Что такое ремень ГРМ и для чего он нужен в автомобиле

Ремень ГРМ является важной частью двигателя автомобиля. Ремень ГРМ передает крутящий момент от коленвала на распределительный вал, тем самым обеспечивая синхронизацию работы клапанов и поршней. Ремень ГРМ подлежит замене после определенного пробега при проведении регламентного ТО автомобиля. Обрыв ремня ГРМ приводит к повреждению клапанов, а в некоторых случаях поршней и других важных составляющих частей двигателя. При выборе ремня ГРМ для замены важно приобрести качественную оригинальную продукцию надежного и проверенного производителя.

Роль ремня ГРМ в работе двигателя

Газораспределительный механизм (ГРМ) двигателя отвечает за правильное поступление топливной смеси в двигатель и выпуск выхлопных газов из двигателя через выхлопную систему. Вращающиеся распределительные валы, через расположенные на них эксцентрики, посредством толкателей, коромысел и штанг, открывают или закрывают клапана, обеспечивая правильную работу двигателя.

Крутящий момент от коленчатого вала к распределительному валу может передаваться тремя разными способами:

• Шестерёнчатый
  — привод от коленвала к распредвалу осуществляется с помощью шестерен, используется в двигателях в нижним расположением распределительного вала.
• Цепной — привод от коленвала к распредвалу осуществляется с помощью металлической цепи, широко применялся на многих моделях автомобилей в середине XX века, цепь долго служит, обладает высокой износоустойчивостью, хорошо справляется с резкими перепадами температуры, но при этом требует смазки и имеет повышенную шумность. Некоторые автопроизводители (УАЗ, Hyundai, Kia, Toyota, BMW, Mazda) до сих пор производят двигатели с цепным приводом ГРМ.
• Ременной
  — привод от коленвала к распредвалу осуществляется с помощью ремня, такая схема получила наибольшее распространение в двигателях современных автомобилей.

Ременной привод

имеет целый ряд преимуществ перед цепным и шестерёнчатый типом приводов:

• Ремень, в отличие от цепи и шестерен, не нуждается в смазке.
• Ремень вынесен за пределы блока цилиндров и располагается в доступном и удобном для замене месте.
• Ремень, благодаря резиновой основе, обеспечивает бесшумность работы механизма.
• Ремень может передавать крутящий момент не только на ГРМ, но и попутно на другие устройства, например на водяной насос (помпу).

Главным недостатком ременной передачи является риск разрыва ремня и связанные с этим негативные последствия.

Ремень ГРМ выполняет в двигателе автомобиля несколько функций:

• Ремень ГРМ передает крутящий момент
  с коленчатого вала на распределительный вал.
• Ремень ГРМ обеспечивает синхронизацию работы поршней и клапанов
  . Синхронизация обеспечивается скоростью вращения распредвала ровно в два раза меньшей, чем скорость вращения коленвала. Благодаря синхронизации, клапана открываются и закрываются точно при одном или другом положении поршня.
• Ремень ГРМ может передавать усилие на водяной насос
  , а также другие вспомогательные агрегаты.

Общая схема и взаимодействие частей

Своевременное открытие впускных и выхлопных клапанов в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания обеспечивается работой газораспределительного механизма или ГРМ.

Данное устройство состоит из распределительного вала с кулачками, необходимого количества коромысел или толкателей клапанов, пружин и собственно клапанов. Шестерня распредвала, ремень или цепь, используемые для передачи вращения от коленвала, и механизм натяжения цепи так же являются частью ГРМ.

1. Фаза впрыска топлива. Поршень начинает движение от верхней мертвой точки к нижней. Открывается клапан подачи горючего, и топливно-воздушная смесь заполняет разреженное пространство цилиндра. Отмерив необходимую дозу ТВС, клапан закрывается. Коленчатый вал повернулся на 180 градусов от начального положения.
2. Фаза сжатия. Достигнув нижней мертвой точки, поршень меняет направление движения к ВМТ, осуществляя сжатие топливно-воздушной смеси. При достижении верхней мертвой точки фаза сжатия рабочего тела оканчивается. Коленчатый вал совершил поворот на 360 градусов.
3. Фаза рабочего хода. В момент нахождения поршня в ВМТ и достижения максимальной расчетной степени сжатия, происходит воспламенение топливно-воздушной смеси. Под действием стремительно расширяющихся газов поршень движется к нижней мертвой точке, совершая рабочий ход. При достижении НМТ третья фаза работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания считается оконченной. Коленчатый вал совершил поворот 540 градусов.
4. Фаза удаления отработанных газов. Под действием коленчатого вала поршень начинает движение к верхней мертвой точке, вытесняя из объема цилиндра продукты сгорания топливно-воздушной смеси через открывшийся выхлопной клапан. По достижении поршнем ВМТ, фаза выхлопа считается завершенной, коленчатый вал совершил оборот на 720 градусов.

