Ремни привода механизма газораспределения том

Ремни ГРМ: назначение, виды, проверка, замена, последствия обрыва

В конструкции двигателя внутреннего сгорания (неважно бензинового или дизельного) обязательно предусмотрено устройство, регулирующее движение газов (топливо-воздушная смесь, отработавшие газы) – газораспределительный механизм (ГРМ). Ремень ГРМ – приводная основа такого механизма и без правильной работы ремня невозможна работа двигателя в целом.

Роль ремня ГРМ (иногда это бывает цепь ГРМ) в двигателе настолько важна, что понимать назначение этой детали и, главное, последствия к которым может привести выход ремня ГРМ из строя необходимо каждому автовладельцу. С другой стороны, осознание проблем, которые могут возникнуть, в свою очередь обуславливает своевременное проведение диагностики технического состояния детали и соблюдение регламентных сроков замены.

Назначение ремней ГРМ, их виды и периодичность замены

Синхронизация вращения коленчатого вала двигателя и распределительного вала (или валов, если их два) механизма газораспределения – основное назначение ремня ГРМ. Сам процесс синхронизации заключается в том, чтобы обеспечить скорость вращения распределительных валов ровно вдвое меньшую, чем скорость вращения коленчатого вала. Место ремня ГРМ в механизме газораспределения показано на рисунке.

От шкива коленчатого вала двигателя усилие через ремень передаётся на шкивы распределительных валов, обеспечивая их вращение с необходимой скоростью. В свою очередь расположенные на распределительных валах эксцентрики посредством толкателей, коромысел и штанг в строго определённые моменты времени открывают или закрывают клапана, обеспечивая, таким образом движение газов в цилиндрах двигателя.

Проще говоря, обеспечивается классическая схема движения газов в двигателе по тактам: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.

Приведенная схема с использованием ремня ГРМ получила наибольшее распространение в современных двигателях, благодаря ряду преимуществ перед схемами привода распредвалов посредством шестерен (так называемое нижнее расположение распредвала):

• ремень не нуждается в смазке, вынесен за пределы блока цилиндров и располагается в доступном для диагностики и замены месте;
• попутно с газораспределительным механизмом возможен привод других устройств, например, водяного насоса (помпы)
• резиновая основа материала ремня обеспечивает бесшумность работы;

Главный же недостаток ремней ГРМ — риск разрыва и последствий с этим связанных.

Особенности конструкции ремней ГРМ

Конструктивно ремень ГРМ представляет собой зубчатое строение внутренней рабочей поверхности с различной формой зуба. Наиболее распространены три формы зубьев:

Округлая форма зуба имеет несколько лучшие эксплуатационные характеристики по сравнению с трапециевидной из-за более равномерного распределения нагрузок по профилю. За счёт этого снижается риск «перескакивания» зубцов. Кроме того, округлая форма зубцов способствует снижению шумности при работе ремня. Сложные формы, как и округлая, также имеют криволинейный профиль.

Повышенные требования к эксплуатационным характеристикам ремней ГРМ предопределяют и специфику свойств материалов, из которых они изготавливаются. Прежде всего, это относится к прочностным характеристикам: сопротивление растяжению при динамических нагрузках, повышенная гибкость, износостойкость, долговечность.

Следует также учесть, что ремни ГРМ работают в условиях высоких температур и расширенного диапазона их изменений: в летнее время температура под защитным кожухом ремня может доходить до 100 и более градусов, а запуск двигателя в зимнее время производится при температурах ниже – 40 о С.

Внутренняя структура ремней ГРМ, обеспечивающая такие повышенные требования достаточно сложна. Она представляет собой многослойный «пирог», верхний слой которого содержат синтетические каучуковые смеси стойкие к перепадам температур и износу, а внутренний слой включают корд из стекловолокна, обеспечивающий сопротивление разрыву. Помимо слоёв для улучшения эксплуатационных характеристик используется тканевая оплётка зубьев, а в некоторых случаях и внешней поверхности ремня.

