Газораспределительный механизм двигателя (ГРМ): типы, устройство и принцип работы

Содержание
  1. Устройство газораспределительного механизма
  2. Работа газораспределительного механизма
  3. Фазы газораспределения
  4. Возможные неисправности ГРМ
  5. Вначале были шестерни
  6. На цепь его!
  7. Явление ремня народу
  8. Минусы ременного привода
  9. Минусы цепного привода
  10. Классификация газораспределительных механизмов
  11. Ремённый привод ГРМ
  12. + Простота обслуживания
  13. + Ремень практически не растягивается
  14. – Формально меньший срок службы, нежели у цепи
  15. – Высокий риск перескока при ударном повышении нагрузки
  16. – Зависимость от воздействия внешних факторов
  17. Зачем нужен привод ГРМ?
  18. Какие бывают приводы
  19. Что может выйти из строя?
  20. Преимущества цепной передачи
  21. Недостатки цепной передачи
  22. Сроки и симптомы
  23. Практические советы
  24. Замена цепи ГРМ
  25. Порядок разборки и снятия растянутой цепи
  26. Установка новой детали на двигатель
  27. Как нужно проводить замену натяжителя
  28. Как работает гидравлический натяжитель: видео
  29. Как определить износ
  30. К чему может привести повреждение цепи ГРМ
  31. Когда пора менять
  32. Как правильно выбрать новую запчасть

Устройство газораспределительного механизма

Газораспределительный механизм состоит из следующих элементов:

  1. Распределительный вал — изготовляется из чугуна или стали — в задачу которого входит открывание/закрывание клапанов газораспределительного механизма при работе цилиндров. Он монтируется в картере, который перекрывает крышка газораспределительного механизма, или в головке блока цилиндра. При вращении вала на цилиндрических шейках происходит воздействие на клапан. На него воздействуют кулачки, расположенные на распределительном валу. На каждый клапан воздействует свой кулачек.
  2. Толкатели, изготовленные также из чугуна или стали. В их задачу входит передача усилия от кулачков на клапаны.
  3. Клапаны впускные и выпускные. В их задачу входит подача топливно-воздушное смеси в камеру сгорания и удаления отработочных газов. Клапан представляет из себя стержень с плоской головкой. Основным отличием впускных и выпускных клапанов является диаметр головки. Впускной состоит из стали с хромированным покрытием, а выпускной — из жаропрочной стали. Клапанный стержень изготавливается в виде цилиндра с канавкой, необходимой для фиксирования пружины. Клапана двигаются только по направлению ко втулкам. Чтоб масло не попадало в камеру сгорания цилиндра, производят установку уплотнительного колпачка. Его изготавливают из маслостойкой резины. На каждый клапан крепятся внутренняя и наружная пружина, для крепления используют шайбы, тарелки.
  4. Штанги. Они необходимы для передачи усилия от толкателей к коромыслу.
  5. Привод газораспределительного механизма. Он передает вращение коленвала на распредвал и тем самым приводит его в движения, причем движется он со скоростью в 2 раза меньше, чем скорость коленвала. На 2 вращения коленвала распредвал делает 1 вращение — это и называется рабочим циклом, при котором происходит 1 открытие клапанов.
Схема устройства ГРМ

Таково устройство ГРМ и общая схема газораспределительного механизма. Теперь следует разобраться, каков принцип работы газораспределительного механизма.

Работа газораспределительного механизма

Работа системы газораспределения поделена на четыре фазы:

  1. Впрыск топлива в камеру сгорания цилиндра.
  2. Сжатие.
  3. Рабочий ход.
  4. Удаления газов из камеры сгорания цилиндра.

Рассмотрим подробнее принцип действия газораспределительного механизма.

  1. Подача топлива в камеру сгорания цилиндра происходит за счет движения коленвала, который передает свое усилие на поршень и он начинает движения из так называемой ВМТ (это точка, выше которой поршень не поднимается) в НМТ (это точка, соответственно, ниже которой поршень не опускается). При этом движении поршня одновременно открывается впускной клапан и топливно-воздушная смесь заполняет камеру сгорания цилиндра. Впрыснув положенное количество топливно-воздушной смеси клапан закрывается. При этом коленвал поворачивается на 180 градусов от своего начального положения.
  2. Сжатие. Дойдя до НМТ поршень продолжает свое движение. Меняя свое направление в ВМТ, в этот момент в цилиндре и происходит сжатие топливно-воздушной смеси. При подходе поршня к высшей точке фаза сжатия заканчивается. Коленчатый вал продолжает свое движения и поворачивается на 360 градусов. И на этом фаза сжатия закончена.
  3. Рабочий ход. Воздушно-топливная смесь воспламеняется свечей зажигания, когда поршень находится в высшей точке цилиндра. При этом достигается максимальный момент сжатия. Затем поршень начинает двигаться к нижней точке цилиндра, так как на поршень оказывают огромное давление газы, образовавшиеся при горении воздушно-топливной смеси. Это движение и есть рабочий ход. При опускании поршня до НМТ фаза рабочего хода считается завершенной.
  4. Удаления газов из камеры сгорания цилиндра. Поршень движется к высшей точке цилиндра, все это происходит при усилии, которое оказывает коленчатый вал газораспределительного механизма двигателя. При этом открывается выпускной клапан и поршень начинает избавлять камеру сгорания цилиндра от газов, которые образовались после сгорания топливно-воздушной смеси в камере сгорания цилиндра. После достижения высшей точки и освобождения ее от газов. Поршень начинает свое движение в низ. Когда поршень доходит да НМТ, то рабочая фаза удаления газов из камеры сгорания цилиндра считается законченной, а коленчатый вал совершает оборот на 720 градусов от своего начального положения.