Для достижения такой точности по времени открытия впускных и выхлопных клапанов, газораспределительный механизм синхронизирован с оборотами коленчатого вала двигателя. Ремень или цепь передает вращение распределительному валу, кулачки которого, нажимая на коромысла, открывают поочередно впускные и выпускные клапаны ГРМ.

Как устроен ремень ГРМ

Ремень ГРМ представляет собой замкнутое кольцо из технической резины.

Существуют три типа приводных ремней ГРМ:

• зубчатые,
• клиновые,
• поликлиновые.

В качестве ремней ГРМ на двигателях внутреннего сгорания чаще всего используют зубчатые ремни, которые за счет зубьев позволяют эффективнее настраивать фазы газораспределительного механизма и обеспечивают более надежное сцепление с рабочими шкивами валов, чем клиновые и поликлиновые ремни.

Ремень ГРМ имеет внешний слой, состоящий из синтетической каучуковой смеси, устойчивой к перепадам температуры и износу, внутри которого находится внутренний слой состоящий из сплетения прочных стекловолоконных нитей под названием корд, который обеспечивает сопротивление разрыву. С внутренней стороны ремня, по всему его периметру, расположены зубья из нейлона. Внешняя поверхность ремня и зубья, для повышения их эксплуатационных характеристик, часто имеют внешнюю тканевую оплетку.

Ремни ГРМ работают в условиях сильного перепада температур: летом температура под защитным кожухом может достигать 100 градусов, а зимой запуск двигателя может производится при температуре ниже -40 градусов. Резина должна выдерживать подобные условия эксплуатации.

В качестве материалов для изготовления ремней ГРМ могут выступать:

• хлоропреновые каучуки,
• бутадиен-нитрильные каучуки.

Ремни ГРМ, изготовленные из бутадиен-нитрильных каучуков, более долговечны, но стоят дороже.

Ремни ГРМ различаются по внутреннему диаметру, ширине ленты, а также по количеству, шагу, ширине и форме зубьев.

Зубчатые ремни ГРМ могут иметь различную форму зубьев:

• трапециевидную,
• округлую,
• сложную.

Ремни ГРМ с округлой и сложной формой зубьев имеют лучшие эксплуатационные характеристики из-за более равномерного распределения нагрузки по профилю, за счет чего снижается риск перескакивания зубцов, а также пониженную шумность при работе.

Принцип работы

Работу газораспределительного механизма сложно рассматривать отдельно, в отрыве от рабочего цикла двигателя. Ведь его основная задача – это вовремя открыть и закрыть клапана на определенный промежуток времени. Соответственно на такте впуска открываются впускные, а на такте выпуска – выпускные. То есть фактически механизм должен реализовывать рассчитанные фазы газораспределения.

Технически это происходит следующим образом:

1. Коленчатый вал передает крутящий момент посредством привода на распределительный.
2. Кулачок на распределительном валу нажимает на толкатель или коромысло.
3. Клапан перемещается внутрь камеры сгорания, открывая доступ свежему заряду или отработавшим газам.
4. После того как кулачок проходит активную фазу воздействия, клапан возвращается на место под действием пружины.

Стоит также отметить, что за полный рабочий цикл распредвал совершает 2 оборота, попеременно открывая клапана в каждом цилиндре, в зависимости от порядка их работы. То есть, например, при схеме работы 1-3-4-2 в один и тот же момент времени в первом цилиндре будут открыты впускные клапаны, а в четвертом выпускные. Во втором и третьем клапаны будут закрыты.

