Цепи ГРМ

Находится категория потенциальных владельцев машин, которым интересен список автомобилей с цепным приводом ГРМ. Одним это интересно перед покупкой машины, другие интересуются просто из любопытства. Давно осталось в прошлом то время, когда только цепь служила передаточным звеном вращения от коленчатого вала к распределительному механизму в головке блока цилиндров.
После появления высококачественных ремней для привода ГРМ, о ней стали постепенно забывать. Но до сих пор огромное количество машин с ней, бегают по автомобильным дорогам разных стран мира.

Список автомобилей с цепным приводом ГРМ будет полезен и тем, кто категорично отказывается пользоваться такими машинами. Ременная передача, так же как и цепная имеют свои преимущества и недостатки, знание которых поможет определиться с окончательным выбором привода ГРМ. Перед статьёй не ставилась цель рекламы чего-то, она носит чисто ознакомительный характер, чтобы владельцы машин и все, кому это интересно уяснили, что это такое.
Об особенностях использования цепи
Наверное, ещё есть такие водители, которым не совсем понятно назначение этого звена в механизме газораспределения. Для того чтобы стало более понятным назначение цепи в нем, давайте вспомним о принципе работы автомобильных моторов. Рабочий цилиндр после наполнения рабочей смесью, ещё не готов к её воспламенению. Перед этим топливовоздушную смесь сжимают движением поршня до верхней мёртвой точки.
Степень сжатия современных машин составляет 12 и более единиц, это значит, что рабочий объём цилиндра уменьшается в несколько раз. После воспламенения газы от сгоревшей топливовоздушной смеси толкают поршень в нижнюю мёртвую точку. Чтобы эти газы покинули объём рабочего цилиндра, поршень снова движется вверх. В это время происходит открытие выпускного клапана для пропуска отработанных газов в систему отвода их из рабочего цилиндра. Весь этот цикл возможен благодаря передаче вращательного движения от коленчатого к распределительному валу.

Автомобили цепного привода

  • Opel Astra и Opel Corsa кроме турбированных моторов;
  • Mazda 6 год выпуска до 2006 также успешно колесит по дорогам;
  • Volkswagen Jetta 1,6 также относится к таким автомобилям;
  • Toyota Avensis с мотором рабочим объёмом 1,8 литра и мощностью 129 л.с, а также все моторы vvt-i, отказались от ремня;
  • Nissan, где установлены моторы vg, gg, sr, gr;
  • Honda, её модели Fit, Mobilio, Airwave игнорируют ременную передачу;
  • Mercedes-Benz, у которого двигатели имеют объём более 1,8 литра;
  • Audi, но только V6, относится к такому классу машин;
  • BMW, моторы у которых объёмом более 2.0 литра;
  • Волга, Москвич, первые модели ВАЗа, кроме ВАЗ 2105, наследники старого привода, но с успехом продолжают служить своим владельцам.

Достоинства и недостатки

Автомобили с таким механизмом пользуются среди таксистов и водителей, которые хотят получить экономию средств на техническом обслуживании своих авто. Если говорить о достоинствах такого механизма, то следует отметить такие факты:

  • Длительный период работы до замены, для некоторых моделей он составляет 300 тысяч км пробега и более. Особого ухода, кроме как
  • подтягивания цепи, ей не требуется;
  • Высокая надёжность при эксплуатации;
  • Нет необходимости герметизации устройства от попадания моторного масла;
  • Высокая точность установки фаз газораспределения.

Если вспомнить недостатки такого механизма, то самым важным из них будет высокая шумность во время работы. Себестоимость изготовления двигателей с таким приводом выше, чем моторов с ремнём, однако некоторые заводы продолжают их выпуск. Для правильной их эксплуатации желательно следовать всем рекомендациям завода изготовителя.

Довольно длительному периоду распространения цепи в приводе ГРМ способствуют факторы её надёжности и долговечности. Она в меньшей степени подвержена растяжению, чем ременная передача. Применение современного высокоточного оборудования и новых технологий, сделали её бесспорным лидером по точности шага. Удалось добиться снижения показателей шумности для «бесшумных» цепей.
Такая передача должна постоянно работать в контакте со смазкой, которое подаётся в зону её работы по каналам в блоке цилиндров и головке блока. Нарушения в работе системы смазки мотора, существенно снижает рабочий ресурс такого привода ГРМ.
Сегодня ещё продолжается производство машин с цепным приводом многими мировыми гигантами автомобильной промышленности. Список автомобилей с цепным приводом ГРМ подтверждает это. Использование высококачественных материалов и современных технологий, позволили довести срок работоспособности цепи, равной сроку службы силового агрегата, но при непременном выполнении всех рекомендаций завода изготовителя.