Для точной работы клапанов газораспределительной системы происходит синхронизация с работой коленчатого вала двигателя.

Фазы газораспределения

Фазами газораспределения принято считать начало открытия и момент закрытия клапана, выраженный в градусах угла поворота коленвала относительно мертвых точек. Лучшая очистка цилиндра от выхлопных газов достигается при открытии выпускного клапана до наступления нижней мертвой точки (НМТ), и закрытии после ВМТ. Наполнение цилиндров воздухом или горючей смесью происходит при открытии впускного клапана до прохождения им ВМТ, и закрытии после НМТ. Период одновременного открытия обоих клапанов называется их перекрытием.

Фазы подбираются на заводе-изготовителе двигателя экспериментальным путем, и зависят от его конструкции и быстроходности. При этом колебание газов используется таким образом, что перед закрытием впускного клапана перед ним находится волна давления, а перед закрытием выпускного – волна разрежения. Такой подбор фаз обеспечивает одновременное улучшение заполнения цилиндров воздухом или смесью, а также их очистку от выхлопных газов.

Установка механизма газораспределения осуществляется при помощи меток на шестернях. Отклонение от нормы на пару зубов или звездочек может привести к удару клапана о поршень и поломке двигателя. Постоянство фаз сохраняется при наличии теплового зазора в клапанном механизме, нарушения которого вызывают уменьшение или увеличение продолжительности открытия.

Для каждого двигателя завод-изготовитель указывает фазы газораспределения в виде диаграммы, где показаны моменты открытия, закрытия, и перекрытия клапанов.

Возможные неисправности ГРМ

Судить о неисправности газораспределительной системы можно по следующим внешним признакам:

  1. Уменьшение компрессии, хлопки в трубопроводах. Происходит по причине неплотного прилегания клапанов к седлам из-за образовавшегося нагара, раковин на рабочей поверхности, при деформации головок клапанов, прогорании клапана, поломке пружин, заедании стержня во втулке или отсутствием зазора между клапаном и коромыслом.
  2. Падение мощности и резкие металлические стуки происходят из-за неполного открытия клапанов. Причиной неполадки выступает большой тепловой зазор или отказ гидрокомпенсатора.
  3. Износ шестерни распредвала, втулок и осей коромысел, направляющих втулок клапанов, заметное осевое смещение распределительного вала.
  4. Выход из строя цепи, зубчатого ремня, а также успокоителя для цепи, и натяжителя для зубчатого ремня.

Вначале были шестерни

Начнем с истории вопроса. На заре создания двигателей внутреннего сгорания самым простым и логичным был привод распределительного вала с помощью шестерен. Нужно, чтобы распредвал вращался вдвое медленнее коленчатого вала, а потому две шестерни с числом зубьев, относящимся как 1:2, представлялись идеальным решением. Схема с шестеренным приводом обладает самой высокой надежностью. Недаром на знаменитом танке Т-34 устанавливался двигатель В-2, у которого не только привод клапанов, но и всех вспомогательных агрегатов осуществлялся шестернями. Предвоенные, да и некоторые послевоенные легковые автомобили отечественного производства также имели шестеренный привод ГРМ с нижним расположением распредвала.

На цепь его!

Конструкторы автомобильных двигателей довольно быстро пришли к выводу, что распределительному валу место рядом с клапанами. Это решение упрощает привод клапанов и снижает инерционность, что особенно важно для высокооборотных моторов. И расстояние между распределительным и коленчатым валами стало достаточно велико, особенно на длинноходных двигателях. Такими называют моторы, у которых ход поршня больше, чем диаметр цилиндра. К тому времени уже были освоены в производстве втулочно-роликовые цепи, которые и стали применять для привода распредвалов. Передаточное отношение обеспечивала двукратная разница в числе зубьев ведущей и ведомой шестерен. А цепи применяли двухрядные, для надежности.

Явление ремня народу

До поры до времени неметаллические материалы использовались в двигателе только в виде прокладок или сальников. Как вдруг в середине пятидесятых годов прошлого века американцы впервые наладили привод распредвала резиновым ремнем. Конечно, это был не такой ремень, который крутит генераторы и компрессоры кондиционера. Во-первых, требовалось синхронное вращение валов, то есть должно быть исключено проскальзывание ремня, а во-вторых, прочность ремня и его зубьев должны обеспечивать работоспособность двигателя в течение длительного срока.

На просторах нашей Родины ремень появился впервые на двигателе ВАЗ-2105. Заводчане изменили конструкцию двух базовых деталей — блока цилиндров и его головки, чтобы не отставать от мирового прогресса автомобилестроения. Ремни ходили не очень долго, являлись приличной головной болью для хозяев, но их обрыв не был фатален для мотора. Конструкция предусматривала, что при любых взаимных положениях коленчатого и распределительного валов встречи клапанов с поршнями не происходило. Иными словами, даже в дороге — заменил ремень и езжай дальше. Правда, такой мотор выпускали не очень долго.

