Нужно ли мне беспокоиться о длине штанг толкателей ГРМ?
Если ваш двигатель полностью стоковый, ответ — нет. Ваши стоковые толкатели спроектированы так, что их длина находится в пределах допустимого диапазона даже в самой грустной ситуации с допусками.
Но, когда мы занимаемся тюнингом двигателей, очень часто вносятся изменения, которые в совокупности или по отдельности могут повлиять на длину толкателей:
- Изменение высоты головки блока цилиндров изменяет высоту расположения коромысла относительно распредвала и это необходимо учитывать при определении длины толкателей. Очень часто в форсированных моторах для повышения степени сжатия головку чуть укорачивают, шлифуя нижнюю поверхность. Помимо этого, разные головки HD выше или короче друг друга, поэтому, при замене деталей необходимо учитывать изменения общей высоты головки цилиндра.
- Использование более тонких прокладок, чем штатные, и/или отсутствие прокладки под цилиндром для повышения компрессии или улучшения зазоров — очень распространенная практика в высокофорсированных двигателях. При этом положение коромысел в голове цилиндра меняется относительно распредвала, что необходимо учитывать при определении длины толкателя.
- Все, что изменяет величину выступа стержня клапана, также влияет на длину толкателя. Частыми причинами изменения здесь являются: ремонт клапанов (проточка, притирка), утопление клапанов в головках для увеличения зазора между клапанами и/или клапанами и поршнями, а также использование более длинных, чем штатные, клапанов для исправления геометрии или увеличения хода при использовании валов с очень высоким подъемом.
- Замена коромысел на афтермаркет (с другой геометрией) может повлиять на длину толкателей.
- Использование распредвалов с другой базовой окружностью может привести к необходимости использования толкателей разной длины для компенсации изменений. Меньшие (по сравнению со стандартными) базовые окружности распространены в валах с высоким подъемом, т.к. это способно облегчить проблему большого зазора между валом и роликом гидрокомпенсатора.
- Использование более длинных цилиндров, что является обычной практикой при установке big bore китов, может привести к необходимости использования более длинных толкателей.
- Использование т.н. solid lifters (гидрокомпенсаторы без авторегулировки зазора), требует очень точной длины толкателей для достижения правильного зазора клапанов.
- Использование гидрокомпенсаторов с ограничением хода (или установка шайб с ограничением хода в стоковые гидрокомпенсаторы) требует очень точной длины толкателя для достижения правильного преднатяга плунжера гидрика.
Как видите, существует ряд распространенных вариантов тюнинга двигателя, которые могут потребовать от вас изменения длины толкателей. Если вы сделали что-то из перечисленного, то длина толкателей — это то, на что вам следует обратить внимание. Слишком короткие штанги приведут к чрезмерному шуму и износу клапанов, слишком длинные — могут не только вызвать шум и износ, но и привести к повреждению двигателя.
Как оценить и отрегулировать длину толкателей?
Ответ на этот вопрос во многом зависит от того, какой тип гидрокомпенсаторов вы используете. HD поставляются с завода с т.н. саморегулирующимися гидрокомпенсаторами. Это означает, что длина штанг не обязательно должна быть очень точной. Гидрокомпенсатор будет автоматически регулировать свою длину в большую или меньшую сторону в определенных пределах.
Любители построить мотор помощнее часто меняют саморегулирующиеся гидрики на т.н. «цельные» (solid lifters) для лучшего контроля ГРМ. Цельный гидрик — это именно то, что следует из названия — цельный кусок стали. В нем нет возможности саморегулировки.
Популярен и третий тип гидрокомпенсаторов, представляющий собой нечто среднее между двумя предыдущими. JIMS назвали его «Hydrosolid», другие пишут «travel limiter», но суть одна — это гидрокомпенсатор с ограниченным ходом, рассчитанный на работу с почти опущенным плунжером. Стоковые гидрокомпенсаторы иногда переделывают в solid, добавляя шайбу под плунжер. Этот тип гидрокомпенсатора предъявляет отдельные требования к длине толкателей.
Наиболее распространенным является обычный гидрокомпенсатор, его и рассмотрим первым.
Длина толкателей со стандартными гидрокомпенсаторами
Наиболее распространенным методом получения правильной длины толкателей после любого из вышеописанных типов тюнинга, является использование регулируемых толкателей. На самом деле, это настолько распространено, что на некоторых performance запчастях можно увидеть надпись «Требуются регулируемые толкатели».
Это один из случаев, когда некоторые люди тратят деньги только чтобы произвести впечатление на других. Толкатель просто передает усилие кулачка распредвала на коромысло и клапанную пружину, а затем распредвал поворачивается и клапанная пружина прижимает ролик гидрокомпенсатора обратно на другую сторону кулачка распредвала. Ни одна из деталей не знает и не заботится о том, есть ли где-то на толкателе регулятор длины. Производители деталей просто говорят вам, что регулируемые толкатели «необходимы», потому что это, вероятно, самый простой способ добиться нужной длины толкателя. Но, конечно, не единственный.
