В самом деле, почему же, имея такой совершенный образец для подражания, отдельные отечественные разработчики ваяют "шедевры", под которыми можно размещать таблички: "Отбрось аналогии всякий, сюда смотрящий"? Неужели детство у них было настолько тяжелым, что из всех книжек они листали только "Сберегательные"? Впрочем, японцы давно подметили существенную разницу между рукотворными изделиями наших мастеров и детьми.
Сегодняшний наш обзор посвящен гидронатяжителям (ГН) цепи (ремня), предназначение которых заключается в автоматическом (без периодического ТО) поддержании цепи в натянутом положении. Жаль, что пока эта цель в полной мере недостижима для отечественных двигателистов. Основными виновниками низкой работоспособности ГН являются посторонние включения в масле, воздух и - само масло.
Солнце, воздух и вода наши лучшие - враги
Не секрет, что во время обкатки двигателя внутри него вместе с маслом циркулируют продукты износа и просто грязь, смываемая с деталей. Даже верхнеклапанный масляный фильтр пропускает частицы менее 10 мкм, у нижнеклапанного зимой этот предел и вовсе не ограничен. Так что гидронатяжитель может быть заклинен уже с первыми оборотами двигателя! Судя по отзывам владельцев "Волг" с новым 406-ым двигателем, печальные теоретические прогнозы хорошо согласуются с практикой. Иногда механизм натяжения цепи выходит из строя при статически работоспособном ГН - свою "лепту" в развитие автосервисного обслуживания стремятся внести воздух и масло.
Существует различные конструктивные уловки для минимизации вредного воздействия каждого из отрицательных факторов. Например, для снижения вероятности заклинивания от попадания неотфильтрованного мусора в зазор плунжерной пары ГН, кромки плунжера делают острыми (без снятия фаски), чтобы ими как ковшом экскаватора осадок сдвигался, а не проникал в зазор между корпусом и плунжером. Одновременно можно было бы увеличить сам зазор, но тогда ухудшится и герметичность области высокого давления.
С воздухом борются с помощью дополнительных дроссельных отверстий и каналов, но самым эффективным способом остается элементарная вертикальная установка ГН. В этом случае земное притяжение работает на нас, вытесняя воздух верх, из области высокого в область низкого давления, где он достаточно безвреден.
На двигателях ЗМЗ 406-й серии только верхний гидронатяжитель монтируется почти вертикально, поэтому и лучше справляется со своей задачей. Второй (нижний) ГН, как и вазовские гидронатяжители 21214 и 21233, расположен горизонтально, и за их работоспособность не может поручиться никто - налицо явный конструктивный просчет!
Воздух в область высокого давления ГН попадает, например, при сборке на автозаводе, т.к. гидронатяжители туда поступают "сухими". При запуске двигателя масло из системы смазки двигателя заполняет все пустоты, предварительно загнав воздух в область высокого давления. С нагревом двигателя повышается температура и воздуха, который (физика!) увеличивает свой объем и давление, вытесняя (как кукушонок) масло из области высокого давления. В результате у плунжера появляется свободный ход на величину исчезнувшего масла, а дополнительная порция масла из системы смазки двигателя не поступает - шариковый клапан, поджатый изнутри давлением воздуха, закрыт.
Биение цепи порядка 0,5 мм есть даже при использовании механических натяжителей, но в случае с гидравликой положение усугубляется тем, что кроме самих рывков цепи, на нее еще действует сила натяжения плунжера, достигающая 15 кгс! Из истории механических натяжителей известно, что перетяжка цепи (например, с помощью монтировки) приводит к быстрому износу башмака натяжителя и вытягиванию самой цепи. Динамические рывки с указанным усилием и прогрессирующее увеличение амплитуды колебаний (объема паразитного воздуха внутри ГК) довершают разгром.
Шаг вперед - два шага назад?.
Самое обидное для автовладельцев то, что годовой гарантийный срок данная конструкция скорее всего выдержит, а дальше - вы будете работать на сервисные службы завода. Вот только за рубежом малый ресурс цепи и механизма ее натяжения будет воспринят крайне отрицательно всеми, в том числе и влиятельными организациями по защите прав потребителей. Отзывы машин для замены деталей (на такой же брак!), штрафы, подпорченный имидж - известная "карусель" для наших заводов.
Отечественные автолюбители данную проблему (на вазовских машинах) будут решать просто: выдернут внешний маслопровод с тройником у датчика давления масла, нарастят механический натяжитель от ВАЗ-2101 (который уже используют "самоделкины" для волговского шестнадцатиклапанника) и установят его, благо, крепежные места идентичны. Эта же операция избавит собственников машин с модернизированным двигателем от возможных потеков масла (во время эксплуатации) и его "фонтана" в случае аварии (т.т.т. через левое плечо!). Однако не все так плохо: через некоторое время появится еще один вариант доработки двигателя, более рациональный - автономный механический натяжитель для всех марок автомобилей.