С появлением переднеприводного семейства ВАЗ ремень стал основным типом привода ГРМ. Были в линейке новых моторов и «втыковые», и «невтыковые» модели и их модификации. Но постепенно требования к мощности и экологии привели к необходимости даже восьмиклапанный двигатель сделать по конструкции втыковым. А у шестнадцатиклапанников подобная конструкция была изначально.

Минусы ременного привода

  • Меньший шум
  • Ремень позволяет избежать резонансных колебаний, т.к. число зубьев нечетное и некратное количеству зубьев шестерен.. Например, 111 зубьев было у двигателя некогда популярной вазовской «восьмерки». Таких моторных цепей не бывает в природе: число звеньев всегда четное.
  • Ремень благодаря своей эластичности хорошо гасит крутильные колебания.
  • Не требует гидравлического натяжителя: ремню достаточно недорогого пружинного натяжителя.
  • Нечувствителен к качеству залитого в двигатель масла, его количеству и величине давления.
  • На части моторов его довольно легко осмотреть. Но, к сожалению, на некоторых моторах бывает нужно демонтировать опору силового агрегата.
  • Заменить ремень проще. Это можно сделать даже своими силами.
  • Масса двигателя с ременным приводом несколько ниже.
  • Двигатель с ременным приводом имеет большое число валов, выходящих из масляной полости наружу. Это — большее число сальниковых уплотнений, причем течь из них и будет выводить ремень из строя.
  • Очень низкие температуры, как и попадание воды, представляют для ремня серьезную угрозу.
  • Ресурс ремня ограничен не только пробегом, но и временем. Резина склонна к старению.
  • На сохранность ремня влияет состояние натяжных и обводящих роликов, а также помпы, которая часто приводится тем же ремнем. Смазка в роликах пересыхает от времени и жары, а помпу выводит из строя применение некачественных охлаждающих жидкостей.
  • Требует периодических замен в соответствии с таблицей регламентных работ.
  • Ремень рвется мгновенно, зачастую без всяких предупреждающих звуков.

Минусы цепного привода

  • Для первого владельца цепь дешевле в эксплуатации. Регламентных работ по замене цепи ни в одной сервисной книжке, которые очень многие производители ведут до 100 тыс. км. не видел ни разу.
  • Высокий ресурс, особенно для знаменитых двигателей 80–90 годов с цепями, имеющими два и более ряда.
  • Цепь защищена от внешних неблагоприятных факторов, всегда смазана и при исправном натяжителе — натянута.
  • Цепь благодаря продуманной системе успокоителей и натяжителей испытывает даже меньшие колебания, чем ремень.
  • Цепь — находка для тех, кто ездит мало. Она не нуждается в замене «по возрасту».
  • Цепь перед «кончиной» начнет «проситься» на замену повышенным шумом, и у владельца есть шанс не упустить этот момент.
  • Двигатели с цепным приводом несколько тяжелее.
  • Гидронатяжитель цепи без храпового механизма может плохо работать при недостаточном давлении масла. Такое возможно при использовании систем «старт-стоп».
  • Возможно перескакивание цепи при вращении мотора в обратную сторону, что случается при парковке с включенной передачей на крутом склоне.
  • Насос охлаждающей жидкости практически всегда у таких моторов вращает ремень вспомогательных агрегатов. Его по регламенту зачастую не меняют — мол, он не самый важный. А при обрыве далеко не уедешь из-за перегрева двигателя.
  • Встречались в истории двигатели с ресурсом цепи, не превышающим 50 тыс. км. Ну, тут по поговорке — «В семье не без урода».

Классификация газораспределительных механизмов

Двигатели на современных автомобилях оснащаются разными газораспределительными механизмами, которые имеют следующую классификацию:

  1. В зависимости от расположения распределительного вала – нижнее или верхнее.
  2. В зависимости от числа распределительных валов – один или SONC (Single OverHead Camshaft), либо два вала – DOHC (Double OverHead Camshaft).
  3. В зависимости от количества клапанов – от 2 до 5.
  4. От разновидности привода вала – шестеренчатый, цепной или с зубчатым ремнем.

Двигатели с верхним расположением вала считаются наиболее эффективными, и получили самое широкое распространение. В них клапана приводятся в движение распредвалом через рычаги толкателей. Это упрощает всю конструкцию, снижает массу двигателя и уменьшает силу инерции. В такой компоновке вал монтируется в головке, рядом с клапанами. Движение с коленчатого вала передается при помощи роликовой цепи или зубчатого ремня.

При нижнем положении вала ГРМ, он монтируется рядом с коленчатым валом в блоке цилиндров. Передача усилия на клапана происходит при помощи толкателей через коромысла. Распредвал входит в зацепление с коленвалом при помощи шестерни. Такая конструкция двигателя считается усложненной, к тому же инерция двигающихся частей механизма возрастет.

Количество распределительных валов механизма и клапанов на каждый цилиндр зависит от варианта двигателя. Чем больше в нем клапанов предусмотрено, тем лучше цилиндры заполняются воздухом или горючей смесью, и очищаются от газов. Благодаря этому, двигатель в состоянии развить больший крутящий момент и мощность. Нечетное количество клапанов означает большее число впускных в сравнении с выпускными.

Ремённый привод ГРМ

И сначала положительные моменты.

+ Простота обслуживания

Козырь, бьющий цепи наповал. На большинстве моторов для доступа к ремню ГРМ необходимо лишь открутить несколько болтов крепления защитного кожуха. Само собой, данный фактор автоматически ставит процедуру его замены на несколько ступеней ниже по стоимости и трудоёмкости, нежели фактически частичный разбор двигателя с цепью.