Материалы – основное направление совершенствования ремней ГРМ. С 80-х годов прошлого века фирма Gates – один из самых авторитетных в мире производителей – изобретает и внедряет в производство бутадиен-нитрильный каучук, существенно улучшивший характеристики ремней (правда, при этом повысивший себестоимость продукции). С тех пор широко используются как ремни, изготовленные из традиционных материалов (хлоропреновые каучуки), так и из новых (нитрильные каучуки).

Эксплуатационная долговечность хлоропреновых ремней ГРМ производители обычно ограничивают пробегом не более 60 тыс. км. У нитрильных ремней этот показатель существенно выше: до 120 тыс. км и даже (для определённых моделей) – весь срок службы автомобиля. Однако для наших условий эксплуатации специалисты не рекомендуют производить замену ремня ГРМ реже, чем каждые 60 тыс. км.

Последствия обрыва ремня ГРМ

Отказ ремня ГРМ может носить постепенный характер. Как правило, это растяжение ремня, смещение фаз газораспределения и, как следствие, затруднённый пуск двигателя, повышенная задымлённость выхлопных газов (результат неполного сгорания), вибрации двигателя и появление посторонних шумов.

Проявление таких симптомов может быть вызвано и другими причинами, но является лишним поводом проверить состояние ремня ГРМ. В противном случае возрастает риск обрыва ремня, влекущий куда более серьёзные последствия.

Обрыв ремня ГРМ может носить и внезапный характер, вследствие использования некачественных комплектующих или выхода из строя (заклинивание) водяной помпы, приводимой в движение тем же ремнём.

Для понимания и оценки негативных последствий целесообразно вновь рассмотреть схему работы ГРМ с ременным приводом. На следующем рисунке изображён разрез двигателя, иллюстрирующий все 4 такта работы и расположение клапанов в каждом такте.

Если представить, что произошёл обрыв ремня, то становится понятно, что клапана «замирают» в положении на момент обрыва, а поршни продолжают возвратно-поступательное движение. Соответственно, в определённый момент времени происходит «встреча» опускающихся вниз тарелок клапанов и верхних частей поршней.

Характерный результат такой «встречи», получивший в обиходе название «загнуло клапана», представлен на рисунке ниже. Замена же клапанов на современном двигателе – процесс дорогостоящий и не быстрый (если только работы производятся не в авральном режиме).

Иногда последствия встречи ещё серьёзнее: клапан пробивает поршень, и тогда трудоемкость и стоимость ремонта значительно возрастают.

Проверка ремня ГРМ на наличие повреждений

Учитывая важность технического состояния ремня ГРМ, некоторые производители рекомендуют проводить визуальную диагностику каждые 15 тыс. км. При этом достаточно простым способом оценивается и натяжение ремня. На автомобилях ВАЗ, например, передняя ветвь (самый длинный участок между шкивами) при закручивании большим и указательным пальцами перпендикулярно направлению движения ремня при нормальном натяжении поворачивается приблизительно на 90 о .

Если при внешнем осмотре ремня выявляется, что он неровно надорван (тем более полностью разорван по неровной траектории) – это может свидетельствовать об избыточном натяжении.

Срез одного из зубьев, напротив, может свидетельствовать о недостаточном натяжении.

Трещины на внешней поверхности ремня могут быть следствием перегрева или переохлаждения, а также естественных процессов старения.

Дефекты торцевой поверхности свидетельствуют о перекосе ремня, вызванном либо смещением шкивов, либо смещением ролика натяжителя.

Отслоение сразу нескольких зубьев от основы ремня может быть вызвано заклиниванием шкива водяного насоса.

Наличие перечисленных дефектов свидетельствует о необходимости замены ремня и учёта при замене выявленных дефектов.

Особое внимание при осмотре следует уделить наличию следов замасливания. Дело в том, что ремень ГРМ не рассчитан на работу с материалами, которые могут оказать агрессивное воздействие на материал ремня (моторное масло относится к таковым). Поэтому перед заменой необходимо устранить причины попадания масла (как правило, это уплотнения) на работающий ремень.

Особенности замены ремней ГРМ

К особенностям замены ремня ГРМ следует, прежде всего, отнести сроки.