На опорных поверхностях под шейки коленвала не должно быть никаких даже самых незначительных повреждений, а корпуса подшипников обязаны быть без трещин. После чистки и промывки распредвала обязательно нужно проверить зазор между его шейками и отверстием опоры головки цилиндра.

Газораспределительный механизм имеет 2 свойственные неполадки — неплотное примыкание клапанов к гнездам и невозможность полностью открыть клапаны.

Неплотное примыкание клапанов к гнездам обнаруживается по таким показателям: хлопки, возникающие иногда во впускной либо выпускной трубе, уменьшение мощности мотора. Факторами неплотного закрытия клапанов могут быть:

• возникновение нагара на поверхности клапанов и гнезд;
• формирование раковин на рабочих фасках и искривление головки клапана;
• неисправность пружин клапанов.

Неполное открытие клапанов сопровождается стуком в троящем моторе и уменьшением его мощности. Данная поломка возникает в следствии значительного промежутка меж стержнем клапана и носком коромысла. К характерным поломкам для ГРМ нужно причислить кроме того изнашивание шестерен распредвала, толкателей, направляющих клапана, смещение распредвала и изнашивание втулок и осей коромысел.

Практика демонстрирует, что на газораспределительный механизм приходится примерно четвертая часть всех отказов мотора, а уже на предотвращение этих отказов и восстановление ГРМ уходит 50% трудоёмкости обслуживания и ремонтных работ. Для диагностирования поломок применяют следующие параметры:

1. определяют фазы газораспределительного механизма автомобиля;
2. измеряют тепловой зазор между клапаном и коромыслом;
3. измеряют промежуток между клапаном и седлом.

Измерение фаз газораспределения

Подобное диагностирование ГРМ двигателя выполняется на заглушенном моторе с помощью особого набора устройств, среди которых имеются указатель, моментоскоп, малка-угломер и прочие дополнительные приборы. Для того, чтобы фиксировать период раскрытия впускного клапана на 1-ом цилиндре, необходимо покачивать вокруг своей оси коромысло, а далее направить коленвал мотора до момента появления зазора меж клапаном и коромыслом. Малка-угломер для замера разыскиваемого зазора ставится прямо на шкив коленвала.

Измерение теплового промежутка между клапаном и коромыслом

Тепловой зазор измеряют при помощи набора щупов либо иного особого устройства. Это набор из металлических пластинок длиной в 100мм, толщина которых обязана быть не больше 0,5мм. Коленвал мотора поворачивают вплоть до верхней предельной точки, в период такта сжатия подобранного для контроля цилиндра. Непосредственно благодаря щупам разной толщины, поочередно вставляемым в сформировавшееся отверстие, и измеряется зазор.

Определение промежутка между клапаном и седлом

Газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания прошел долгий путь от 1900-х годов до наших дней.

Когда менять ремень ГРМ

Замену ремня ГРМ нужно проводить в сроки указанные производителем автомобиля в техническом руководстве по эксплуатации. Сроки замены ремня зависят от пробега автомобиля. Разные производители указывают разные пробеги автомобилей через которые нужно производить замену ремня ГРМ, период замены чаще всего составляет от 60000 км до 200000 км. Чаще всего замена ремня ГРМ осуществляется во время плановых ТО.

Рекомендуется регулярно осуществлять визуальный контроль состояния ремня ГРМ, хотя из-за того, что ремень скрыт кожухом, сделать это не так просто.

В случае, если во время визуального осмотра выявлен хотя бы один из этих признаков, ремень ГРМ следует срочно заменить:

• трещины на любой из сторон ремня.
• Боковые края ремня разлохмачены.
• Зубья ремня расслаиваются, стерты или подрезаны.
• На ремне заметны потертости или следы прижога.
• На защитном кожухе или деталях контактирующих с ремнем имеются следы черной резиновой пыли.