+ Ремень практически не растягивается

Соответственно, сохраняется точность установки фаз газораспределения на протяжении всего срока его службы. Да, такой вот парадокс: железная цепь тянется, а «мягкий» ремень – нет.

На самом деле, конечно же, металл цепи не тянется, как резинка. В процессе эксплуатации разбиваются (=становятся овальными) отверстия втулок, которыми соединяются звенья – отсюда увеличение общей длины цепи, что и называют «растяжением».

Сверху новая цепь, снизу – изношенная, с овальными отверстиями втулок, из-за чего звенья чуть разъезжаются в стороны. (илл. автора)

Ну а ещё, ремень сам по себе тише в работе. Правда, в реалиях шумовиброизоляции современных машин я бы не стал это выделять как некий явный плюс. Цепные моторы тоже грохотом за километр себя не выдают.

А теперь о том, почему и здесь не без ложки дёгтя.

– Формально меньший срок службы, нежели у цепи

Однако на сегодняшний день современные материалы, из которых делаются ремни ГРМ, позволяют им ходить чуть ли не дольше своих металлических собратьев. И опять же, наблюдаем определённую рекурсию: не совсем понятно, то ли ремни нынче стали сильно надёжнее (некоторые официально рекомендовано менять аж после 120 тысяч), то ли цепи сдали позиции по сроку службы… Объективно – и то, и другое. Сегодня есть как «долгожители» среди ремней, так и те, кто по-прежнему рассчитан на 40-60 тысяч пробега. Подводя итог несколько неоднозначной ситуации с ходимостью ременного привода, можно резюмировать, что несмотря на общую тенденцию к увеличению ресурсности, полноценную конкуренцию цепи в данной дисциплине он пока составить всё же не готов.

– Высокий риск перескока при ударном повышении нагрузки

Особенно актуально это при роковом стечении факторов типа:

  • усталость самого ремня и шестерён,
  • горячий нрав любящего «втопить» наездника,
  • да плюс какой-нибудь чип-тюнинг двигателя.

Всё же, относительно эластичный ремень проще «перетянуть» на зуб-другой, чем цепь.

Кроме того, рвётся (это тоже далеко не редкость) он почти всегда внезапно, в отличие от цепи, которая задолго будет предупреждать владельца шумом и прочими акустическими аномалиями.

– Зависимость от воздействия внешних факторов

Будучи фактически открытым типом передачи, ременный привод ГРМ (а именно – сам ремень) подвержен негативному воздействию перепадов температур и влажности. Особенно боится он регулярного попадания масла. Если двигатель хронически течёт, то срок службы привода может сократиться в разы – причём далеко не всегда владелец в курсе.

Замена ремня несравнимо проще цепи и по сложности приравнивается к замене расходников.

Зачем нужен привод ГРМ?

Для тех, кто пришел сюда просвещаться, традиционно дадим краткий экскурс в устройство и предназначение газораспределительного механизма. Если говорить вкратце, то его роль – обеспечение связи между открытием/закрытием клапанов и перемещением поршня (а вместе с ним и коленчатого вала), для чего необходимо соединить коленчатый вал с валом распределительным. В смысле передаточного числа соединение это жесткое: оно всегда составляет 2 к 1 – то есть на два оборота коленвала приходится один оборот распредвала.

Вообще, привод ГРМ обеспечивает соблюдение фаз газораспределения. Страшно звучит? На деле все не так уж пугающе, достаточно начать с азов. Двигатели, которые мы рассматриваем – четырехтактные, то есть при их работе постоянно выполняются четыре такта: пуск – сжатие – рабочий ход – выпуск. Фазами же называют моменты открытия клапанов, выраженные в угле поворота коленвала. Да-да, так и пишут: угол открытия впускного клапана – 12 градусов перед ВМТ (верхней мертвой точки, где поршень останавливается перед тем, как пойти вниз). Значит, клапан начнет свое открытие благодаря кулачку распредвала, когда поршень немного не дойдет до ВМТ. Немного – это те самые 12 градусов поворота коленчатого вала. Еще 12 градусов по часовой стрелке – и поршень в ВМТ. Ну а фазы – это график открытия клапанов.

Если на двигателе предусмотрены фазовращатели (например, система VANOS от BMW), то углы этих фаз могут изменяться. Но углы открытия клапанов существуют не в отрыве от системы: в зависимости от них работает система впрыска топлива и система зажигания (если мотор бензиновый). Получается, если при установке привода ГРМ мастер ошибся, то клапан начнет открытие не за 12 градусов, а, например, за 14, но вот впрыск и зажигание сработают в надежде на то, что все верно. Не вовремя открытые и закрытые клапаны станут следствием неустойчивой работы двигателя, а если «перескок» окажется значительным, то и до встречи клапана с поршнем недалеко.

Какие бывают приводы

Существует несколько способов соединения коленчатого вала с распределительным: ременной, цепной, шестеренный и комбинированный (это как раз наш случай). В целом из их описания все уже понятно – по крайней мере, с первыми тремя. В последнем случае зачастую совмещают шестеренный и цепной типы.

У каждого типа привода есть свои достоинства и недостатки. Ремень прост в обслуживании и относительно недорог, цепь более надежна в сравнении с ремнем, но требует смазки, шестерни почти идеальны, но их вес и монтаж при сборке – сущий ад. Комбинируют же разные типы, если необходимо достичь требуемого результата за меньшие средства.