Более того, это даже не лучший способ. При таком весе (как в моторах ХД) регулируемая штанга не так прочна и надежна, как нерегулируемая. Я видел сломанные и открученные контргайки, сорванную резьбу, сломанные штанги. Кроме того, регулируемые штанги стоят дороже нерегулируемых, для облегчения регулировки требуется не самый бюджетный комплект разборных кожухов толкателей (если мотоцикл не поставляется с ними с завода). Плюс, большее количество сочленений в кожухах толкателей создает больше возможностей для утечек масла.
Конечно, бывают ситуации, когда регулируемые штанги необходимы. Когда вам нужно точно установить зазор или преднатяг плунжера гидрика, как это делается для цельных или гидриков в с ограниченным ходом, регулируемая штанга — единственный разумный способ добиться этого.
При использовании стандартного саморегулирующегося гидрокомпенсатора нет никакой необходимости в регулируемых штангах, и мне все равно, какие валы или коромысла вы используете. Если вы хотите сделать это самым простым способом, сделайте себе поблажку и купите набор регулируемых штанг. Но, если вы хотите получить более легкую, прочную и надежную систему, потратьте время и усилия на определение правильной длины штанг и купите цельные толкатели правильной длины.
Как же определить и установить правильную длину? Есть 3 хороших способа. Но, прежде чем мы перейдем к ним, полезно понимать, как работает клапанный механизм.
Саморегулирующийся гидрокомпенсатор Harley имеет в своем корпусе плунжер с ходом около .200″ (5.08 мм). Масло под давлением толкает плунжер вверх, убирая зазор. В идеальном мире плунжер находится примерно по центру своего хода, то есть он предварительно нагружен примерно на .100″. Поэтому (теоретически) он может двигаться вверх, удлиняя конструкцию гидрокомпенсатор + штанга на 0,100″, и точно также он может двигаться вниз, укорачивая всю конструкцию на те же 0,100″. В т.ч. это полезно для компенсации температурных изменений в размерах двигателя. В действительности, полезный рабочий диапазон плунжера составляет лишь около .050″ в любом направлении от центра, или, другими словами, от .050″ до .150″ предварительного натяга. За пределами этого диапазона функция саморегулирования уже почти и не работает.
Добиться идеального предварительного натяга плунжера в .100″ с регулируемым толкателем очень просто. Нужно установить в ВМТ цилиндр, с которым вы сейчас работаете, поставить вал, толкатель, коромысло, выбрать свободный ход с помощью регулировочной гайки толкателя, а затем выставить требуемый производителем преднатяг. Зависимость длины штанги от количества оборотов гайки обычно указана в инструкции, также как и нужный преднатяг для гидрокомпенсатора. Вот и все, плунжер нагружен до нужной величины.
Но если вы все же хотите использовать цельные штанги (более дешевые и прочные), все не так просто. Вы должны определить, какая длина толкателя нужна вашему двигателю. Для этого существует как минимум 3 метода:
Метод №1: Арифметический — сложить все изменения. Это самый простой и часто используемый способ. Например, вы взяли стоковый двигатель, шлифанули головки на .0020″, после замены клапанов шток стал выступать на еще на 0.020″, и поставили прокладку головки на 0.020″ тоньше стоковой. Какой теперь должна быть длина толкателя?
В этом случае нужно прибавить .020″ (толщина прокладки головки) к 0.020″ (сошлифованных с головки), чтобы получить .040″ общей высоты, на которую мы опустили коромысла. А вот с изменением выступа штока все несколько сложнее. На первом рисунке (в начале статьи) видно, что более высокий выступ штока повернет коромысло по часовой стрелке и потребует более короткого толкателя, но насколько? Ответ зависит от передаточного соотношения для коромысел, которое составляет 1,625 (для стоковых коромысел HD). Просто разделите 0.020″ (доп. выступ штока) на 1,625 (передаточное число коромысла), получится 0.012″. Итого, складываем 0,012″ с 0.040″, получаем 0.052″.
Этот простой расчет говорит о том, что для обеспечения такого же преднатяга плунжера гидрокомпенсатора (какой был до начала тюнинга), нужно купить толкатели, которые короче стоковых на 0.052″. Для большинства вариантов тюнинга это будет работать просто отлично, однако это не говорит вам о том, каким на самом деле будет преднатяг. Для получения этой информации мы должны перейти к следующему способу:
Метод №2: Измерение преднатяга на коромысле. Вот еще один очень простой способ получить довольно хорошее представление о преднатяге плунжера вашего гидрокомпенсатора. Просто поставьте штанги на место (помните, что более длинная идет на выхлоп), установите прокладку и крышки рокербокса, закрутите только четыре больших винта. Затяните пальцами левую сторону (где свеча зажигания) и убедитесь, что правая сторона опирается на верхние концы толкателей, сидящие в чашках коромыслел.