О необходимости замены ремня ГРМ могут косвенно свидетельствовать следующие признаки:

• Сбои системы зажигания, двигатель запускается со второго или третьего раза, либо троит все эти проблемы могут возникнуть из-за перескакивания зубца ремня на шкиве, топливо будет загораться раньше или позже, чем это необходимо.
• Черный дым из выхлопной трубы, может возникать из-за ослабления ремня ГРМ, в результате чего топливо сгорает не полностью, догорая в системе выхлопа, что приведет к увеличению температуры, плавлению и разрушению катализатора.
• Нехарактерные звуки, тикающие и щелкающие звуки при работе двигателя, причем звуки усиливаются с ростом оборотов двигателя, такие звуки могут возникать при сильном износе ремня ГРМ, но такие же звуки могут возникать также из-за разрушения подшипника водяной помпы или генератора.
• Подтеки антифриза или следы масла в районе защитного кожуха ремня ГРМ, антифриз может подтекать из водяной помпы, масло из сальника коленвала, попадания масла или антифриза на ремень приведет к необходимости замены ремня, роликов и шкивов.
• Стартер крутиться, двигатель не запускается, вполне возможно порвался ремень ГРМ.

Многие опытные автомеханики советуют менять ремень ГРМ чаще, чем указано в рекомендациях производителей: каждые 3 года при среднем пробеге автомобиля 15000 километров в год, то есть каждые 40-45 тысяч километров пробега. Свою позицию они аргументируют тем, что внезапный обрыв ремня ГРМ приведет к необходимости капитального ремонта двигателя, который стоит гораздо дороже замены ремня ГРМ. Опытные автомеханики также советуют менять ремень в случае, если пробег автомобиля совсем небольшой, а ремню уже исполнилось 7-8 лет. Со временем эластичность резины уменьшается, ремень покрывается трещинами, что рано или поздно приведет к его обрыву и дорогостоящему ремонту двигателя.

Автомобили с цепным приводом ГРМ

Список современных автомобилей некоторых марок с цепной передачей газораспределительного механизма:

1. Мазда 6.
2. Шкода Рапид.
3. Тойота Авенсис.
4. Ниссан. Например, двигатель SR20det имеет цепь, но, если цепь вовремя не заменить, то клапана погнутся о поршни или клапан сломается, перевернется в цилиндре и пробьет поршень.
5. Хонда.
6. Мерседес-Бенц.
7. Ауди.
8. БМВ.
9. Волга, Москвич, классические модели Ваз.

0

Автор публикации

не в сети 2 недели

Последствия обрыва ремня

Выход из строя ремня ГРМ может носить постепенный характер. При растяжении ремня, срезании или обрыве зубьев происходит смещение фаз газораспределения, что приводит к затрудненному пуску двигателя, повышенной задымленности выхлопных газов, повышенной вибрации и появлению посторонних шумов при работе двигателя.

Выход из строя ремня ГРМ может носить и внезапный характер, при его обрыве. При обрыве ремня ГРМ клапана замирают в положении на момент обрыва, коленвал продолжает по инерции вращаться, двигая поршни вверх. В определенный момент времени происходит контакт поршней и клапанов, что ведет в лучшем случае к повреждению клапанов, в некоторых случаях к повреждению и клапанов и поршней, в худшем случае, в очень редких случаях, еще и к повреждению головки блока цилиндров, коленчатого вала и даже блока цилиндров. Двигателю после этого требуется дорогостоящий капитальный ремонт.

В некоторых двигателях поршни имеют специальные выемки, которые исключают контакт клапана с поршнем, но такие двигатели встречаются редко, так как имеют пониженный КПД. Подавляющие большинство производимых сегодня автомобилей такой выемки не имеет и никак не защищены от контакта поршней с клапанами.

Тепловой зазор газораспределительного механизма

Как уже нам всем известно из жизненного опыта, что при нагревании габаритные размеры деталей увеличиваются. А в ДВС детали испытываются большие температурные нагрузки, что ведет к расширении их в размере.

В связи с этим, конструкторами был предусмотрен тепловой зазор газораспределительного механизма, который рассчитан на то, чтобы увеличивающийся клапан по длине увеличивался в сторону кулачка распредвала, а не опускался в цилиндр, что создаст разгерметизацию. Тепловой зазор равен:

• для автомобилей Ваз 2108, 2109 — 0,2 мм для впускного и 0,35 для выпускного клапанов;
• для «классики» Ваз 2101-207 — одинаково по 0,15 мм;
• для Волги Газ 21 — одинаково 0,25-0,3 мм;
• для Волги Газ 24 — 0,35-0,4 мм (впускные) и 0,3-0,4 мм (выпускные);
• для Москвича — 0,15 мм для всех.