Что может выйти из строя?

Разумеется, у разных типов привода ГРМ возможные неисправности и поломки тоже различаются. Рассмотрим их все по порядку – и начнем с ремня. Самая первая и основная проблема здесь – это износ самого ремня, выраженный в его потрепанности и растяжении. Также возможны срезы зубьев ремня. Ну а вторым «слабым звеном», конечно же, являются ролики – натяжителя и промежуточные. Они так же, как и ремень, изнашиваются, а потому зачастую требуют замены вместе с ремнем. Заодно при замене ремня проверяют и износ зубьев на зубчатых шкивах привода распределительных валов.

Если привод ГРМ осуществляется цепью, то основных вариантов неполадок два: либо вытянулась цепь, либо износились зубья звездочек, либо произошло и то и другое. Наиболее распространенный вариант – первый. В случае замены цепи вместе с ней заменяют башмак натяжителя и успокоитель. Эти две детали необходимы для выравнивания работы цепи. Ведь ремень упругий сам по себе и натягивается за счет собственной эластичности. Цепь таких свойств лишена – а потому, чтобы во время работы и перепадов оборотов звенья цепи не закусило, устанавливается успокоитель, который представляет из себя металлическую пластину с пластиковой рабочей частью, о которую (разумеется, не без смазки) «трется» цепь. Ну а для постоянного натяга цепи установлен натяжитель и башмак, похожий на успокоитель, но закрепленный только с одной стороны (чтобы иметь возможность его перемещения).

Цепь металлическая, а потому требует постоянной смазки. Из-за этого она располагается в корпусе и накрыта металлической крышкой. В некоторых случаях (как в нашем) для улучшения ее смазки дополнительно устанавливают распылитель масла, направленный непосредственно на цепь.

Если говорить о ремонтопригодности – то есть о простоте замены цепи, то здесь все зависит от производителя. Например, в Mercedes «любят» заменять цепь без снятия крышки – более того, они указывают это как основной способ замены. Способ этот известен с момента появления цепи и заключается в следующем: с помощью специального приспособления цепь размыкают – вытягивают из одного звена ось. Получается два конца, к одному из которых подсоединяют звено новой цепи, после чего проворачивают коленвал и «прогоняют» новую цепь по кругу, одновременно с этим вытягивая цепь старую. Потом остается только соединить звенья новой цепи осью. Вроде бы ничего сложного – но только в теории. На деле вероятность «перескока на зуб» при таком методе самая высокая.

Регламентированные сроки службы цепи также полностью зависят от производителя: кто-то говорит, что через 150 тысяч километров ее пора менять, а кто-то (Honda, к примеру) заявляет ее ресурс «на весь срок службы двигателя». Бывает, что для улучшения характеристик привод разделяют на две цепи (любят такое в Hyundai). В таком случае замену придется выполнять исключительно со снятием передней крышки.

Шестеренный привод ГРМ – самый древний. Из очевидных преимуществ стоит упомянуть то, что он лишен таких болезней, как у ремня или цепи. В шестернях ничего не растягивается и не расслаивается, зубья не перепрыгивают, натяжитель не нужен… Правда, в этом случае необходимо пристально следить за качеством моторного масла – но это не самое главное. Основная сложность шестеренного привода в том, что если его по каким-то причинам пришлось разобрать, то собрать его обратно с сохранением всех меток будет довольно проблематично. Более того, есть такие двигатели (к примеру, 2,5 TDI от Volkswagen), у которых собрать привод ГРМ или проверить правильность фаз газораспределения без набора специальных приспособлений невозможно! У них просто нет соответствующих меток на шестернях. Так что если у вас двигатель именно этого концерна, и привод у него шестеренный, то прежде чем обращаться за помощью мастера, убедитесь, что у последнего имеется набор спецприспособлений – в противном случае вы просто застрянете на станции.

Комбинированный привод: выше уже было указано, что зачастую это шестерни плюс цепь. У нашего «пациента» схема именно такая. Здесь от шестерни коленчатого вала приводятся: шестерня привода распредвала, масляный насос, правый и левый балансирные валы, топливный насос высокого давления, вакуумный насос и насос системы гидроусилителя рулевого управления. Однако, чтобы не громоздить еще больше, конструкторы решили, что распределительные валы лучше подсоединить через цепь – тогда не придется устанавливать дополнительно промежуточные шестерни и усложнять жизнь ремонтникам. Ко всему прочему, при необходимости цепь можно заменить тем дедовским способом, который любят в Mercedes-Benz. К счастью, в Mitsubishi решили не тревожить воображения мастеров и тщательно пометили относительное расположение шестерен друг относительно друга (это будет хорошо видно ниже).

Чем хорош описанный тип привода? Тем, что для передачи вращения такому количеству оборудования пришлось бы иметь цепь длиной в несколько метров или ставить несколько цепей (некоторые, правда, так и делают), а это – значительное удорожание в случае ремонта. Кроме того, шестерни все же надежней, и выйти из строя могут только конкретные элементы, например, масляный насос или вакуумный насос, а сами же приводные шестерни – только в исключительных случаях. Что касается проблем с цепью, заменить ее не представит особого труда.

Преимущества цепной передачи

  1. Надежность и прочность.
  2. Долговечность.