Тему ременного привода мы уже поднимали на примере двух новых концептов от Trek. Поскольку теперь появилась возможность рассмотреть технологию поближе, этим и займемся.

Повторюсь. Основная суть идеи, которая, как я полагаю, может совершить в прямом смысле «тихую» революцию в велотрансмиссии, замена цепи ремнем шевронного типа, а звезд шкивами.

Все существующие и пока немногочисленные велосипеды с ремнем построены на базе комплекта оборудования от компании Gates. Последняя, на ремнях и лентах всех типов съела собаку. Ремни Gates ставят на мотоциклы, мопеды, драгстеры, двигатели, ленты транспортеров и т.д. Для продвижения привода на велорынке был создан отдельный бренд Carbon Drive, чья тихая презентация прошла чуть больше года назад на Евробайке 2007.

Для того, чтобы установить ремень на велосипед вместо цепи, потребуется рама с разъемными перьями и горизонтальными трековыми дропаутами. Остальное оборудование продает Gates: набор звезд, ремень, специальный хлыст для заднего шкива и измеритель натяжения.

Ремень представляет собой слоеный пирог из нескольких материалов. В центре обеспечивающее минимальное растяжение полотно из карбоновых нитей. Основным наполнителем является полиуретан. Рабочая поверхность зубцов для долговечности покрыта нейлоном. По словам разработчиков, ремень не теряет своих механических свойств при температурах от -50 до +85 градусов, не боится воды и прямого солнечного света. Ребристая внешняя поверхность призвана снизить потери энергии при деформации.

Звезды заменяются двумя шкивами. Посадочные места ведущего и ведомого шкивов совместимы с существующим оборудованием. В настоящий момент, линейка такова.

  • Передний шкив для шатунов пятилапок, посадка 130 мм, 55 зубьев
  • Передний шкив для шатунов пятилапок, посадка 130 мм, 50 зубьев
  • Передний шкив на 4 лапки, посадка 104 мм, 50 зубьев
  • Передний шкив на 4 лапки, посадка 104 мм, 46 зубьев

Задний шкив:

  • 32 зуба, посадка на втулки с 9 шлицами
  • 28 зубьев, посадка на втулки с 9 шлицами
  • 25 зубьев, посадка на втулки с 9 шлицами
  • 24 зуба, посадка на втулки с 9 шлицами
  • 24 зуба, посадка на втулки NEXUS
  • 24 зуба, посадка на втулки Alfine
  • 22 зуба, посадка на втулки с 9 шлицами
  • 20 зубьев, посадка на втулки с 9 шлицами

Шкивы для втулок Rohloff, NuVinci, SRAM ожидаются ближайшее время.

Ремни.

  • 113 зубьев, 1243 мм
  • 118 зубьев, 1298 мм
  • 122 зуба, 1342 мм
  • 125 зубьев, 1375 мм

Вес ремня и пластиковых звезд весьма низок. Производитель приводит следующий пример. Комбинация аналогичная отношению звезд 32/19 синлспида весит всего 240 грамм. Где на передний шкив приходится 84 грамма, задний шкив 74 и ремень 82 грамма. Другими словами, весь сетап весит как хорошая цепь.

Одним из главных кажущихся недостатков является грязезащищенность. Производитель, напротив, так не считает. Оба шкива имеют набор отверстий, через который налипающая на ремень грязь выдавливается наружу при каждом обороте педалей и лента остается чистой. В идеале. Процитируем Стива Фасбиндера, который приехал третьим на юбилейной 24 часовой Adrenalin Solo World.

«.. Хотя меня и одолевали сомнения, я с крайним волнением хотел попробовать этот абсолютно новый тип привода. Установив ремень на свою гоночную раму Spot и пару паршивых одолженных колес я сразу без тестов отправился в Канаду.

Гонка стартовала в полдень субботы, погода была солнечной и теплой. Ремень работал отлично, и все казалось в радужном свете. Велосипед работал на 5 баллов, был тихим и я чувствовал себя просто отлично. В ходе гонки, перебрасываясь комментариями с другими велосипедистами о ременной передаче, главным вопросом было, как он поведет себя в грязи. Об этом я не имел ни малейшего представления, но вскоре мне предстояло это узнать на своей шкуре. Погода стала меняться к худшему. Дождь, дождь и еще раз дождь. В течении нескольких часов лило как и ведра. Воды было столько, что трасса из тропинки или дороги превратилась в море грязи!