• Плановая (регламентная) замена ремня вопросов не вызывает, если точно известен пробег от предыдущей замены или от начала эксплуатации автомобиля.
• Сложнее ситуация, когда, например, приобретается автомобиль с пробегом, точность определения которого вызывает сомнения. В этом случае, даже если внешний осмотр не обнаруживает видимых повреждений, специалисты рекомендуют перестраховаться и произвести замену ремня – слишком велик риск последующего дорогостоящего ремонта.

Часто при необходимости замены ремня возникает вопрос, следует ли также менять направляющий и паразитный ролики? Дело в том, что ресурс роликов обычно приравнивают к ресурсу ремня, и поэтому следует их также менять в процессе замены ремня (недаром ремень ГРМ, как правило, продаётся в комплекте с роликами).

Процесс замены ремня ГРМ достаточно трудоёмкий и поэтому следует особое внимание обратить на состояние водяной помпы, особенно на автомобилях с недостоверным пробегом. Дело в том, что замена помпы сопутствующая замене ремня может сэкономить значительные средства, предотвратив вероятность заклинивания.

Операция по замене ремня ГРМ требует определённой квалификации и выполняется, в большинстве случаев, в автосервисе. Однако при наличии определённых навыков может быть выполнена самостоятельно. Важно только точное соблюдение последовательности и содержания операций на конкретном двигателе по инструкции производителя.

Видео: замена ремня ГРМ и роликов на 16 клапанных ВАЗ 2110, 2111 и 2112

Источник

Реальный ресурс ремня ГРМ? Сколько ходит ременной привод двигателя?

Как правило, подавляющее большинство даже начинающих автолюбителей хотя бы раз в жизни слышали, что такое, а также, для чего предназначен ремень ГРМ или приводной элемент системы газораспределения двигателя. Ремень ГРМ является расходной деталью газораспределительного механизма двигателя, который призван соединять, а также приводить в движение коленчатый и распределительный валы силовой силового агрегата. В среднем реальный ресурс ремня ГРМ составляет порядка 60-90 тысяч километров пробега до замены. Справочно заметим, что иногда ремень ГРМ может соединять не один, как обычно, а два распредвала (пример тому система газораспределения DOHC).

Благодаря коленчатому валу, который приводят в движение поршни, автомобиль трогается с места. Что касается распредвала, то его задача заключается в открытии в нужной последовательности клапанов мотора, для подачи топливной смеси и отвода отработанных газов из камеры сгорания цилиндров. Таким образом, ременная и цепная передачи выполняют одинаковую функцию по синхронизации приводных элементов при помощи их соединения.

Хочется добавить, что в последние годы некоторые автовладельцы достаточно сильно стали ругать ременную передачу за то, что ресурс у такого расходного элемента намного ниже того же цепного привода, причем в разы, да и технология ремня является недоработанной, а также морально устаревшей. Но, так ли это? Почему тогда большинство автопроизводителей до сих пор оснащают свои машины ременной передачей? Значит все же не так все плохо, как утверждают некоторые автовладельцы. Для того чтобы наверняка разобраться в надежности, а также реальном ресурсе ремня ГРМ, необходимо детально рассмотреть все положительные, а также отрицательные стороны, которыми обладает расходный элемент двигателя, что мы сейчас и сделаем.

1. СПЕЦИФИКА И СИЛЬНЫЕ СТОРОНЫ РЕМЕННОГО ПРИВОДА ГРМ

Главной отличительной особенностью ремня от цепи системы газораспределения мотора является тип используемого материала и расположение расходной детали. Ремень ГРМ конструктивно всегда располагается снаружи двигателя под защитным кожухом, а цепь наоборот внутри силовой установки.

Кроме того, для цепи необходима специальная смазка в виде высококачественного моторного масла, в котором она функционирует, а ремню никакая смазка не нужна. Это, что касается основных отличий приводных деталей. А чтобы разрушить миф о ненадежности ремня механизма газораспределения стоит рассмотреть положительные стороны, которыми обладает расходная деталь двигателя.