Недостатки цепной передачи

  1. Повышенный уровень шума (особенно ощутимо в автомобилях без шумоизоляции).
  2. Увеличение длины цепи со временем. Не ощутимо для автомобилей с автоматической регулировкой натяжения цепи (например, Шкода Рапид). На машинах без автозатяжки натяжения, приходится со временем подтягивать цепь.
  3. Требуется смазка.
  4. Большой вес цепи.
  5. Используются дополнительные детали для натяжения и уменьшения колебаний цепи: натяжитель и успокоитель.
  6. При слабой натяжки может перескакивать на зуб или два.

Важная информация о том, как увеличить межремонтный период ГУР и как отремонтировать насос гидроусилителя руля своими руками пригодится каждому водителю.

Сроки и симптомы

Большинство производителей не указывают жестких сроков замены цепей ГРМ, как в случае с зубчатыми ремнями. Износ цепи определяют по симптомам. Как правило, это повышенный шум и сдвиг фаз газораспределения (выявляется с помощью диагностического компьютера). Хорошие мотористы с легкостью распознают неисправность. Некоторые двигатели позволяют оценить состояние цепи по выходу штока натяжителя.

Практические советы

Покупая подержанный автомобиль с цепным приводом ГРМ, контроль состояния цепи следует поручить механику. В отличие от двигателей с ремнем, не стоит руководствоваться правилом замены «на всякий случай». Если осмотр покажет необходимость замены цепи, то придется подготовить от 500 до нескольких тысяч долларов. Это серьезный повод поторговаться с продавцом авто на вторичном рынке. В любом случае, замену оттягивать не стоит.

Во время эксплуатации автомобиля с цепным приводом ГРМ следует проявлять педантичность в вопросах, касающихся моторного масла. Обязательно должно использоваться только качественное масло. Регулярная замена – еще один важный элемент ухода не только за двигателем, но и цепным приводом ГРМ. Как правило, смена смазки должна происходить не реже, чем раз в 15 000 км. Если автомобиль эксплуатируется главным образом в городских условиях движения (частые запуски, большая доля времени работы на холостом ходу), то интервал замены лучше сократить до 10 000 км.

Необходимо обращать внимание на необычные звуки (шум, стук), особенно появляющиеся сразу после запуска или во время длительной работы на холостом ходу. Обнаружив характерный признаки «недомогания», стоит посетить автосервис. Возможно это первые симптомы неправильной работы привода ГРМ, которые нельзя игнорировать.

Замена цепи ГРМ

Сложность процедуры заключается в демонтаже навесного оборудования и разборке силового агрегата, занимающего до 3 часов. Снятие и установка нового привода достаточно проста. Если требуется замена всех элементов, то перед выполнением работ обязательно вникните в устройство привода ГРМ вашей машины. Пример: на том же KIA Ceed шестерёнка напрессована на коленчатый вал под нагревом, поэтому в домашних условиях демонтировать её вы не сможете. Тогда и разборка двигателя теряет смысл, поскольку удастся заменить одну цепь.

Из специальных инструментов Вам пригодится приспособление для фиксации распределительных валов на 16-клапанном моторе (кондуктор). Остальной инструментарий — стандартный:

  • набор рожковых ключей и головок с удлиняющей насадкой;
  • домкрат, деревянные подставки и баллонный ключ;
  • ёмкости для слива моторной смазки и антифриза;
  • слесарные инструменты — молоток, отвёртка, пассатижи;
  • ветошь.

Для работы понадобится смотровая канава и переносная лампа (фонарик). Переднеприводную машину поставьте на яму таким образом, чтобы обеспечить доступ к переднему колесу со стороны узла ГРМ. Заднеприводный автомобиль ставится как удобно, там колёса снимать не придётся.

Порядок разборки и снятия растянутой цепи

Первым делом производятся следующие подготовительные операции:

  • зафиксировать авто противооткатными средствами;
  • отсоединить патрубок подогрева дроссельной заслонки и слить охлаждающую жидкость из рубашки двигателя;
  • в машине с задним приводом надо опорожнить радиатор;
  • слить моторное масло;
  • демонтировать нижнюю защиту мотора и брызговики, мешающие дальнейшей разборке;
  • отключить патрубки и трос от педали газа, препятствующий снятию клапанной крышки.

Схема ГРМ 8-клапанного мотора ВАЗ 2101–07

Примечание. Сливать масло нужно не всегда, это зависит от марки авто. Например, при замене цепи на ВАЗ 2101—07 смазка благополучно остаётся в картере и не мешает ведению работ.

В переднеприводном автомобиле придётся снять переднее колесо со стороны газораспределительного механизма и опереть машину на деревянную подставку. Домкрат понадобится позже, для подъёма силового агрегата.

Схема ГРМ 16-клапанного двигателя

Порядок разборки имеет смысл рассмотреть на примере корейского авто Hyundai Solaris 16V, в остальных машинах с передним приводом принцип ведения работ мало отличается:

  1. Отсоединить высоковольтные провода, выкрутить свечи зажигания и демонтировать крышку клапанов.
  2. Домкрат подставить под двигатель с правой стороны (по ходу движения) и приподнять его. Открутить 2 кронштейна крепления эластичной опоры и саму подушку силового агрегата.
  3. Ослабить натяжной ролик привода генератора и снять ремень. Демонтировать оба ролика — натяжной и паразитный, а также шкив с насоса гидроусилителя руля.
  4. Открутить шкив водяного насоса, после чего снять помпу с двигателя. Теперь ничего не мешает раскрутить крепление генератора и убрать его в сторону.
  5. Ослабить болт, удерживающий шкив коленчатого вала. Для этого нужно заклинить маховик с помощью отвёртки либо попросить помощника подержать педаль тормоза при включённой передаче. Снять шкив, не потеряв шпонки.
  6. Открутить все болты крепления крышки механизма ГРМ и вытащить её.