Замена ремня ГРМ

Замена ремня ГРМ требует частичной разборки двигателя и навесного оборудования, точного совмещения меток на шкивах, правильной регулировки натяжителя. Для выполнения всех этих работ требуется определенная квалификация, поэтому в большинстве случаев замена ремня ГРМ выполняется в автосервисе. Замена ремня ГРМ включена в список плановых работ при регламентном обслуживании автомобиля, цена работы зависит от марки автомобиля и занимает несколько часов.

Самостоятельная замена ремня ГРМ возможна только при наличии у владельца автомобиля хороших навыков и точного соблюдения последовательности операций по инструкции производителя автомобиля. Неквалифицированная замена ремня ГРМ может привести к печальным последствиям для двигателя автомобиля.

При замене ремня ГРМ одновременно с ним в обязательном порядке меняют направляющий и паразитный ролики. Ресурс роликов приравнивается к ресурсу ремня.

При замене ремня ГРМ обращают особое внимание на состояние водяной помпы, в случае сомнения в ее состоянии и наличии вероятности ее заклинивания в самое ближайшее время, ее тоже следует заменить одновременно с заменой ремня ГРМ.

Расшифровка обозначений на ремне

Конфигурация ремня содержит целый ряд важных геометрических и технологических характеристик, без учёта которых он правильно работать на конкретном двигателе не будет:

• количество зубьев;
• профиль зуба и впадины;
• ширина ленты ремня;
• шаг зубьев, то есть расстояние между соседними повторяющимися геометрическими точками;
• материалы и технологии, применяемые при производстве.

Не все из них находят отражение в заводской маркировке на изделии. Но уже делаются попытки стандартизации. Существуют нормативы международной организации ISO, но даже они неоднозначны. К счастью, особых сложностей в понимании размерных данных не возникает, поэтому даже в разрозненных обозначениях легко разобраться.

Например, кодировка ISO в виде 5 цифр, буквы «x» и ещё двух или трёх цифр содержит информацию о коде профиля зуба (первые две цифры), числе зубьев (ещё три), а после буквы – округлённую ширину в миллиметрах. Вполне достаточно информации для исключения грубых ошибок.

Некоторые из производителей используют свои маркировки, но тоже понятные. Данные те же, число зубьев, ширина, условное обозначение профиля. Необходимость в более полном наборе информации отсутствует, ремни подбираются по каталожным номерам производителей автомобилей и запчастей, таблицы кроссировки есть на сайтах фирм и торговых организаций. Сверяться с маркировкой стоит лишь для дополнительной проверки.

Технологии изготовления деталей описываются в информационных материалах крупных компаний. Один и тот же типоразмер может быть в различных исполнениях, что определяет прочность изделия, долговечность и стоимость.

Выбор ремня ГРМ

При замене ремня ГРМ следует внимательно подойти к его выбору. Существует несколько основных способов подбора ремня ГРМ для вашего автомобиля:

• по VIN-коду автомобиля — наилучший вариант.
• По марке, модели автомобиля, году его выпуска и типу двигателя — используется если подбор по VIN-коду недоступен.
• По техническим характеристикам ремня (длине окружности ремня, количеству, размеру, форме зубцов) — самый ненадежный вариант, используется только если два предыдущих недоступны.

Лучше всего приобретать оригинальный ремень ГРМ, который устанавливается на конвейере производителя автомобиля. В случае если это каким-либо причинам невозможно, следует выбирать ремень ГРМ производства надежных, проверенных брендов.

Покупать ремень ГРМ следует только в проверенных магазинах или у официальных представителей торговых марок, только так вы сможете защититься от приобретения подделки.

При покупке ремня обратите внимание на следующие моменты:

• упаковка ремня должна быть не помятая и не потертая, на ней должна быть голограмма и другие отличительные знаки.
• На упаковке ремня должна быть указана свежая дата изготовления.
• К ремню должен прилагаться сертификат соответствия.
• Сам ремень не должен иметь трещин, потертостей, все зубцы на ремне должны быть на месте.

Где находится и как выглядит

Давайте откроем крышку капота и заглянем:

Расположен ремень между радиатором и блоком двигателя, чтобы его увидеть, достаточно лишь поднять крышку капота. Иногда он скрыт кожухом, но добраться до него не трудно и не долго.