Сильные стороны ременной передачи силового агрегата:

— Уровень шума: является самой сильной стороной ременной передачи, так как благодаря специальному материалу, роликам и натяжителям, работа ременного привода осуществляется практически беззвучно по сравнению с цепью, причем эффект будет заметен на любом типе мотора.

— Стоимость деталей: по этим показателям, ременная передача автовладельцу обходится примерно в 2 раза дешевле, чем цепь и все что с ней связано. Дешевле ремень ГРМ, потому что на него уходит меньше затрат при производстве, а также в дальнейшем во время установки с регулировкой, то есть стоимость работ по замене, также менее затратная для автовладельца. В том случае, даже если мы будем менять приводной ремень каждые 60 тысяч километров пробега, то это все равно выйдет дешевле, чем 1 раз сменить цепь на пробеге в 250 тысяч километров.

— Экономия пространства в моторном отсеке: происходит именно благодаря установленной ременной передаче в двигателе. По сравнению с цепным двигателем, ременной мотор примерно на 10-15 процентов занимает меньше места в отсеке за счет того, что силовая установка по своим размерам получается более компактней. А все из-за того, что цепная передача располагается внутри мотора, постоянно функционируя в масле и для нее необходимо еще дополнительно изготавливать специальную клапанную крышку, блок и поддон, которые намного массивнее, чем в ременных двигателях. Все это нужно для того, чтобы надежно спрятать цепь внутри двс. Вот поэтому, как ни крути, но силовая установка получается более объемной. Что касается ремня, который расположен снаружи, то ему нужен только защитный пластиковый или алюминиевый чехол и ролики.

— Качество моторного масла: является ключевым параметром для оптимальной и долговечной работы цепного двигателя. Система газораспределения, работающая на цепи крайне требовательна к качеству масла и если не обращать внимание на этот пункт, то срок службы механизма может сократиться примерно на 25 процентов, что является весьма существенно. Вот поэтому менять моторное масло в цепных силовых установках, нужно как можно чаще, например, 1 раз в 8-10 тысяч километров пробега. Что касается ремня ГРМ, то он совершенно не требователен к горюче-смазочным материалам, так как работает в воздухе и ни каким образом не контактирует со смазкой. Однако, для ремня важен четкий интервал замены, чтобы не было его обрывов.

— Простота обслуживания: является залогом ременных моторов. Как утверждает большинство специалистов по обслуживанию и ремонту транспортных средств, ремень системы газораспределения не только дешевле менять, но и намного проще, чем цепь, так как не нужно разбирать двигатель, а также сливать моторное масло.

— Легко настраивать и проверять: благодаря открытому расположению ременной передачи, диагностику расходного элемента двигателя проводить намного проще, чем той же цепи. Кроме того, ремень достаточно просто настраивается, то есть натягивается при надобности.

Таким образом, как видим ременной привод системы газораспределения обладает массой положительных моментов и утверждать, что такой механизм полностью себя изжил или морально устарел мягко говоря не этично. Что касается долговечности и надежности ремня ГРМ, то во многом эти параметры зависят от качества материала, из которого изготавливается расходный элемент, а также от технологии производства.

2. РЕАЛЬНЫЙ РЕСУРС, НАДЕЖНОСТЬ И СЛАБЫЕ СТОРОНЫ РЕМНЯ ГРМ

Ресурс любого узла автомобиля, в особенности деталей двигателя является основным показателем надежности и долговечности. Во многом ресурс ремня конечно же зависит от качества материала, из которого он изготовлен расходный элемент, но нельзя забывать еще про натяжное оборудование (ролики, виброгасители), которое обеспечивает оптимальное функционирование ременной передачи системы газораспределения. Большинство производителей ремней ГРМ и натяжных компонентов, не указывают через сколько менять расходные элементы, однако такая информация всегда имеется в технической документации на автомобиль.

Если отталкиваться от информации, которая указывается в мануале на автомобиль, то средний пробег, рекомендуемый для замены ремня ГРМ составляет 90-100 тысяч километров. Хотя на некоторых иномарках, особенно немецких и японских данный пробег может составлять в районе 120-150 тысяч километров.