Совмещение меток на шестеренках распредвалов

Примечание. При разборке заднеприводной версии авто не нужно снимать колесо, приподнимать двигатель и раскручивать подушку. Вместо этого понадобится демонтаж радиатора вместе с вентилятором.

После разборки нужно очистить посадочный фланец блока цилиндров и крышку от остатков старой прокладки и герметика, а также протереть потеки масла и охлаждающей жидкости. Затем поворотом коленчатого вала совместить все метки, выбитые на шестерёнках, с рисками на корпусе мотора или другими ориентирами, указанными в документации автомобиля.

Есть 2 способа ослабить цепь для дальнейшего снятия:

  • сходу открутить 2 болта гидронатяжителя и снять его;
  • поддеть защёлку фиксатора в натяжителе, надавить на пластиковый башмак и ослабить цепь.

После ослабления цепная передача свободно демонтируется вручную, главное, — не сбить положение меток.

Установка новой детали на двигатель

Перед сборкой механизма убедитесь, что у вас в наличии есть все расходные материалы:

  • прокладка под крышку ГРМ;
  • прокладка для помпы;
  • новые уплотнительные кольца из резины;
  • новый гидронатяжитель;
  • башмаки для натяжителя и успокоителя (при необходимости);
  • высокотемпературный герметик.

Если надо заменить износившиеся башмаки натяжителя и успокоителя, это делается до сборки цепного привода. Это не представляет проблемы, они крепятся на 2—3 болтах (в зависимости от марки машины).

Метки желтого цвета надо совместить с рисками на шестеренках

Для удобства и безошибочной установки производители зачастую проставляют на звеньях цепи метки, совмещаемые с рисками на шестерёнках распределительных валов и коленвала. Первые две нарисованы жёлтым, третья — чёрным или другим цветом. Поэтому цепь надевается на шестерни с учётом этих меток, после чего натягивается.

Как нужно проводить замену натяжителя

Гидравлическое натяжное устройство рекомендуется менять вместе с цепным приводом. Оно держится на двух болтах, которые надо открутить для замены детали. Новый натяжитель оснащён чекой, фиксирующей плунжер в исходном состоянии. Когда цепь установлена по меткам, а её слабина выбрана в сторону натяжного башмака, чека выдёргивается и пружина выталкивает шток, нажимающий на башмак с направляющей. Таким образом цепь натягивается.

Гидравлические натяжители разных конструкций

Примечание. Пока двигатель не заведён и давление масла в системе отсутствует, цепная передача будет натянута только усилием пружины. Поэтому натяжка выйдет не слишком сильной.

После установки и настройки цепного привода ГРМ проверните вручную коленчатый вал на 2—3 оборота и сверьте положение меток ещё раз. Специально смазывать звенья цепи не нужно, это произойдёт автоматически после пуска мотора. Дальше выполняется обратная сборка двигателя с установкой новых прокладок на герметик.

Как работает гидравлический натяжитель: видео

От надёжности и долговечности цепи ГРМ зависит работа двигателя, поэтому её состояние нужно отслеживать, чтобы вовремя заменить и избежать плачевных последствий. Не менее важно своевременно менять моторное масло, смазывающее привод и создающее дополнительное давление в натяжителе. Когда моторная смазка не выполняет возложенные на неё функции, то цепь вытягивается быстрее, а в корпусе гидронатяжителя скапливается грязь, мешающая его нормальной работе.

Как определить износ

Как уже было отмечено, цепь в процессе эксплуатации подвергается серьёзным нагрузкам. В результате чего деталь со временем растягивается, соединения звеньев изнашиваются. Рано или поздно такая деталь может перескочить на один или несколько зубьев. В зависимости от двигателя такая ситуация может оказаться достаточно плачевной. Чтобы избежать неприятных последствий, нужно производить замену цепи в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя вашего автомобиля. Мнения специалистов насчёт того, что можно определить износ детали по звуку, расходятся. Некоторые считают — это невозможно, другие придерживаются мнения, что состояние можно определить по следующим признакам:

  1. В районе привода ГРМ появляется характерный звенящий шум. Он также может сопровождаться небольшими ударами. Постепенно звон может усиливаться, что приведёт к возникновению ударов.
  2. При растяжении цепи смещаются фазы газораспределения. В результате впрыск топлива будет ранним либо поздним. Это приводит к воспламенению несгоревшего топлива в глушителе. При наличии выстрелов в системе выхлопа можно судить о неисправности системы ГРМ и в частности цепи.

Рассматриваемая деталь имеет определённый ресурс. В зависимости от мотора и условий эксплуатации он может находиться в пределах 30–160 тыс. км. Даже с учётом рекомендаций завода-изготовителя и соблюдении сроков замены, цифры в реальности могут отличаться. Автомобиль может эксплуатироваться в самых различных условиях и порой достаточно сложных. Производитель проводит тесты своих авто на полигоне, а ежедневная эксплуатация по городским пробкам сказывается куда больше на износе мотора. На сроки замены детали влияют и погодные условия. Несмотря на то, что ремень и цепь ГРМ выполняют одну и ту же функцию и цепь служит гораздо дольше, о её своевременной замене забывать не стоит.

