Как известно, двигатели семейства 406 были одними из первых отечественных двигателей, на которых в приводе распределительного вала вместо механического стали применять гидравлический натяжитель.
Основной рабочий элемент такого натяжителя – гидравлический демпфер, т.е. внутренняя замкнутая камера переменного объема, образованная подвижным плунжером и корпусом, которая через обратный шариковый клапан связана с напорной магистралью системы смазки, а через кольцевой дроссель (демпфер) плунжерной пары - со сливом. Кроме того, в натяжителе предусмотрен ограничитель обратного хода. Гидравлический демпфер отслеживает колебания цепи привода распределительного вала и «гасит» ее колебания; механический ограничитель обратного хода ограничивает обратное перемещение плунжера в пределах 4 мм в случае несрабатывания гидравлической системы. (Кстати, при отсутствии давления масла сразу же прослушиваются характерные стуки, возникающие при ударах плунжера о корпус натяжителя, что служит очень удобным диагностическим признаком неисправности.)
Принцип гидравлического отслеживания и демпфирования колебаний цепи привода распределительного вала с точки зрения теории безупречен. Однако на практике дело обстоит сложнее: гидравлический натяжитель требует высокоточного изготовления составных его частей и высококачественной их сборки. Потому что даже самые незначительные отклонения в том и другом случае резко ухудшают его работоспособность. Кроме того, гидравлический натяжитель, как и любые элементы гидросистем, очень чувствителен к изменениям вязкости масла, гидравлического сопротивления дросселя и засорению (заиливанию) проходных сечений.
У конструкции, показанной на рис.1, в процессе эксплуатации выявились и некоторые присущие только ей дефекты.
Так, при расклинивающем торможении плунжера из-за накопления погрешностей допусков при изготовлении плунжерной пары возникает крутящий момент, стремящийся развернуть запорное кольцо механизма фиксации. При наличии удлиненной канавки на плунжере это иногда удается, и плунжер заклинивает в корпусе.
При пуске холодного двигателя вязкость масла примерно на порядок выше вязкости на горячем двигателе, а в конструкции натяжителя нет устройства, реагирующего на это. Результат – жесткое демпфирование колебаний цепи привода на непрогретом двигателе и, как следствие, интенсивное изнашивание башмака натяжителя или рычага со звездочкой.
Кольцевой дроссель, который представляет собой зазор 0,025-0,030 мм между поршнем и корпусом, выполняет, по существу, и функцию щелевого фильтра для масла, которое проходит через него из внутренней полости натяжителя. Этот фильтр, как и всякий другой, задерживает твердые частицы (продукты износа и др.), находящиеся в масле, т.е. оставляет их во внутренней полости натяжителя, ускоряя тем самым процесс изнашивания пары «поршень-корпус», а иногда способствуя их заклиниванию.
Технологические погрешности изготовления в совокупности с изменением вязкости масла при нагреве и наличием в полости продуктов износа и примесей сделали гидравлический натяжитель одним из самых ненадежных элементов конструкции двигателей серии 406. Поэтому специалисты компании LS GROUP, занимающиеся разработкой натяжителей цепей, вынуждены были создать, запатентовать и внедрить в производство конструкцию, но уже другого типа – гидромеханическую.
Данный натяжитель, в отличие от гидравлического, не отслеживает колебания цепи привода распределительного вала, а поддерживает постоянным зазор между башмаком и цепью, что и обеспечивает минимальную амплитуду колебаний последней. В связи с этим основной составной частью конструкции стал механизм ограничения обратного хода плунжера, а роль гидравлики сводится к обеспечению демпфирования при поддержании рабочего зазора между рычагом и цепью.
Механизм ограничения обратного хода плунжера – шаговый, т.е. он дискретно, с шагом 0,85 м, отслеживает растяжение цепи, а система гидравлического демпфирования обеспечивает поддержание рабочего зазора между рычагом и цепью в диапазоне 0,1-1,0 мм. Благодаря этому натяжитель на всех режимах двигателя работает бесшумно.
Канавки плунжера, в которых размещены запорные кольца, в нашем натяжителе имеют специальный профиль, исключающий вероятность зацикливания плунжера в корпусе при развороте. Кольцевой зазор плунжерной пары подобран для работы в безрасходном режиме, что устранило «паразитную» утечку масла и тем самым сняло проблему загрязнения внутренней полости натяжителя.
В натяжителе применен плавающий золотник дросселя, который в зависимости от вязкости масла меняет его проходное сечение и тем самым автоматически исключает влияние изменения температуры двигателя на износ деталей натяжителя.
Для повышения надежности натяжителя были приняты и чисто технологические меры. В частности, селективный подбор кольцевого дросселя плунжерной пары и дросселя крышки; проверка герметичности обратного клапана, работоспособности механизма ограничителя обратного хода чистоты внутренней полости и т.д. Так что теперь надежность работы натяжителя обеспечивается только одним фактором – работоспособностью ограничителя обратного хода. А она как минимум вдвое выше, чем у прежнего натяжителя, гидравлического, поскольку запорных колец уже 2.
Использовался материал канд.техн. наук В.Н.Кравца.