Теперь возьмите простой штангенциркуль и измерьте зазор между рокербоксом и прокладкой, как показано на фото. Это не будет точный ответ, но он будет довольно близким. Помните, что вы хотите, чтобы плунжер был предварительно нагружен примерно на 0.100″, но подойдет любой диапазон от 0.050″ до 0.150″. Закажите штанги, которые длиннее или короче, на величину, необходимую для достижения предварительного натяга плунжера 0.100″. Если у вас нет штангенциркуля, чтобы измерить длину штатных толкателей, информацию можно найти в большинстве заводских сервисных руководств.
Метод №3: Используйте регулируемые толкатели для проведения измерений. Это самый точный из трех методов, но он также требует наличия как минимум двух регулируемых штанг и 12-дюймового штангенциркуля. Просто установите штанги как положено, но без кожухов толкателей. Затяните коромысло, а затем выберите свободный ход толкателей без затягивания контргаек.
Теперь снимите толкатели и измерьте их длину штангенциркулем. Закажите цельные штанги этой длины плюс еще .100″ для преднатяга плунжера гидрокомпенсатора.
Преимущество этого метода в том, что он дает точную длину для каждого толкателя. Вы можете заказать 4 толкателя разной длины и знать, что каждый из них точно подходит для своего места, обеспечивая нужную величину предварительного натяга плунжера подъемника.
Длина толкателей с solid lifters
Цельные гидрики популярны среди гонщиков по той простой причине, что они обеспечивают наилучший контроль над клапанной передачей на высоких оборотах, можно не думать о наполнении гидрокомпенсатора, скорости стравливания или эффекте накачки. Однако, недостатком цельнолитых гидриков является то, что зазор между клапанами, или ходовой зазор, должен быть точно отрегулирован и его нужно часто перенастраивать. Это, по сути, требует регулируемого привода клапанов, а для Harley это означает регулируемый толкатель.
Почему же нельзя один раз определить идеальную длину толкателя, используя метод 3? Ну, во-первых, рокербокс на Harley не имеет метода выравнивания, и каждый раз, когда вы ее устанавливаете, она оказывается в немного другом месте. Поэтому идеальная длина толкателя не будет одинаковой каждый раз, когда вы его устанавливаете, по крайней мере, не с той точностью, которая вам нужна. Кроме того, идеальная длина толкателя изменяется по мере износа компонентов клапанного механизма, а также клапанов и седел. Вот почему при использовании цельных толкателей требуется частая регулировка. Если вы не хотите менять штанги каждый раз, когда двигателю требуется регулировка клапанного зазора , регулируемые штанги обязательны. В действительности, это единственный разумный способ сделать это.
Зазор клапанов устанавливается с помощью щупа, помещенного между кончиком клапана и кончиком коромысла. Затем толкатель регулируется для обеспечения требуемого зазора. Точный зазор, на который следует ориентироваться, зависит от ряда различных факторов, в первую очередь от температуры двигателя, конструкции цилиндра (при нагревании алюминий расширяется почти в два раза больше чугуна) и конструкции толкателя (опять же, алюминий расширяется гораздо больше стали). Обычно, зазор на горячую колеблется в диапазоне между .015″ и .026″, хотя у гонщиков есть собственные представление и причины об идеальных параметрах.
Длина толкателей с гидрокомпенсаторами ограниченного хода
Третий тип гидрокомпенсатора- это нечто среднее между обычным и цельнолитым, известный как гидрокомпенсатор с ограниченным ходом. Этот тип имеет ограниченный диапазон хода плунжера и предназначен для работы с плунжером, расположенным очень близко к дну. Афтермаркет детали этого типа обычно имеют более высокую скорость стравливания для уменьшения гидравлической накачки на высоких оборотах.
Размещение плунжера гидрокомпенсатора очень близко к нижней части нужно, чтобы обеспечить управление клапанной передачей как с цельным толкателем, независимо от гидравлической системы, и в то же время оставить автоматическую регулировку из-за тепловых изменений в двигателе.
Поскольку этот тип гидрика требует, чтобы плунжер подъемника находился очень близко к дну, требуется полностью регулируемый толкатель.
Чтобы отрегулировать этот тип гидрокомпенсатора, выставите ваш цилиндр в ВМТ, увеличивайте длину толкателя, пока плунжер полностью не опустится на дно, а клапан будет удерживаться открытым. Оставьте его в таком состоянии на несколько минут, чтобы убедиться, что масло полностью вышло и плунжер действительно находится в нижнем положении.
Теперь медленно укорачивайте толкатель, пока клапан не закроется. При укорачивании длины толкателя в определенный моменты вы почувствуете, как внезапно появится слабина, это сигнал о том, что клапан сел на седло. Остановитесь прямо здесь. Когда вы затягиваете контргайку, регулятор обычно поворачивается вместе с контргайкой примерно на четверть оборота, сокращая при этом общую длину. Это то, что вам нужно. Когда вы закончите регулировку толкателя, он должен крутиться пальцами без особых усилий.
Кое-что еще:
