В сегодняшнем тесте речь пойдет о самом важном приводе в автомобиле — приводе газораспределительного механизма, или ГРМ. Мы проведем испытания зубчатых ремней ГРМ для самого популярного автомобиля российского рынка — Lada Granta с 8-клапанным двигателем 21116 и его модификаций (ремень с округлым зубом, имеющий 113 зубьев и шириной 17 мм).
Испытания будут проходить в два этапа: стендовый и ресурсный.
Компоненты / Статьи
Все о системах ременного привода
Первый подразделяется на несколько тестов, а вот результаты ресурсного будут известны только к концу лета. Итак, смотрим.
Во время поисков по магазинам выяснилось, что в нашем регионе можно купить данный ремень только трех производителей: ContiTech, Gates и Trialli.
Первые два ремня можно купить отдельно, только Trialli продается в виде ремкомплекта с натяжным роликом.
Цена: 800 рублей
Ремень в фирменной картонной упаковке, на коробке — наклейка с QR-кодом. В комплекте есть наклейка, на которой указываются дата замены и пробег, а также какие из узлов — ролик, ремень, помпа — были заменены. Это удобно: не нужно будет мучиться, чтобы вспомнить, когда же была произведена последняя замена ремня и что именно было заменено. На ремень, помимо фирменных и общих обозначений, наносится номер партии.
Интервал замены ремня ГРМ на Лада Гранта
Для исключения преждевременного обрыва приводного ремня ГРМ менять его следует согласно регламенту – один раз на 75 тыс. км пробега, однако визуально контролировать состояние ременной передачи лучше гораздо чаще и не реже пробега в 15 тыс. км, иначе может случиться непоправимое.
Как уже было сказано выше, не загибает клапана только у двигателя 11183-50, в остальных же случаях, избежать серьезной поломки из-за обрыва изношенного, или некорректно установленного ремня, и последующего дорогостоящего ремонта точно не получится. Именно по этой причине многие специалисты рекомендуют менять ременной привод ГРМ гораздо раньше регламентируемых производителем сроков.
Методика испытаний
Тесты ремней на прочность проводились в испытательной лаборатории ПАО «НПО на разрывных машинах Р-10 и МР-05.
Тесты на морозостойкость и ресурсные испытания проводились в испытательной лаборатории НПО «Талис».
Испытание ремней газораспределительного механизма проходило по ТУ 38.1051912-90 «Ремни зубчатые с параболическим профилем зубьев для двигателей автомобилей ВАЗ». Фактор стандарта параболического профиля для ремней с профилем округлым в данном случае не является существенным, поскольку предназначены тестируемые ремни фактически для старого доброго «восьмерочного» двигателя, а значит, и усилия, передаваемые ремнем ГРМ, остались на том же уровне.
Первым испытанием стала проверка на стойкость ремней к изгибу. При этом испытании применяется гладкий шкив диаметром 50 мм. Один ремень каждого вида проходит процедуру искусственного старения, которое осуществляется следующим образом: ремень помещается в термокамеру с температурой 120 градусов и выдерживается 70 часов. Другой ремень замораживается вместе со шкивом при температуре –45 градусов в течение 24 часов.
После ремни вынимаются, и их перегибают по гладкому шкиву зубьями наружу на 180 градусов. В зоне перегиба не допускаются разрывы и трещины. Замороженный ремень перегибается на ранее охлажденном вместе с ремнем шкиве.
Этот тест выдержали все ремни.
На следующем этапе мы проверяли прочностные качества ремней.
Сначала провели испытания ремней на усилие разрыва. По нормативу минимальная прочность при разрыве ремня должна составлять не менее 8 кН/см у нового ремня и 7 кН/см у ремня, прошедшего искусственное старение. Таким образом, при ширине ремня 17 мм минимальное усилие разрыва должно быть не менее 13 600 Н, а для искусственно состаренных — не менее 11 900 Н.
Это испытание проводится следующим образом: ремни устанавливают зубьями наружу на гладкие цилиндрические шкивы и растягивают со скоростью 50±15 мм/мин до разрыва на разрывной машине Р-10.
Результаты испытаний на усилие разрыва приведены в Таблице 1.
Как видно из результатов теста, все ремни имеют хороший запас прочности корда (от 1,43 до 1,8 до старения и от 1,68 до 2,1 после старения). Самый прочный корд оказался у ремней Continental CT 1164: он может выдерживать нагрузки до 2,5 тонн.
Но в ремне прочность корда — не самый главный показатель. Поэтому в качестве второго прочностного теста была проведена проверка сопротивления зуба на отрыв новых ремней и искусственно состаренных. Этот показатель должен быть не менее 92 кгс на каждый сантиметр ширины ремня — как нового, так и состаренного. Зная, что ширина испытуемых ремней составляет 17 мм, получаем усилие 156,4 кгс.
Данное испытание проводится с использованием специального приспособления, у которого есть зубчатый шкив с соответствующим испытуемому ремню профилем зуба. В приспособление заложена калибровочная пружина, которая прижимает ремень через металлическую пластину к зубчатому шкиву с требуемым усилием, в нашем случае это 119 Н. Ремень разрезается, один конец устанавливается в приспособление таким образом, чтобы пятый зуб от верха разрезанного ремня попал в гнездо шкива. Нижний конец фиксируется в зажиме, и разрывная машина МР-05 тянет за него вниз.
Результаты данной проверки показаны в Таблице 2.
На новых ремнях среза зубьев не произошло: резина еще пластична, зуб просто деформируется и перескакивает. А вот у состаренных ремней на их «окрепших» зубьях происходит срез зуба — так и случилось у Continental CT 1164 и Trialli GD 790; у Gates 5670XS произошла деформация зуба, и он перескочил. По результатам теста видно, что все ремни имеют хороший запас прочности от среза (от 1,95 до 2,43 до старения и от 2,1 до 2,51 после старения). Самым устойчивым к срезу зуба оказался ремень ГРМ фирмы Trialli.
Некоторым может показаться странным повышение прочности после искусственного старения. Это объясняется свойствами теплостойких каучуков, которые используются для изготовления ремней: при длительном нагреве происходит укрепление их внутренних связей.
По статистике замена роликов натяжения ремня ГРМ происходит чаще, чем замена самого ремня. Поэтому стоит периодически слушать, не появился ли шум от роликов, ведь вышедший из строя ролик испортит ремень ГРМ, каким бы хорошим тот ни был, что может привести к дорогостоящему ремонту двигателя.
Выводы
Конечно же, разрыв ремня ГРМ на Лада Гранта может принести немало проблем. Но, это совсем не значит, что мы не можем ничего сделать. Существуют некоторые рекомендации, которые помогут вам снизить риск подобной поломки до минимума. Первым пунктом необходимо тщательно относится к проверке состояния ремня. Некоторые рекомендуют проверять состояние 10 или 20 тысяч километров пробега. Также постарайтесь следить за тем, в каком состоянии пребывают сальники. Не обязательно даже заглядывать под капот, так как при их износе на асфальте будут проявляться характерные пятна. Подскажет о проблемах и мигание аварийной лампы, которая говорит о неполадках с давлением и уровнем масла. Если такое случилось, то мотор нужно сразу же заглушить, и найти причину такого «поведения» машины. В случае замены ремня ГРМ, запчасти должны быть использованы только оригинальные. Но даже за фирменными деталями потребуется постоянно следить.
Ресурсный тест
Для определения ресурса ремней существуют специальные стенды, один из которых находится в лаборатории ООО «НПО „Талис“». Данный стенд полностью повторяет геометрическое расположение узлов (шкивов и роликов натяжения ремня), которые соприкасаются с приводным ремнем при работе на двигателе, точнее, при создании данного стенда были использованы штатные узлы, которые и устанавливаются на двигатели внутреннего сгорания производства ВАЗ. Стенд является универсальным и предусматривает возможность установки ремней, которые используются как для 8-клапанных, так и для 16-клапанных двигателей переднеприводных автомобилей производства Автоваза. Также путем замены шкивов становится возможным проведение испытаний ремней как с трапециевидной формой зуба, так и с полукруглой.