Я уже выступал на гонках в подобную погоду и знаю, как плохо такая грязь влияет на работу трансмиссии. Ременный привод вел себя просто потрясающе. Я не ощутил никаких изменений в режиме его работы за всю гонку. Единственная техническая помощь, которую получил мой велосипед в ходе гонки, это вода из гидранта..»

Процедура установки относительно проста. Раму требуется разомкнуть и продеть ремень сквозь перо.

Накинуть на каретку.

Накинуть ремень на задний шкив и вставить колесо до упора в дропауты.

Свободно накинуть колесо на передний шкив и только после этого,

натянуть ремень, оттянув колесо назад.

Во время всех операций производитель явным образом запрещает всяческую деформацию ремня, как избыточно натяжение, перекручивание или складывание.

Шкивы должны быть установлены в одной плоскости (назовем это по аналогии «линией ремня»), а ремень натянут с определенным усилием. В помощь мастерским и велосипедистам Gates предлагает два аксессуара.

Резиновый хлыст с замком, чтобы снимать задний шкив.

И измеритель натяжения ремня. Последнее, можно выполнить и в полевых условиях без инструмента, приложив в середине свободной части усилие от 2.5 до 4 килограмм. Ремень не должен провиснуть более чем на 1см. Думается, что распространением технологии степень натяжение ремня можно привыкнув определять и пальцами, как давление в колесах.

Итак, разобравшись с технической частью, поговорим о возможных преимуществах.

  • Тихий привод.
  • По заявлению разработчика, работает как минимум в два раза дольше, чем цепь. С какой именно цепью и в каких условиях происходило сравнение, правда, неизвестно.
  • Ремень значительно легче. На тандемах экономия становится еще более заметной.
  • Не требует смазки, не ржавеет, не пачкается, а звезды не пытаются порвать вашу штанину при езде на городском велосипеде.
  • Не требует выжимки при обслуживании.
  • Возможно, практически не рвется и не боится грязи.
  • Совместим с существующим оборудованием.
  • КПД сравним с цепью.

Теперь, о недостатках.

  • Ремень требует рамы с размыкаемыми перьями.
  • Для работы необходим ремень определенной длины. Укоротить ремень нельзя.
  • Затрудняет скоростную замену покрышки.
  • Конечно, пока проблемы с запчастями.
  • Нельзя использовать с трансмиссиями существующего типа. Однако, возможно использование многоскоростных втулок и передними планетарными системами.
  • Проприетарная технология плохо сказывается на продвижении продукции. Никто не хочет становиться заложником одного производителя. При активном распространении системы, можно ожидать сопротивления теряющих долю рынка Shimano, SRAM и Campagnolo.

Главная проблема сегодняшнего дня, слабая популярность многоскоростных втулок и малое количество совместимых рам. Последнее решаемо уже сейчас, стоит производителям добавить к каждой раме такую опцию уже сегодня. Распространись технология ременного привода на городские велосипеды (а мы не сомневаемся, что это произойдет в течении ближайшего десятилетия), можно ожидать и попыток создания MTB трансмиссии заточенной под ремень. Задняя многоскоростная втулка и передняя система с планетаркой, как новинка от Truvativ, потенциально отвечает почти всем запросам велосипедистов. 9и скоростные втулки XTR? Звучит дико, но посмотрим:-)

В настоящий момент почин Gates поддержали следующие бренды:

«У меня цепной мотор!» — нередко с гордостью говорят автовладельцы о своей машине, подразумевая исключительную надежность такого агрегата и отсутствие технических проблем с «вечной» цепью. На самом деле цепной привод газораспределительного механизма имеет как свои плюсы, так и целый ряд минусов. А при сегодняшнем уровне развития технологий производства ремней ГРМ еще не известно, какой привод окажется надежнее. Вместе со специалистами СТО «Дилижанс» мы прошли все этапы замены цепи ГРМ на бензиновом турбомоторе 2.0 TFSI и выяснили немало интересного.

Что такое ГРМ?

Газораспределительный механизм ДВС обеспечивает своевременный впуск в цилиндры свежей порции топливной смеси и выпуск отработавших газов. Принцип работы основан на синхронизации действий компонентов газораспределительного и кривошипно-шатунного механизма посредством передачи крутящего момента от коленвала к распредвалу как раз с помощью ремня или цепи.