При больших пробегах автомобиля цепь ГРМ растягивается и если не предпринять соответствующие меры по замене детали, то в будущем двигателю может потребоваться серьезный ремонт

К чему может привести повреждение цепи ГРМ

Сегодня существует немало силовых агрегатов, как современных, так и старых марок, в которых расположение клапанов и поршней выполнено в одном блоке. В процессе работы поршней в цилиндре происходит перемещение топлива и воздуха. Если сказать простыми словами, то, в тот момент, когда поршень находится в верхнем положении, клапаны закрыты. В этот момент происходит воспламенение топливо-воздушной смеси. Когда поршень оказывается в нижнем положении, то клапаны открываются для выпуска отработанных газов и впуска топлива. Таким образом, происходит правильная работа всего механизма, а главное, синхронная.

Если же происходит разрыв, то эта синхронность нарушается. В результате чего происходит удар поршня по клапану, клапан сгибается, возможно повреждение поршня. Двигатель не сможет работать в прежнем режиме, потребуется серьёзный и порой дорогостоящий ремонт. Бывают случаи, когда можно обойтись и малыми затратами. Но важна не только поломка цепи, но и её растяжение, о чём выше уже было отмечено.

При слишком большом рястяжении цепи ГРМ детали двигателя могут быть повреждены. На фото видны поврежденные клапаны в результате удара по поршням

Когда пора менять

Некоторые производители заверяют, что деталь в процессе всего срока службы автомобиля в замене не нуждается. Это утверждение уместно для идеальных условий эксплуатации авто. Тем не менее замену детали лучше производить при каждых 100 тыс. км. пробега. Если при работе двигателя слышен металлический звон, стук, то, скорей всего цепь растянута и происходит её проскакивание. При таких симптомах замена должна быть безотлагательной. О необходимости замены можно судить по густому сизому выхлопу, падению мощности двигателя, громким звукам в глушителе, резком повышении температуры мотора без каких-либо видимых причин. В большинстве случаев эти признаки появляются вместе и свидетельствуют об износе данной детали.

Если вы приобрели авто с пробегом, то на цепь ГРМ в обязательном порядке нужно обратить внимание. Даже если бывший владелец говорил, что произвёл недавно её замену. Есть некоторые автомобили, у которых на панели приборов присутствует специальный индикатор, сигнализирующий в случае неполадок с газораспределительным механизмом. При несвоевременной замене цепи она будет проскакивать, нанося повреждения головке блока. В лучшем случае это приведёт к согнутым клапанам, в худшем — предстоит замена блока цилиндров, поскольку он попросту придёт в негодность.

Как правильно выбрать новую запчасть

Итак, мы выяснили, когда двигатель нуждается в замене рассматриваемой детали. Но, как её выбрать правильно, ведь цепь может быть как однорядной, так и двухрядной. Для каждого варианта присущи свои плюсы и минусы:

  1. Однорядная цепь обеспечивает некоторое увеличение мощности мотора, способствует уменьшению шума. Связано это с тем, что двигателю легче прокрутить один ряд, чем два.
  2. Несмотря на то, что двухрядная цепь более шумная, она наделена большей надёжностью. Для неё характерен более длительный срок эксплуатации.

Кроме того, цепи имеют разное количество звеньев. В зависимости от марки машины и типа мотора могут применяться разные варианты цепей. Если рассмотреть такие автомобили, как ВАЗ 2101 и 2102 с установленным на них силовым агрегатом объёмом 1,2 и 1,3 л, то они оснащаются деталью на 114 звеньев. Для автомобилей с силовыми агрегатами объёмом 1,5, 1,6 и 1,7 л применяется цепь на 116 звеньев, соответственно. Относится это к моделям ВАЗ 2103, 2107 и 21213. При замене цепи необходимо уточнять информацию в соответствующем документе к автомобилю.

Для ГРМ цепи могут быть однорядными и двухрядными. Ту или иную цепь выбирают в зависимости от модели автомобиля и типа двигателя

Источники


  • https://SwapMotor.ru/ustrojstvo-dvigatelya/gazoraspredelitelnyj-mehanizm.html
  • https://voditelauto.ru/%D0%B3%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D1%80%D0%B0%D1%81%D0%BF%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B8%D1%82%D0%B5%D0%BB%D1%8C%D0%BD%D1%8B%D0%B9-%D0%BC%D0%B5%D1%85%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B7%D0%BC/
  • https://www.zr.ru/content/articles/909141-tsep-ili-remen-kakoj-privod/
  • https://matador.tech/articles/remen-ili-cep-grm-cto-vybrat-dla-avtomobila
  • https://www.kolesa.ru/article/kapremont-turbodizelya-mitsubishi-s-probegom-500-tysyach-kilometrov-gazoraspredelitelnyj-mehanizm
  • https://autostuk.ru/cep-ili-remen-grm.html
  • https://vvm-auto.ru/publikatsii/715-tsep-bolshe-ne-bessmertna
  • https://pol-z.ru/rukovodstvo-po-zamene-tsepi-grm/
  • https://autoclub.su/zamena-tsepi-grm/

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Ремонт автомобиля, решение проблем с авто