Ремень приводится в движение зубчатым шкивом, который вращает электродвигатель мощностью 7,5 кВт, — он выполняет роль коленчатого вала, заставляющего все приводные узлы вращаться при помощи ремня ГРМ. Натяжение ремня производится штатным роликом натяжения ремня ГРМ. Роль распределительного вала осуществляет электротормоз, который при торможении создает сопротивление 27,5 Н/м, — это пятикратная перегрузка усилия, которое при штатной работе передает ремень ГРМ в 8-клапанном двигателе. Таким образом, мы превращаем каждый час наработки ремня на стенде в пять часов работы на автомобиле.
По методике испытаний ТУ 38.1051912 «Ремни зубчатые для двигателей ВАЗ» ремень должен пройти наработку не менее 100 часов, что превращается в 500 часов наработки при нормальной эксплуатации двигателя. Для полной имитации рабочих условий, пространство, в котором работает ремень ГРМ, закрыто кожухом с установленной в нем теплоизоляцией, а рабочая зона подогревается до температуры +90 градусов — этого требования нет ни ТУ, ни в одной из известных нам методик испытаний, но мы решили усложнить работу для ремня. При торможении электромагнитный тормоз превращает всю поступающую энергию вращения в тепло — и требует охлаждения, поэтому для электротормоза организована автономная система охлаждения под давлением, которая занимает не меньше места, чем сам стенд.
Результаты испытаний
Ни один из испытанных нами ремней ГРМ не преподнес сюрпризов — все честно отработали положенные 100 часов на стенде. При осмотре после испытаний каждого ремня ГРМ не было обнаружено никаких повреждений, которые могли бы свидетельствовать о скором выходе какого-либо из ремней из строя.
Замена ремня ГРМ на 8-клапанных ДВС Лада Гранта
В процессе замены ремня на автомобилях Гранта, оснащенных 8-клапанными установками, нет ничего сложного, сделать это можно даже своими руками.
- После снятия клемм с аккумулятора, демонтируем ремень генератора.
- Далее снимаем переднюю верхнюю крышку самого механизма ГРМ – для последующей установки поршня первого цилиндра в состоянии ВМТ.
- Для замены изношенного ремня необходимо ослабить гайку ролика его натяжения.
- Далее необходимо выкрутить главный болт у шкива привода генератора и снять его. Сделать это можно обычным ключом.
- После, путем извлечения трех крепежных болтов нужно демонтировать нижнюю крышку привода ГРМ.
- Снятие самого ремня выполняется вместе с натяжным роликом. Начинать извлечение ременной передачи следует со шкива распредвала.
- На момент монтажа, осуществляемого в обратной последовательности, необходимо проследить за правильным натяжением ремня.
Несколько советов по процедуре замены
Если вы задались целью заменить компонент самостоятельно, то не следует пренебрегать некоторыми нижеприведенными рекомендательными положениями. В частности не забывайте соблюдать интервал, через сколько менять ремень ГРМ.
После навески ремня требуется его правильная натяжка. Это выполняется посредством применения специализированного ключа. Некоторые «деятели» возразят, мол, можно и без него обойтись. Однако здесь качественный результат осмелиться гарантировать весьма проблематично. Усилие, прилагаемое к ветви ремня (при развороте ее на 90-градусный угол), расположенной между двумя валами (общеизвестными: распределительным и коленчатым), не должно превысить значения в 20 Нм, однако достигать показателя менее 15 Нм также не следует. Если «попадание» в обозначенный интервал параметров отсутствует, то это свидетельствует о некорректной натяжке ремня. Следствие одно – новая регулировка!