На заре автомобилестроения этот процесс осуществлялся с помощью зубчатого зацепа, то есть, проще говоря, набора шестеренок. Однако инженеры хотели уменьшить вес агрегатов, а потому довольно быстро перешли на ременной и цепной привод, каждый из которых со временем совершенствовался. Именно из-за того, что технологии создания материалов развивались то в цепном, то в ременном направлении, опережая друг друга, до наших дней в равной степени применения дошли оба варианта.

Несмотря на то что по регламенту любая цепь ГРМ рассчитана на весь срок эксплуатации автомобиля, меняется она по износу. В среднем этот показатель с учетом российских условий составляет 150–170 тыс. км. Есть двигатели, где цепь может не выдержать и 100 тыс. км, а есть и такие, где механизм гарантированно ходит не меньше 250 тыс. км. На фото — Audi Q3 2.0 TFSI, которой потребовалась замена на пробеге 155 тыс. км.

То есть сегодня нет принципиальной разницы между характеристиками ремня и цепи?

Как ни крути, а железная цепь, работающая в масляной ванне, и без рывковых нагрузок ходит все-таки больше, чем ремень. Это связано с материалами и технологиями изготовления последних. Стальная ударопрочная цепь в меньшей степени подвержена внешним воздействиям. Однако, вопреки заблуждениям, никаких «вечных» цепей не существует. В силу их конструктивных особенностей и режима эксплуатации цепь требует обязательной замены при критическом растяжении. Игнорирование данного действия приводит к перескоку цепи или даже обрыву, в результате чего поршни «встречаются» с клапанами.

Главным слабым местом цепи являются подшипники скольжения, то есть детали, с помощью которых соединяются звенья цепи. Соединения и их упоры несут вибрационную нагрузку, и со временем втулки изнашиваются, цепь растягивается и появляется люфт. Уже он, в свою очередь, механически воздействует на шестерни, на которых появляются следы выработки на зубьях. Именно поэтому при замене цепи ГРМ часто требуется и замена шестеренок, потому что работа новой цепи на изношенных зубьях даст не лучший эффект.

На самом деле, например, температурные нагрузки практически не критичны и для современных ремней, а вот механические воздействия ремни могут не пережить. Кстати, изламывать новые ремни перед установкой, проверяя на гибкость, категорически запрещено, поскольку внутри них применяются стекловолоконные ткани.

Важное преимущество ремня ГРМ — то, что у него есть строгий регламент замены (60–80–100 тыс. км). Пропуск даты регламентной замены тут же отправляет автовладельца в зону риска, а выполнение замены дает возможность забыть о проблеме до следующей даты. У цепи ГРМ никакого регламента замены нет: к каждому ТО придется прибавлять работы по определению износа цепи.

Как определить износ цепи?

Глобальной сложности в определении износа цепи нет. На современных двигателях могут быть специальные смотровые окошки, где видны деления натяжителя цепи. Как только они достигают определенных значений, цепь требует замены. Если окошка нет, можно провести осмотр цепи и ее натяжителя эндоскопом.

Кроме того, опытный механик спокойно может выявить износ цепи на слух, поскольку изношенная цепь при работе издает специфический призвук, который ни с чем не спутать. Он появляется из-за того, что на холодном запуске плохо работает система удержания масла, в этот момент цепь работает не от натяжения и имеет избыточный свободный ход, что может привести к перескоку цепи и повреждению двигателя.

Еще один метод определения износа цепи — расположение распределительного и коленчатого вала. Если оно превышает определенные градусы, то получается рассогласование, которое может изнашивать цепь.

Зависит ли износ цепи от типа двигателя — турбированного, атмосферного, рядного или V-образного?

Зависит. Основная нагрузка на цепь ГРМ ложится при старте, когда ей нужно сдвинуть с места все валы. Чем больше по объему и размеру мотор, тем, соответственно, больше нагрузка, выше износ. V-образные двигатели имеют две головки блока, которые также добавляют нагрузки. А вот наличие турбонаддува на ГРМ почти не влияет, поскольку турбина включается в работу уже на заведенном моторе. Разве что из-за меньшей степени сжатия на турбомоторах старт чуть проще. Собственно, на равномерном ходу износ и цепи, и ремня минимальный.

Не стоит забывать, что механизм ГРМ состоит не только из цепи. Различные пластиковые элементы конструкции ГРМ также изнашиваются, поскольку и они сопротивляются температуре и химической среде, а потому тоже требуют замены.

Насколько сложно заменить цепь ГРМ?