С устройством последнего мы ознакомим вас после получения охранной грамоты (патента), а пока несколько слов горемычным владельцам "НИВ" с гидронатяжителями цепи, не желающими прерывать гарантию вышеупомянутым образом. После обкатки (3 - 5 тыс км) гидронатяжитель лучше заменить (со сменой масла) на новый, заправленный маловязким маслом (0W30 или аналогичным) в вертикальном положении для удаления воздуха из области высокого давления. Использовать старый ГН можно (после разборки, промывки и дефектовки), но вряд ли кто будет этим заниматься. Устанавливать заполненный маслом ГН довольно сложно, требуется терпение и сноровка, зато будет больше уверенности в последующей работоспособности механизма натяжения цепи.
Экскриментируете, батенька?
Для снижения влияния воздуха и предотвращения его дальнейшего проникновения в область высокого давления ГН ставьте свою "НИВУ" (при остановках и стоянках) правым боком - по ходу движения - вверх. Это очень легко устроить, каждый раз немного наезжая на бордюр (или заранее приготовленный камень в гараже), а во время запуска двигателя - сделать несколько прегазовок до 3000 об/мин. Весь попавший в ГН воздух вы таким образом, наверное, и не удалите, зато будете знать, что сделали для этого все возможное.
Желающим составить другую половину участников ресурсного эксперимента предлагаем делать все наоборот. Тогда во время стоянки масло из компенсационного объема (области низкого давления) будет стекать в поддон двигателя, и воздух проникнет к маслозаборному отверстию клапана плунжера ГН. С первыми оборотами двигателя вместо недостающей порции масла (при остывании объем уменьшается) плунжер глотнет несколько миллилитров воздуха, и этот пузырек станет еще одним затворником в темнице под названием "область высокого давления плунжера ГК". Затем следует нагрев воздуха ® вытеснение масла ® биение плунжера ГН ® износ натяжного механизма и цепи ® подсос воздуха, и все заново. Максимальный пробег до износа башмака натяжителя при таком издевательстве над двигателем не должен превысить 20 тыс км. Кто меньше, господа?
Гидронатяжитель для мотора ВАЗ-21233 более совершенен, но головка блока под него слишком долго идет на конвейер (эдакий производственный "тихоход"). Подвод масла у данного ГН выполнен изнутри двигателя, т.е. отсутствует наружный трубопровод, а компенсационный объем постоянно заполнен маслом. В то же время этот ГН представляет собой застойную зону, в которой будут смешиваться масла при их периодических сменах. В случае необдуманных переборах с марками масел разных производителей в ГН могут происходить химические реакции с выпадением осадка и последующим заклиниванием плунжера ГК.
Большинство вышеприведенных рекомендаций применима и к 233-му гидронатяжителю, прибавляются повышенные требования к чистоте и вязкости первичной (заводской либо ремонтной) заправки маслом - циркуляции через ГН практически нет. И вообще, к маслу (его чистоте, вязкости и периодичности смены) отношение должно быть благоговейным. Однако, как уже было сказано, технология заводской сборки не оставляет шансов для долговременной работы гидронатяжителя.
В одной стране живем - и юмор должен быть одинаковым
Как ни странно, гидронатяжитель для двигателей ЗМЗ-406.10 со ступенчатым (пошаговым) перемещением плунжера - по конструкции самый современный из представленных - был раньше освоен и внедрен на конвейере. Плунжер у этого ГН оснащен стопорным кольцом, а в корпусе выполнены кольцевые проточки с разным наклоном стенок для направленного одностороннего выдвижения плунжера ГН. Обратный ход ограничен шириной кольцевой проточки и составляет (у ярославских ГН) порядка 2 мм. Таким образом, при попадании воздуха в область высокого давления данного ГН амплитуда колебаний не превысит этих 2 мм. Впрочем, и такие биения в массовом масштабе (миллионы циклов!) прогрызают в натяжном башмаке "колорадский каньон". А к причинам заклинивания ГН добавляются плохо обработанные заусенцы на стопорном кольце.
Одной из самых неуловимых и малоизученных неисправностей являются гармонические колебания плунжера в зависимости от упругости пружины и воздействующего давления масла. Из всего диапазона гармоник частот колебания цепи и пульсаций давления масла всегда найдется резонирующая частота, которая приведет к многократному увеличению амплитуды колебаний плунжера вазовских гидронатяжителей 21214 и 21233 (у "волговского" эта величина ограничена 2 мм). Противодействовать резонансу на ГН без проведения широкомасштабных исследовательских работ невозможно.
Надо думать, что со временем обратный ход (читай: амплитуду колебаний) сократят до приличествующих 0,5 мм, хотя технологически это выполнить достаточно сложно. Как и научатся бороться с заусенцами на стопорном кольце (уже прилаживают немецкий ГН, фирмы INA - других способов, наверное, нетlhe). Однако снизить вероятность выхода из строя по остальным причинам (посторонние частицы в масле, резонанс и т.д.) будет довольно сложно. Единственный выход - это оснащение двигателей автономным механическим натяжителем, о котором мы расскажем в следующий раз.