От чего зависит долговечность ремня ГРМ? Срок службы расходного компонента мотора непосредственно зависит от постепенного растяжения и образования мелких надрывов на ремне в процессе его эксплуатации. Хотя если честно, то некоторые модели ремней ГРМ способны ходить и до 200 тысяч километров, то это не касается натяжных и опорных роликов, их предел не более 120 тысяч километров пробега. Что будет с ремнем, если его вообще не менять? В том случае, если ремень не меняется, то зачастую в таких ситуациях происходит его обрыв со всеми вытекающими последствиями, вплоть до согнутых клапанов и как следствие капремонт двигателя.

Что относится к натяжному оборудованию и для чего оно нужно? Как мы отметили ранее, натяжное оборудование обеспечивает оптимальное функционирование ремня ГРМ системы газораспределения. К такому оборудованию зачастую относятся опорный подшипник с пластиковой защитой, на который опирается ремень во время работы и натяжной ролик внешне похожий на опорный, только находится на специальном креплении, позволяющем натягивать приводной ремень, то есть, как бы держит его в натянутом состоянии и не дает провисать, чтобы не было перескока на зуб шестерни.

Чтобы ремень ГРМ функционировал долго и надежно, опорный и натяжной ролики обязаны быть высочайшего качества. В подавляющем большинстве немецких, американских, японских и прочих иномарках ролики достаточно надежные и способны отходить столько же сколько сам ремень, но не дольше его. В том случае, когда один из роликов выходит из строя, так как зачастую они просто протираются, то у водителя имеется еще запас хода в 100-120 километров, чтобы дотянуть до станции технического обслуживания.

Таким образом, при плановой замене ремня ГРМ меняется не только гибкий элемент, но и ролики, причем это обязательно требование любого производителя. Справочно заметим, что порой косвенной причиной предстоящей замены ремня и роликов становится повышенный шум во время работы мотора со стороны расходных компонентов газораспределительной системы двигателя. Как правило, шумят именно ролики (подшипники).

Что касается отечественных автомобилей, на примере Лада Веста и Лада Х-Рей, то заводской или оригинальный ремень ГРМ обладает ресурсом в 70-80 тысяч километров пробега. К сожалению, в ВАЗах не все так здорово, как кажется с первого взгляда. Сами ремни ходят довольно долго, но вот ролики являются большой проблемой системы газораспределения.

Опорный и натяжной ролики российского производства выходят из строя порой уже на 40-50 тысяч километров пробега, причем банально их просто заклинивает. Однако это не всегда касается оригинальных, то есть заводских элементов, они-то регламентный ресурс практически выдерживают. Малый срок службы имеют ролики сторонних производителей, которые часто устанавливаются дилерами на 6-ом по счету ТО, когда меняется ремень ГРМ и натяжное оборудование.

Поэтому, если мы стали обладателем автомобиля отечественного автопрома, то по опираясь на рекомендации большинства специалистов по обслуживанию и ремонту транспортных средств, лучше менять ремень ГРМ и натяжное оборудование на 60-65 тысячах километров пробега и не рисковать, потому что “дружественную” встречу с клапанами еще никто не отменял. Причем крайне важно устанавливать только оригинальные расходные детали, желательно импортного изготовителя, так как в данной ситуации экономить не в коем случае нельзя. От себя лично заметим, что непонятно, почему до сих пор российские производители не смогли научится делать качественные запасные части, в особенности детали системы газораспределения.

Также справочно заметим, что в случае обнаружения посторонних звуков со стороны элементов ременной передачи, особенно опорного и/или натяжного роликов во время работы двигателя, то рекомендуется незамедлительно обратиться на станцию технического обслуживания для проверки компонентов механизма газораспределения и возможной замены его деталей.

В завершении добавим, что при правильной эксплуатации и своевременном обслуживании ремня ГРМ с натяжным оборудованием механизма газораспределения силового агрегата, проблем, связанных с обрывом или растяжением ременной передачи возникать не должно.

ИСТОЧНИК МАТЕРИАЛА — НАШ КАНАЛ ЯНДЕКС ДЗЕН

Источник