цилиндр с плоской поверхностью на одном конце, которая контактирует с кулачком распредвала. Так как жесткий толкатель (иногда называемый механическим толкателем) не имеет системы гидравлического выбора зазора, то в механизме привода клапанов требуется наличие рабочего зазора, чтобы иметь возможность для расширения (термического) деталей.
Клапанный зазор обычно регулируется. Если клапанный зазор недостаточен для компенсации расширения деталей, то клапаны могут оказаться постоянно приоткрытыми. Это приведет к драматическим потерям мощности и к преждевременному выходу из строя клапанов и/или седел клапанов. Регулировка клапанного зазора является операцией периодического технического обслуживания и должна производиться каждые 16.000 км.
Гидравлические толкатели
Ручная регулировка зазоров на некоторых двигателях, особенно на последних моделях форсированных двигателей, может быть затруднительной. К сч
1000
астью имеется неожиданно простая альтернатива: гидравлические толкатели. Гидравлические толкатели автоматически регулируют механизм привода клапанов, поддерживая нулевой зазор плунжера на маленькой камере с моторным маслом под давлением.
Камера со сжатым маслом, работающая совместно с точно контролируемым отводом масла, позволяет плунжеру перемещаться вверх и вниз, создавая нагрузку на систему и поддерживая нулевой зазор. Плунжер сразу же компенсирует тепловое расширение и/или износ деталей.
Распредвал с гидравлическими толкателями уменьшает проблемы, связанные с регулировкой клапанных зазоров и обеспечивает тихую (благодаря нулевому зазору) и безотказную работу при условии чистоты моторного масла. Многие из распредвалов, которые вы, вероятно, будете использовать, не требуют никаких более экзотических деталей, чем стандартные гидравлические толкатели. Конечно, при установке нового распредвала должны устанавливаться новые толкатели (для предотвращения ускоренного износа при начальной приработке). При правильном использовании общая стоимость и надежность современных гидравлических устройств делают их очень привлекательными.
Нормальный гидравлический толкатель имеет плунжер, расположенный на уровне масла в маленькой камере. Каждый гидравлический толкатель позволяет контролируемому количеству масла выходить из камеры, Этот выходящий объем обычно намного меньше объема масла, который может попасть в толкатель из двигателя. Однако, если скорость выхода масла увеличивается более определенного значения, то толкатель будет сжат или «опустошен» за тот интервал времени, за который он открывает клапан, преодолевая усилие клапанной пружины. Это сильно уменьшает высоту подъема клапана и продолжительность его открывания, и обычно считается достаточной причиной для того, чтобы выбросить изношенные толкатели. Однако, если утечка масла точно контролируется по конструкции, а толкатели используются со специальным распредвалом, то общий эффект состоит в уменьшении «радикальной» природы распредвала при низких оборотах, когда толкатели имеют достаточно времени для уменьшения продолжительности открывания клапанов и их подъема. При более высоких оборотах двигателя, однако, интервал открывания клапана такой короткий по времени, что толкатель не может на заметную величину уменьшить подъем клапана или продолжительность открывания, и на клапаны передаются полные профили кулачков распредвала. Этот тип толкателя называется толкателем с быстрой или умеренной скоростью выхода масла (в зависимости от его расчетной скорости выхода масла) и, как вы можете представить себе, это может дать преимущество при его использовании в форсированных двигателях. Высокие скорости утечки масла из толкателей предотвращают появление у распредвала характеристик, обеспечивающих полную передачу профиля его кулачков на механизм привода клапанов. В результате такие толкатели часто слишком сильно ограничивают распредвал, не допуская реализации его потенциала в области высоких оборотов, хотя они и обеспечивают заметный рост крутящего момента на низких оборотах. Проще говоря, толкатели с высокой скоростью утечки масла помогают улучшить крутящий момент на низких оборотах, вакуум, приемистость и т.д., но они часто уменьшают мощность на высоких оборотах.
Лучшим подходом к полноценному применению толкателей с увеличенной скоростью вытекания масла является использование только толкателей со средними скоростями вытекания масла, которые будут смещать продолжительность открывания клапанов в большую сторону примерно на 10 градусов при низких оборотах. Другими словами, у вас есть выбор. Вы можете выбрать распредвал, который имеет большую на 10 градусов продолжительность открывания клапанов, и позволяет толкателям сглаживать его работу на низких
1000
оборотах, или использовать толкатели с умеренной скоростью вытекания масла с имеющимся распредвалом, и получить преимущества в улучшении крутящего момента на низких оборотах. Последний выбор является более разумным, особенно для тяжелых автомобилей и автоматических трансмиссий, с гидротрансформаторами со стандартными оборотами блокировки.
Роликовые толкатели
Третьим типом толкателей, обычно используемых в форсированных двигателях являются роликовые толкатели. Эти толкатели имеют ролик вместо плоской поверхности в месте контакта с кулачком распредвала. Так как эти толкатели катятся по кулачку вместо того, чтобы тереться об него, они являются более надежными при высоких нагрузках и на высоких оборотах. Фактически, кроме стоимости, они являются отличным выбором в любом двигателе, где усилие на седло — более 63 кг. Роликовые толкатели позволяют использовать очень высокие значения подъема клапанов и очень высокие скорости открывания. Распредвалы с такими характеристиками обеспечивают мощность, но они определенно не подходят для использования в стандартных двигателях. Существуют профили кулачков, которые имеют большие, но не жесткие скорости открывания, которые характеризуют качественные распредвалы для форсированных двигателей. Многие из профилей находятся за пределами плоских толкателей, но те же самые скорости открывания, обеспечиваемые профилем ролика, являются в большей степени преимуществами. Качественный распредвал с роликовыми толкателями для повседневных применений часто обеспечивает увеличение мощности, по сравнению с тем же валом с толкателями плоского профиля, однако, плохой то, что этот узел будет стоить в 2 — 3 раза дороже.
Попытайтесь выбрать распредвал, который использует легкие роликовые толкатели, т.к. это уменьшит требования к усилию пружины и улучшит надежность, но сначала убедитесь, что вы используете роликовые толкатели, которые предназначены для вашего конкретного распредвала. Толкатели используют различные диаметры роликов, и уникальные механизмы против вращения. Толкатели не взаимозаменяемы! Всегда точно следуйте рекомендациям фирм-производителей распредвалов. Если вы используете распредвал с роликовыми толкателями, убедитесь в том, что вами приняты меры по предотвращению «шатания» распредвала вперед — назад в блоке цилиндров. Если этого не сделать, то есть опасность того, что толкатель может наскочить на соседние кулачки вала!