Сложнее, чем ремень. Главная причина заключается в том, что ременной привод ГРМ, как правило, находится снаружи двигателя, а цепной — внутри. Именно поэтому для замены цепи приходится около часа разбирать все «окружение» механизма ГРМ, а также снимать защитные крышки двигателя, которые, как правило, одноразовые. Таким образом, и по нормо-часам, и по количеству запчастей замена цепи ГРМ всегда более сложная, более долгая и более дорогая процедура.

Кроме того, конструкции некоторых моторов, например Audi или BMW, имеют в приводе не одну, а сразу три цепи: отдельно привода ГРМ, отдельно масляного насоса и отдельно распредвалов. Например, по регламенту замена системы цепей в двигателях BMW выполняется со съемом двигателя со всеми вытекающими по разбору и стоимости.

Замена цепи ГРМ, особенно на автомобилях премиум-класса, — процедура недешевая. Со всеми дополнительными работами и запчастями она может вылиться в несколько десятков тысяч рублей даже на независимых СТО. У официальных дилеров Audi замена комплекта цепи ГРМ на Q3 2.0 TFSI будет стоить около 60 000 рублей.

Редакция журнала «Движок» выражает благодарность СТО «Дилижанс» и компании Febi за помощь в подготовке материала.

Устройство распределительного вала (или распредвала, как его чаще всего называют) меняется по форме, но остается неизменным по своей сути. Независимо от того, какие модификации с ним происходят, распредвал остается неизменной деталью двигателей внутреннего сгорания.

Функции распредвала

В ДВС распредвал отвечает за открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов, то есть за газораспределение непосредственно в камере сгорания двигателя. От особенностей конструкции мотора и самого распредвала, а также корректной настройки ГРМ, зависит эффективность работы двигателя: мощность, динамика, КПД. Эволюция двигателей влечет за собой и некоторые изменения в форме и функциях распредвала: создаются системы, подстраивающие газораспределение под частоту оборотов, устанавливаются валы на впуск и выпуск по отдельности, и, конечно, меняются материалы и способы обработки металлов.

Конструкция распредвала

В большинстве случаев распредвал вытачивается из цельного металлического цилиндра, и только некоторые производители устанавливают накладки с кулачками на ось, делая не цельную, а сборную конструкцию (например, распредвал на Audi Valvelift System (AVS), на котором кулачки перемещаются на оси распредвала). Но пока в большинстве автомобилей используются цельнолитые конструкции распредвалов, изготовленные из чугуна или износостойких слоев стали. Дополнительную твердость готовые валы получают в результате закалки: азотирования, лазерной обработки, отбеливания и т.д.

Основными конструктивными элементами распредвала являются кулачки, которые открывают клапаны напрямую или через толкатели. Опорные элементы (шейки) устанавливаются в подшипники скольжения (вкладыши), на которых распредвал вращается благодаря эффекту масляного клина с минимальным трением.

При вращении вала кулачки в строгой очередности открывают клапаны (как правило, на один клапан – один кулачок, хоть есть и другие варианты конструкции), а закрытие их происходит за счет пружин.

Принцип работы распредвала

Особое внимание конструкторы уделяют форме и размерам кулачков, ведь именно от их параметров зависит, на какую высоту и на какое время откроются клапаны, а значит, насколько эффективно будет подаваться воздух и отводиться выхлопные газы.

Существует закономерность: чем дольше открыт клапан, тем больше воздуха поступает в камеру сгорания, а значит, можно подать больше топлива. С другой стороны, слишком длительное открытие клапана грозит «поцелуем» между ним и поршнем. Это противоречие и пытаются всеми силами решить инженеры.

Для спортивных двигателей разработаны особые распредвалы, с измененной геометрией кулачка, на более длительный срок открывающей клапан. Такая конструкция позволяет мотору развивать максимальную мощность, что и требуется для автогонок. Однако при этом на порядок вырастает потребление топлива даже на холостом ходу, что совершенно не подходит для повседневного вождения.

Сравнение профиля кулачков обычного (слева)
и спортивного (справа) распредвалов

Скорость вращения распределительного вала в два раза меньше, чем у коленвала: за один полный такт двигателя коленвал делает два полных оборота, но каждый из клапанов должен открыться только один раз (на такте сжатия и рабочем такте оба клапана закрыты). Для синхронизации скорости вращения коленвала и ГРМ используется ременная или цепная передача (зубчатый ремень или цепь ГРМ), и самым совершенным на сегодняшний день вариантом является разрезная шестерня, зафиксированная на одном конце распредвала, на которую передается вращение от двигателя. Конструкция шестерни для ремня и цепи отличается.