Выглядит ремень ГРМ как резиновый обруч, с внутренней стороны имеющий насечки — зубья. В каждой модели мотора ремень индивидуален, даже если похож внешне, различается длиной либо числом зубьев. Универсальных ремней не существует, об этом нужно помнить, при замене, искать нужно точно такой же, один в один. Ситуация, когда почти то же самое не поможет.

Первые ремни были изготовлены из резины, имеющей внутри текстильные волокна в качестве корда (внутреннего каркаса). Современные состоят из полимерных составов и имеют корд из стекловолокна. Повышенная прочность и долговечность таких ремней приближается к цепям. Вдобавок они легко переносят высокие температуры.

Рассчитан ремень на 50-60 тысяч километров, обычно, его проверку делают не чаше замены масла в моторе. Не исключены однако обрывы преждевременные.

Лучшие производители ремней ГРМ

Bosch

Всемирно известная компания Bosch выпускает под своей маркой самые разные автомобильные запчасти, в том числе и ремни ГРМ. Ремни ГРМ производятся компанией Bosch на заводах по всему миру, в том числе в России. Ремни Bosch отличаются хорошей износостойкостью и средним уровнем цены.

Lemforder

Автомобильные запчасти под немецкой торговой маркой Lemforder производятся корпорацией ZF и поставляются на конвейеры более 50 автопроизводителей. Продукция разрабатывается в Германии и производится на заводах расположенных по всему миру. Ремни Lemforder отличаются широким ассортиментом и невысокой ценой.

Gates

Американская компания Gates производит свои ремни на заводах расположенных по всему миру, на территории стран бывшего Советского Союза чаще всего встречаются ремни Gates произведенные на заводе в Бельгии. Ремни отличаются высоким качеством, долгим сроком службы, хорошей надежностью. Ремни ГРМ от компании Gates часто продаются в виде готового комплекта вместе с роликами.

Contitech

Известный производитель автомобильных шин компания Continental производит ремни ГРМ под торговой маркой Contitech. Ремни Contitech отличаются высоким качеством, надежностью и износостойкостью. Широкий ассортимент позволяет подобрать ремень практически под любую марку автомобиля, цены выше среднего.

Dayco

Американская компания Dayco выпускает ремни ГРМ для легковых и коммерческих автомобилей. Продукция компании поставляется на конвейеры ведущих автопроизводителей. Ремни Dayco отличаются высоким качеством изготовления, износостойкостью, цены выше среднего.

Как выполнить замену

Осталось рассказать, как же выполняется замена в условиях гаража, на примере ваз2114:

1. Машину поставьте на ручник и включите четвертую передачу.
2. Откройте крышку капота.
3. Снимите защитный кожух.
4. Ослабьте приводной ремень и затем снимите его.
5. Открутите и аккуратно снимите шкив привода генератора.
6. Теперь включите «нейтралку».
7. По часовой стрелке крутите коленвал, наблюдая за маховиком и отметкой на нем, через отверстие в кожухе.
8. Вращать продолжайте, пока метка маховика не станет параллельно средней полоски шкалы на кожухе.
9. Только после того как эти метки совпали, можно откручивать гайку ролика – натяжителя и снимать ремень.

Процесс надевания:

1. Сначала ремень одеваем на шкив распределительного вала;
2. Натягиваем обе стороны, заводим за ролик – натяжитель, одеваем на шкивы помпы и коленчатого вала.
3. После этого, коленчатый вал нужно прокрутить на два полных оборота
4. После этого, проверить совпадение меток, которые имеются на корпусе и маховике, их мы уже проверяли, перед снятием.
5. В случае, если метки не совпадают, придется снимать ремень, выставлять отметки, как описано выше, и снова одевать ремень и проворачивать коленвал на 2 оборота;
6. Так до совпадения меток, иначе двигатель пойдет в разнос с первых же оборотов;
7. После этого, можно затянуть ремень грм, при помощи натяжителя.
8. Верните обратно, все открученные и снятые детали и кожух.
9. Заведите мотор, чтобы убедиться в правильности выполненных действий.
10. Если не застучал мотор, значит все выполнено правильно, стук означает неправильную работу ГРМ, тогда все с начала.

У меня все, спасибо всем, подписывайтесь на обновления и делитесь ссылками с друзьями, им мои рекомендации тоже могут пригодиться. До свидания.