Разрезная шестерня для цепного (слева)
и ременного (справа) привода

Тонкости конструкции

От высоты и профиля кулачков зависит глубина и продолжительность открывания клапана.

На рисунке видно, что кулачок С больше по высоте, чем остальные, D имеет более тонкую ось и за счет этого опускает клапан ниже, а Е дольше всех продержит клапан в открытом положении (только теоретически, на практике такой профиль кулачков не используется).

На распредвалах, независимо, установлен он один на впуск и выпуск, или на разные клапаны ставятся отдельные валы, предусмотрена так называемая фаза перекрытия: момент, когда выпускной клапан еще не закрылся, а впускной уже открывается. Конструкторы называют это продувкой: поток отработанных газов, выходя, создает дополнительное разрежение, облегчающее поступление воздуха в камеру сгорания. Чем меньше угол перекрытия (примерно от 15 градусов), тем экономичней мотор и лучше приемистость на низких оборотах. И наоборот, чем дольше оба клапана остаются открытыми одновременно, тем лучше приемистость мотора на высоких оборотах, но теряется экономия топлива и экологические нормы.

Схема построения фаз на распредвале

Типы размещения распредвала в двигателе

В конструкции двигателя может присутствовать один, два или четыре распредвала, в зависимости от компоновки цилиндров и количества клапанов.

При линейном расположении и 2-3 клапанами на цилиндр устанавливается один распредвал, управляющий и впуском, и выпуском (система SOHC).

При 4 клапанах на цилиндр ставится 1 или 2 распредвала (система DOHC – отдельные валы на впуск и выпуск).

Для V-образных или оппозитных двигателей распредвал устанавливается на каждый из блоков цилиндров отдельно (один общий на ряд или по два на ряд), либо один общий распредвал на все цилиндры (ставится по центру, в развале двигателя). Конструкторы предпочитают разделять впускные и выпускные валы, чтобы уменьшить нагрузку на них и сложность конструкции.

Как правило, впускной и выпускной распредвал почти не отличаются: одинаковая длина и диаметр вала, одинаковая высота и профиль кулачков. Разница может заключаться в конструкции крайних опорных шеек и приводных шкивов.

На один из распредвалов устанавливается датчик положения, для которого выделяется отдельное посадочное место.

Расположение распредвала относительно клапанов может различаться в разных конструкциях двигателей. В старых или маломощных моторах вал устанавливают сбоку от клапанов, соединяя их с кулачками через рокеры (Т-образные коромысла) и штанги. Такая система называется боковым или нижним расположением распредвала «Cam-in-Block». Их преимущество в более простой системе смазки (зачастую распредвал устанавливается прямо в картере), а недостаток – в сложной доступности для замены.

Моторы более поздних конструкций делались в распредвалами непосредственно над клапанами, что облегчает обслуживание и ремонт. Такое расположение, когда кулачки вала давят непосредственно на толкатели, называют верхним или «Cam-in-Head». Смазывать верхний распредвал несколько сложней: система подачи масла должна работать бесперебойно, в том числе это касается масляных каналов и отверстий в самом распредвале.

Немного о моторном масле

Долгая и бесперебойная работа ГРМ, и в том числе распредвала, напрямую зависит от качества смазки. Подача масла на подшипники скольжения (постели и вкладыши распредвала), а также на поверхность кулачков, должна быть бесперебойной. Отверстия внутри распредвала, предназначенные для подачи смазки к парам трения, достаточно тонкие и рассчитаны на моторное масло определенной вязкости и качества. Несвоевременная замена или неправильный подбор масла приводят к засорению каналов, после чего трение распредвала происходит не по слою жидкости (гидродинамическое планирование), а по поверхности металл-металл. Итог этого процесса печален, но предсказуем: быстрый износ кулачков (иногда до состояния идеальной окружности) и толкателей, а также шеек и вкладышей приводит к сбоям в работе двигателя. От чрезмерного трения распредвал может сломаться, а это уже чревато не только его заменой, но и капремонтом двигателя. Особенность конструкции распредвала в том, что даже минимальная выработка приводит к его вибрации и окончательному выходу из строя. В большинстве случаев основной причиной ремонта распредвалов является именно некачественное масло, несвоевременная его замена или неподходящая вязкость. При нормальном ТО ресурс распредвала будет столь же долгим, как и ресурс самого двигателя.

Другие причины неисправности распредвала

Помимо масляного голодания, причинами поломок может стать перегрев, от которого металл «ведет», естественный износ (рано или поздно всё изнашивается, как ни старайся), поломки смежных деталей (шкив, цепь или ремень ГРМ), а также изначально низкое качество распредвала (плохой металл, неточное изготовление). Признаки можно определить визуально или даже на слух: характерным симптомом неисправности именно распредвала будет стук при запуске холодного двигателя (в начале проблемы стук пропадает, когда мотор прогреется, а с ухудшением ситуации двигатель будет стучать постоянно).

Выработка и задиры на шейках, подшипниках, сальниках или кулачках – однозначный сигнал к замене детали.

Некачественный распредвал может искривиться (деформация, как правило, определяется не визуально, а только на специальном оборудовании) из-за прогиба опорных шеек. Для легковых автомобилей допустимая степень искривления распредвала составляет 0,05 мм, если больше – усиливается вибрация, выходят из строя смежные узлы двигателя.

При неправильной установке вала, а также некорректной сборке двигателя (недотянуты крепежные болты ГБЦ, распредвала, шкивов и шестерен) появляется вибрация во время работы. Вал срывает крепеж, после чего двигатель в большинстве случаев отправляется на капремонт. На самом распредвале могут появиться трещины, а пазы под штифты разбиваются под нагрузкой.

Ремонт распредвала проводить нецелесообразно: никакая шлифовка или напыление не вернет его первоначальных свойств. В случае выхода из строя деталь просто заменяют на новую, попутно устанавливая новые крепежные болты и проверяя цепь или ремень ГРМ.

Что будет дальше? Эволюция ГРМ

Технологии не стоят на месте, и сегодня можно уже говорить о том, как изменится работа газораспределительного механизма и в частности распредвала. Основные направления работы конструкторов – повышение экономичности двигателей, уменьшение вредных выбросов и увеличение отдачи мощности как на высоких, так и на низких оборотах. Для этой цели разработано несколько концептов, в которых либо используется измененный распредвал, либо не используется вообще.

Условно можно выделить несколько основных направлений работы:

  • изменения в работе распредвала: установка дополнительных кулачков, проворот распредвала для увеличения угла перекрытия и т.д.,
  • использование других систем управления открытием клапанов: электронное управление, магнитные или пневматические толкатели,
  • двигатели без клапанного механизма.

Концерн Honda предложил несколько вариантов улучшения распредвала. Например, это система DOHC i-VTEC, в которой подъемом клапанов управляют кулачки с низким профилем (на малых оборотах) или с высоким профилем (на режиме 5800 об/мин).

Очень похожий принцип использован в моторах Mitsubishi Pajero IV – система газораспределения MIVEC, управляющая высотой и продолжительностью открытия клапанов.

Второй вариант управления впуском – система VTEC-E от Honda, при которой на малых оборотах открывается только один впускной клапан, а на больших – оба. Это удалось реализовать с помощью системы VTC, при которой распредвал проворачивается относительно своей нулевой точки под давлением масла.

Похожий способ управления впуском создал и концерн Volkswagen: блок с кулачками крепится на валу с помощью шлицевого соединения, и под действием управляющего механизма может смещаться относительно продольной оси. Таким образом, над клапанами располагаются кулачки либо с низким, либо с высоким профилем, в зависимости от режима работы двигателя.

Разработка Volkswagen открывает широкие возможности: с помощью такого подхода можно управлять системой газораспределения в большом диапазоне, в том числе подключать или отключать цилиндры при необходимости.

Другой вариант предложила шведская компания Koenigsegg: управлять работой клапанов с помощью пневматических механизмов, а не распредвала, что в теории может дать прибавку мощности до 30% и увеличение крутящего момента до 20 тыс. об/мин. В 2015 году компания представила и реализацию этого принципа: автомобиль Regera с гибридным двигателем мощностью 1500 л.с. Насколько успешной будет эта разработка, покажет только время.

Двигатели без клапанов – тоже возможно! Это доказали в компании EcoMotors, которую возглавляет Петер Хофбауэр, бывший моторист концерна Volkswagen. В компании разработан двухцилиндровый оппозитный двигатель, превосходящий по своей мощности и экономичности современные турбодизели. Экспериментальный образец двигателя развивает мощность 325 л.с., а крутящий момент при 2100 об/мин составляет 900 Нм. Легкий, компактный и мощный мотор пока не запущен в серийное производство и находится в стадии доработки.

Несмотря на постоянно появляющиеся идеи и новинки, самым распространенным механизмом газораспределения остается старый-добрый распредвал, который может меняться по форме, но остается неизменным по сути.

О функциях цепи ГРМ можно подробно прочитать в нашей статье «Замена ГРМ”. В данной статье мы хотим более подробно рассмотреть устройство цепей ГРМ. Если вы хотите приобрести цепь ГРМ — вам сюда.

В двигателях японских автомобилей используется цепи ГРМ двух основных типов: пластинчато-роликовые и пластинчатые цепи.

Пластинчато-роликовые цепи состоят из роликов, соединённых между собой пластинами и штифтами. Между соседними роликами, стоящими в цепи имеется зазоры, в которые входят зубцы звёздочек распредвала или коленвала. Пластинчато-роликовые цепи бывают однорядными и двурядными. На двурядных цепях имеется два ряда роликов. Такие цепи характеризуются высокой прочностью и долговечностью, используются на низкооборотистых двигателях (старых моделях бензиновых двигателей и дизелях).

При конструировании современных двигателей инженерам для удовлетворения высоких требований по оборотистости двигателя пришлось разработать цепи нового типа – пластинчатые. Эти цепи не имеют в своей конструкции роликов и состоят из пакетов пластин, соединенных между собой штифтами. Благодаря особой форме пластин, цепь при изгибе образует на своём внутреннем радиусе зубцы, которые входят в зацепление с зубцами звёздочек распредвала и коленвала. Цепи такой конструкции обладают максимальной прочностью и долговечностью, так как площадь рабочей поверхности цепи имеет максимально возможное значение по сравнению с цепями пластинчато-роликовой конструкции.

Так как цепи ГРМ должны быть установлены в правильном положении, на них имеются метки (звенья, окрашенные в цвет, иной, чем сама цепь), по которым мастер может правильно расположить все элементы системы ГРМ.

Недопустимо наличие коррозии на поверхности цепи ГРМ, поэтому новые цепи ГРМ, поступающие с завода покрыты смазкой, которая может иногда загрязнять упаковку цепи. Поэтому наличие следов моторного масла на упаковке не должно смущать покупателей.

При достижении определённого пробега наступает износ цепи ГРМ. Суть процесса износа цепи заключается в истирании металла в области сочленения звеньев цепи, что приводит к увеличению зазоров в местах сочленений и в конечном итоге к увеличению длины цепи. Так как система натяжения цепи (гидронатяжитель и его башмак) имеют ограниченный ход, то при удлинении цепи больше длины хода натяжителя появляется недонатяжение цепи. Недостаточное натяжение цепи приводит к появлению зазоров между звеньями цепи и звёздочками распредвала и коленвала. Во всех местах с повышенными выше нормы зазорами появляется люфт между смежными металлическими деталями системы ГРМ. Наличие множества люфтов приводит к резкому повышению шума при работе двигателя. Поэтому при появлении постороннего шума на двигателе с цепной системой ГРМ, требует диагностики в том числе и системы газораспределения.

Починить изношенную цепь (т.е. ликвидировать избыточные зазоры) невозможно. Поэтому единственным способом решения проблемы является замена цепи на новую цепь со всеми необходимыми смежными деталями (натяжителями, башмаками, успокоителями и др.).

Для профилактики преждевременного износа цепи ГРМ нужно, в первую очередь, использовать масло только той марки, которое рекомендовано для данного двигателя. Производитель масла может быть разным, но вязкостные характеристики должны строго соблюдаться. Так если, например, изготовитель автомобиля рекомендует использовать масло с вязкостью 0W20, а в двигатель будет налито масло с вязкостью 5W40, то это приведет к неправильному натяжению цепи и её ускоренному износу. Если износ цепи начался, то он имеет необратимый и прогрессирующий характер. Это связано с образованием порочного круга: чем больше зазоры между звеньями цепи, тем больше люфт, чем больше люфт, тем быстрее увеличиваются зазоры между звеньями цепи ГРМ.

Для определения износа цепи используют два основных метода: измерение длины цепи и измерение провисания цепи. Для каждой цепи имеются предельные значения этих параметров, при превышении которых необходимо произвести замену цепи ГРМ на новую цепь.

Обращаем ваше внимание на чрезвычайную важность тех. осмотров и периодического мониторинга состояния цепи, т.к. износ и поломка любой из составлющих двигателя, сопричастных к цепи ГРМ, будут иметь куда более серьёзные последствия, чем своевременная замена изношанных частей ГРМ.

квартиры | гостиницы | фото | посуточно

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *