Цепь в конструкции цепного привода грм

Как устроена цепь ГРМ

1.3 Junior (105) AR 00530

Привод автомобильных агрегатов может включать в себя ремень или же цепь. Как правило, цепные приводы отличаются большей надежностью – металлические цепи попросту реже выходят из строя. Где цепи действительно широко применяются, так это в газораспределительных механизмах. Именно в них при помощи цепей вращательный момент передается распредвалу от коленчатого вала. Давайте разберемся с тем, как устроены цепи ГРМ, какие неисправности для них характерны, а также ознакомимся с методикой выбора новой цепи в случае выхода из строя имеющейся.

Немного о передачах

В газораспределительных механизмах встречается несколько типов передач . К несчастью, без приводных устройств никак не обойтись – именно они отвечают за синхронизацию коленчатого вала с распределительным валом. В ГРМ для синхронизации могут использовать следующие передачи:

1. Шестеренчатая;
2. Цепная;
3. Ременная.

Шестеренчатая передача появилась раньше всех остальных. Она весьма надежна и имеет долгий срок службы. К тому же, она почти не нуждается в обслуживании . От шестеренчатого привода отказались в силу того, что он низкооборотен, издает много шума и имеет не слишком впечатляющие массогабаритные характеристики. В газораспределительных механизмах большинства современных автомобилях шестеренчатая передача не используется. Впрочем, на некоторых морально устаревших двигателях ее еще можно увидеть – в дизельных TD от концерна Nissan , например.

Цепная передача выгодно отличается от шестеренчатой – она легче, тише и проще в обслуживании (если оно требуется). В тандеме с цепью работает также звездочки, успокоитель и гидронатяжитель. Получается относительно несложная, но вместе с тем надежная система. Подобная передача активно применялась в автопроме вплоть до 90-х годов , после чего ее вытеснила ременная передача, а затем цепи снова были признаны наиболее надежным решением для приводов и они снова вошли в обиход.

Порядка 10-15 лет основной передачей была ременная. Механизм ГРМ с ремнем включает в себя один или несколько ремней, один или несколько роликов, а также натяжитель и некоторые другие элементы. По сути, это та же система, что и у цепного привода, а основное ее отличие в габаритах деталей и, собственно, наличии ремня / ремней. Ременной механизм может похвастать очень низкой шумностью работы. К тому же, в свое время ременной привод отлично подходил в V-образным, двураспредвальным и оппозитным моторам. Да и если автомобиль имел, к примеру, турбонаддув, ременная передача отлично вписывалась в конструкцию ГРМ. Основные недостатки ремней кроются в их невысокой механической прочности, низкой защищенности от воздействия химически агрессивных сред (моторное масло химически агрессивно) и перепадов температур. Принято считать, что сегодня цепной привод вытеснил ременной.

Плюсы и минусы цепных передач

Как видите, вариантов исполнения передач целых три. Со счетов можно списать шестеренчатую передачу – она почти не находит применения в современных агрегатах. А вот споры о том, что лучше – ремень или же цепь – не утихают до сих пор. Инженеры сошлись во мнении, что цепь лучше показывает себя там, где механизм синхронизации валов испытывает серьезные нагрузки и слабо защищен от воздействия внешних сред. При этом повышенная шумность цепной передачи является лишь платой за высокую надежность. Вот каковы особенности цепных передач:

• Цепь может изгибаться только в одной плоскости, а значит, может синхронизировать только параллельно расположенные валы;
• Цепной привод достаточно легко регулировать;
• Цепь гарантируют точную установку фаз ГРМ и может повлиять на мощностные характеристики двигателя только при сильном износе – в отличие от ремня, который постепенно вытягивается;
• Угол, с которым цепь обхватывает звездочку, не слишком сильно влияет на качество передачи энергии.

При этом цепная передача имеет ряд ключевых достоинств. На ее работу не влияет температура воздуха, вследствие чего становится возможным применение цепного привода в тропических и арктических условиях (невозможно для ременного привода). Цепи не растягиваются, крайне редко обрываются при локальных перегрузках и в целом имеют высокую прочность и износостойкость.

Не могло обойтись и без серьезных недостатков. Цепи сложны в изготовлении – они имеют относительно сложную конструкцию, крайне требовательны к используемым материалам и соблюдению технологии производств а. К тому же, цепи довольно тяжелы, однако большой вес не играет особой роли для городского автомобиля. Напротив, в гоночном транспорте даже лишний килограмм является проблемой. Вдобавок к этому, при работе цепной привод ГРМ создает больше шума, чем ременной.

Виды цепей ГРМ

Сразу отметим, что мы не будем рассматривать особенности устройства и типы газораспределительных механизмов. Скажем лишь, что различные ГРМ имеют разный КПД, различное оснащение и, разумеется, различную устойчивость к нагрузкам. По мере появления новых систем газораспределения менялись и требования и к цепному приводу. Сегодня выделяют два вида цепей ГРМ:

• Пластинчато-роликовые;
• Пластинчатые.

vitalxbc › Блог › Цепной привод ГРМ. Виды цепей и особенности подбора масла.

Когда-то на заре внедрения цепного привода ГРМ, считалось, что цепи почти вечные и не требуют ни внимания ни обслуживания и уж тем более замены…действительно, цепь старых ДВС была 2х и даже 3х рядной — ее действительно невозможно оборвать сразу. Вместо этого она растягивается и начинает довольно сильно шуметь (процесс может затянуться до полумиллиона км), но при этом крайне редко перескакивает на один-два зуба по шестерням привода. Красота — да и только.

В погоне за увеличением объема салона моторный отсек стали укорачивать, а на переднеприводных машинах двигатель вообще поставили поперек, оставив для двигателя очень немного места. Для компенсации нагрузки на кузов стали применять подрамники. В этих условиях размеры цепи тоже стали сильно сокращать, из двух-трехрядной она стала однорядной, да еще и очень компактной и легкой. Толщина цепи ГРМ современного V6/V8 не больше, чем толщина велосипедной цепи. Ширина цепи важна не только потому, что нужно облегчить саму цепь, но и потому, что она находится в масляной ванне двигателя, а не снаружи, как ремень. Это значит, что блок цилиндров и головка блока должны быть длиннее аккурат на ширину цепи с некоторым запасом. Весь этот лишний металл тянет на несколько килограммов. Но слишком тонкая цепь стала рваться, доводя до абсурда весь смысл установки цепного привода ГРМ и приводя к растяжению и даже обрыву на совсем уж смешных пробегах — 50-60т.км., который переживет любой ремень.

Да, она начинает шуметь сильнее перед тем, как сдастся окончательно, но цепи и так шумят, на фоне звукового фона ее предсмертный лязг не всегда выделяется. Двухрядные цепи могли работать при обрыве одной из ветвей, да и нагрузка на них распределялась равномерно. Меньше был износ зубьев звезд, так что даже при использовании менее прочных сплавов цепь действительно могла считаться «вечной». Фактически до капитального ремонта двигателя беспокоиться о ее состоянии было не нужно в принципе. Достаточно было знать — что она есть.

Апогей идотизма эволюции — пластинчатые цепи Морзе, крайне требовательные к маслам, вязкости, содержанию противоизносных компонетов интервалу их замены и даже давлению масла (смазывается цепь — форсунками), очень любящие «полакомиться» шестернями привода распредвалов и приводной шестерней коленвала, а в некоторых случаях цепь приводит маслянный насос, с довольно скромной шестерней, которая может пострадать в первую очередь. Набраны они из пластин, плотно стянутых в пакеты, эти пластины трутся между собой изнашивая как друг друга, так и все вокруг. К тому же, при неудачном стечении обстоятельств перескакивает и вызывает встречу клапанов и поршней…а при разборе оказывалось что цепь вроде бы на своем месте, а компрессии нет. Их достоинства — тишина в работе и возможность раскрутить двигатель до весьма не маленьких оборотов без опасности обрыва цепи. Она же к сожалению делает диагностику цепи Морзе без разборки крайне сложной (не везде есть возможность быстро снять клапанную крышку или есть окно для просмотра состояния гидронатяжителя цепи), эти цепи вплоть до момента обрыва могут вообще себя не проявлять. Просто бац — и приехали…на капиталочку.

Складывается впечатление, что привод с цепью имеет сплошные недостатки. Но если бы все было так плохо, то ремень вытеснил бы его давно. Так в чем же преимущества? На первом месте стоит полная защищенность от всех внешних негативных факторов: попадания воды, снега, льда, низких температур. Цепь не боится морозов и жары, пыли и прочих неприятностей, которые могут повлиять на ресурс ремня.

Вторым важным качеством является точность установки фаз ГРМ. Цепь не растягивается под нагрузкой — только со временем из-за износа, а значит двигатель на высоких оборотах сохранит точную установку валов, что в свою очередь является залогом сохранения хороших мощностных характеристик на очень высоких оборотах.

Третьим плюсом является устойчивость к локальным перегрузкам в несколько раз больше номинальных. То есть при исправном натяжителе цепь с зуба на зуб не перескочит, и фазы газораспределения не собьет.

Также нельзя не отметить, что на системах с изменяемыми фазами ГРМ фазовращатели на распредвалах с цепным приводом не должны быть герметичными, а значит, они проще по конструкции и надежнее. Секрет прост: принцип работы фазовращателей основан на циркуляции масла. Ремень, как мы знаем, масла «боится», а цепь — нет.

Используемый в приводе цепей гидронатяжитель плохо работает при малом давлении масла (особенно при низких температурах) и может допускать перескоки цепи при старте и скачках давления, а значит, плохо совместим с системами старт-стоп и регулируемыми маслонасосами. Как минимум проработка этого узла становится дороже, а число отказов больше. И очень часто натяжитель не срабатывает при обратном вращении двигателя, например, при каких-то операциях в сервисе или при установке машину на передачу на горке, в этом случае цепь легко перескакивает на один или несколько зубьев и при старте двигателя…

Что интересно, производители современных двигателей постоянно экспериментируют — то поставят роликовую цепь, то поставят пластинчатую Морзе, то опять вернутся к допотопному ремню ГРМ, но до сих пор так и не вернулись к надежным и бессмертным 2х рядным роликовым цепям, лишь в дизелях эти цепи до сих пор сохранились.

Выбор масла в зависимости от вида цепи ГРМ.

Роликовые цепи, даже в удешевленном, однорядном виде не страдают провисаниями, быстрым износом, не любят «кушать» звезды — никаких особенностей нет, даже на малозольных и маловязких маслах эти цепи ходят очень долго (трение качения втулка-ролик и втулка-шестерня очень невелико), вплоть до капремонта в связи с критическим износом ЦПГ. Заливать можно не особо заморачиваясь на вязкости (даже W20 не доставляет проблем по крайней мере цепи, что было проверено множеством хондаводов, катающих по 350т.км. такие двигатели исключительно на W20 маслах, веря в «тонкие» масляные каналы), содержанием ZDDP или ZP. Ровно все то, что в обычный двигатель с ремнем ГРМ. Нередко пробег таких цепей переваливает за 500т.км даже на неподходящих маслах.

Для цепей Морзе (пластинчатых) все гораздо сложнее…имеет значение и ее ширина и количество зубьев и натяжение…но в целом масла можно заливать исключительно полнозольные (ACEA A3/B3 A3/B4, MB 229.1/229.3/229.5, RN700/RN710, W30 API SG/CD-SL/CF, W40 API SG/CD-SN/CF), с вязкостью не менее чем W30 (A5/B5 это минимум, никаких вам A1/B1), иначе произойдет ее достаточно быстрый износ, а также износ приводной шестерни и шестерен распредвалов. Возможно применение ILSAC GF4-GF5 масел, но не для всех двигателей. Надо ли напоминать что продукты износа цепи и шестерен работаю как абразив, попутно изнашивая распредвалы, постели, вкладыши и шейки коленвала? Думаю и ЦПГ тоже достается. Кому-то может показаться ресурс 100т.км. цепи на среднезольниках нормой, но на полнозольниках эти цепи свободно выхаживают до 250-350т.км. городского пробега, а то и больше. К сожалению, на современных ДВС в связи с увлечением производителей маловязкими маслами W16 W20, среднезольными маслами с пониженной золой (до 0,8%) и пониженным содержанием фосфора (600-800ppm, с соответствующим снижение содержания ZDDP, хотя лед тронулся — изобрели ZP) эти цепи редко выхаживают даже 100т.км. городского пробега, не растянувшись и не потребовав замены. И это не проблема этих цепей, проблемой является масло, абсолютно не подходящее под данный тип цепей. Апофеозом проблем являются двигатели с непосредственным впрыском топлива — с малозольными маслами приходится менять цепь и шестерни до 100т.км., а с полнозольными маслами разбирать и чистить впускные каналы и клапаны до 50т.км. «Забавный» выбор. Что чистить клапана с каналами, что менять цепи с звездами…

Исключением из данного правила являются японские двигатели с пластинчатой цепью Морзе (например Toyota/Daihatsu/Suzuki), свободно катающиеся на маловязких маслах W20 W30 ILSAC с пониженной золой вплоть до 350т.км. минимум и крайне редко требовавшие замены цепи и шестерен. На них цепь обычно меняют на всякий случай, а не в результате растяжения. Вероятнее всего в данном случае двигатели проектировали инженеры, а не экономисты и маркетологи.

И запомните — любая цепь дает сильнейшую нагрузку на любое на масло, буквально механически уничтожающая полимерный загуститель и вязкую базу — ломая их молекулы в более мелкие и снижая вязкость (получить из нормального W40 водичку W20 при неудачном стечении обстоятельств — легко!), разрушающая противоизнозные компоненты масла (площадь трущихся частей цепи, особенно Морзе — поистине огромна) и продуцирует большое количество металлических абразивов из твердых сплавов, из которых состоит как сама цепь так и шестерни. Поэтому масла на таких двигателях нужно менять как можно чаще. Оптимально 5000-6000км городского пробега. Конечно, полнозольный пакет может не сработаться за это время (т.к. объем картера двигателей с такими цепями как правило больше), но браковочными показателями масла станут резкое снижение вязкости, вышедшего из диапазона, накопление продуктов износа и заметное снижение содержания противоизносных компонентов.

Цепь ГРМ

Цепной привод ГРМ – способ передачи вращательного усилия от коленчатого вала двигателя к распределительному валу ГРМ, который расположен в головке блока цилиндров (ГБЦ) верхнеклапанных ДВС.

Цепная передача может быть реализована посредством установки роликовой или зубчатой цепи. Стоит отметить, что зубчатые цепи сегодня являются более предпочтительным вариантом. Зубчатая цепь ГРМ имеет повышенную гибкость, а также использование зубчатой цепи в конструкции привода позволяет снизить уровень шума при работе ДВС. Использование такой цепи приближает по данному показателю цепной привод к ременному.

Цепной привод включает в себя однорядные и двухрядные цепи. Посредством цепи усилие от звездочки коленвала передается на звездочку, закрепленную на конце распредвала. Специальный ограничительный палец, который вкручен в блок цилиндров или ГБЦ, является ограничителем цепи ГРМ. Элемент не позволяет цепи спадать в случае ослабления натяжения. Цепь не касается ограничителя при условии нормального натяжения.

Цепь ГРМ натягивается при помощи специальных гидравлических натяжителей, которые работают при помощи моторного масла, поступающего из системы смазки двигателя. Натяжителей цепи может быть несколько (1-3), что зависит от количества распределительных валов ГРМ и других особенностей конструкции.

Натяжение цепи не позволяет исключить возникающих колебаний в тех местах, где отсутствуют приводные шкивы и натяжители. Колебания возникают по причине того, что цепь склонна к инерционному движению. По этой причине цепной привод получил дополнительную систему для гашения возникающих колебаний цепи ГРМ.

Элементами для устранения колебаний цепи ГРМ выступают так называемые успокоители. Успокоитель цепи представляет собой специальную прижимную планку, которая имеет металлическую основу и покрывается сверху резиной. Успокоитель подпружинен, допуская небольшие колебания цепи, которые ограничены силой пружины. Использование натяжителя и успокоителя цепи становится качественным решением для снижения вибрации и шума в процессе работы цепного привода ГРМ.

Долговечность цепи зависит от материалов ее изготовления, а также от качества обработки. Аналогичные требования выдвигаются к звездочкам, с которыми цепь постоянно взаимодействует. Не менее важными аспектами являются исправность системы смазки ДВС и качество моторного масла. Получается, ресурс цепи ГРМ сильно зависит от трех основных факторов:

• качество самой цепи;
• правильное натяжение;
• эффективность смазки;

Главным минусом цепного привода является то, что механизм расположен внутри блока цилиндров и затрагивает внутреннюю часть головки блока цилиндров. Сама цепь изнашивается очень медленно, но успокоители-башмаки и натяжители цепи выходят из строя намного быстрее. Для контроля состояния и замены указанных элементов требуется осуществить большой объем работ по разборке двигателя. Цепной привод ГРМ повышает итоговую стоимость автомобиля, но при должном обслуживании способен обеспечить повышенную надежность сравнительно с реализацией привода посредством ремня ГРМ.

Сравнение цепного и ременного типа приводов газораспределительного механизма. Преимущества и недостатки цепи ГРМ, плюсы и минусы ремня ГРМ. Рекомендации.

Почему необходимо менять цепь газораспределительного механизма. Доступные способы самостоятельной замены цепи ГРМ, особенности и нюансы. Полезные советы.

Машина не заводится после замены ремня ГРМ, цепи ГРМ или проведения других работ с приводом газорасределительного механизма. Основные причины, рекомендации.

Назначение ремня ГРМ в устройстве ременного привода газораспределительного механизма. Особенности эксплуатации, как часто нужно менять приводной ремень.

Особенности и нюансы правильного подбора приводного ремня ГРМ. Когда ремень нужно менять, лучшие производители ремней, как не купить подделку. Рекомендации.

Когда нужно менять приводной ремень механизма газораспределения. Замена ремня ГРМ, выставление по меткам и как это сделать правильно. Советы и рекомендации.

Цепной ГРМ: как он устроен и как менять цепь

Издревле на Руси наличие цепи в приводе ГРМ считалось хорошим предзнаменованием. Разгадка тому проста: есть мнение, что цепь – это нечто вечное и не требующее обслуживания. Но как вы могли догадаться, мнение это ложное: цепь замечательно вытягивается и изнашивается, а значит, нуждается в периодической замене. В этой статье мы коротко расскажем о конструкции газораспределительного механизма и его типичных поломках, а затем отправимся в ремзону и заменим цепь на подопытном Mitsubishi Pajero с дизельным двигателем 4М41. Кстати, машина стоит у нас на капитальном ремонте – в прошлой статье мы уже рассказывали о том, как приводили в порядок головку блока цилиндров после 500 000 километров пробега. На очереди – привод газораспределительного механизма.

Н ет в двигателе элементов более или менее ответственных, но все же есть механизм, неправильная сборка которого может обнаружиться только после окончания монтажа и попытки пуска двигателя. Да, именно попытки – и зачастую неудачной. «Перепрыгни» мастер на один зуб или ошибись хоть в одной метке – и привет, разборка! Хорошо, если привод ГРМ ременной – а если это цепь, которая заключена в корпус и прикрыта крышкой… Но обо всем по порядку.

Зачем нужен привод ГРМ?

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

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

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

Какие бывают приводы

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

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

Что может выйти из строя?

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

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

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

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

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

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

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

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

Что проверяют во время капитального ремонта?

С ремнем все предельно ясно: благодаря относительной простоте и дешевизне, дело ограничивается заменой всех деталей – ремня и роликов. В случае, если привод ГРМ цепной, для начала измеряют длину цепи – иногда в заводских руководствах предоставляют данные диаметра обмотанной вокруг звездочки цепи. Сами звездочки проверяют на наличие сколов и износа зубьев: этих параметров достаточно, чтобы понять, требует ли замены цепь.

Если ГРМ приводят шестерни, то при ремонте мастера измеряют зазор в их зацеплении. На валы ставят две шестерни, одну из них блокируют, на один зуб второй устанавливают индикатор и, перемещая ее, замеряют зазор. Если износ чрезмерный – шестерни идут под замену, причем обе. Также проводится визуальная проверка зубьев на износ и сколы: если все в порядке, то шестерня возвращается на свое место. Комбинированный тип привода ГРМ в описании не нуждается – он сочетает в себе диагностику включенных в него типов.

Работа с приводом ГРМ Mitsubishi Pajero Wagon

Всю биографию и характеристики двигателя и модели данного экземпляра мы рассказали в предыдущей статье – напомню лишь, что ему 550 тысяч километров от роду, и «кормили» его исключительно хорошим маслом. Разобрав мотор и разделавшись с ГБЦ, мы приступили к приводу ГРМ.

При разборке механизма обошлось без каких-то особенно интересных процедур, заслуживающих описания, так как таких ответственных моментов, как с головкой блока, вроде выкручивания болтов в определенной последовательности, здесь практически нет. Самое главное при разборке – просто ничего не потерять. Но чистоты информации ради все же уточню, что демонтировать пришлось термостат, водяной насос (помпу), шкив коленчатого вала, компрессор системы кондиционирования и генератор. Остальное, как указывалось выше, приводится шестернями.

Классификация, устройство и принцип работы ГРМ двигателя

Газораспределительный механизм (ГРМ) представляет собой совокупность деталей и узлов, обеспечивающих открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов двигателя в определенный момент времени. Основная задача ГРМ заключается в своевременной подаче топливовоздушной смеси или топлива (это зависит от типа мотора) в камеру сгорания и выпуск отработавших газов. Для реализации этой задачи слажено работает целый комплекс механизмов, часть из которых управляется при помощи электроники.

1. Устройство газораспределительного механизма
2. Принцип работы
3. Классификация или типы ГРМ
4. По расположению распределительного вала
5. По количеству распределительных валов
6. По количеству клапанов
7. По типу привода

Устройство газораспределительного механизма

В современных моторах газораспределительный механизм располагается в головке блока цилиндров двигателя. В его состав входят следующие основные элементы:

Распределительный вал. Это сложная по конструкции деталь, которая изготавливается из прочной стали или чугуна с высокой точностью обработки. В зависимости от конструкции ГРМ распредвал может устанавливаться в головке блока цилиндров или в картере двигателя (такая компоновка сейчас не применяется). Это основная деталь, которая отвечает за последовательное открытие и закрытие клапанов. Распределительный вал

На валу имеются опорные шейки и кулачки, которые и толкают стержень клапана или коромысло. Форма кулачка имеет строго определенную геометрию, поскольку от этого зависит длительность и степень открытия клапана. Также кулачки выполнены разнонаправленными, чтобы обеспечивать попеременную работу цилиндров.

Впускные и выпускные клапаны. Они расположены в головке блока цилиндров и представляют собой стержни с плоской головкой на одном конце, которая называется тарелкой. Впускные и выпускные клапаны отличаются по конструкции. Впускной изготавливается цельной деталью. Также он имеет больший диаметр тарелки для обеспечения лучшего наполнения цилиндра свежим зарядом. Выпускной часто изготавливают из жаропрочной стали и с полым стержнем для лучшего охлаждения, так как в работе он подвергается более высоким температурам. Внутри полости находится натриевый наполнитель, который легко плавится и отводит часть тепла от тарелки к стержню. Впускные и выпускные клапаны с пружинами

На тарелках клапанов сделаны специальные фаски, которые обеспечивают более плотное прилегание к отверстиям в головке блока цилиндров. Это место называется седлом. Кроме самих клапанов, в механизме предусмотрены дополнительные элементы, обеспечивающие его правильную работу:

• Пружины. Возвращают клапаны в исходное положение после нажатия.
• Маслосъемные колпачки. Представляют собой специальные уплотнители, которые не допускают попадания масла в камеру сгорания по стержню клапана.
• Направляющая втулка. Устанавливается в корпус ГБЦ и обеспечивает точное движение клапана.
• Сухари. С их помощью пружина крепится на стержне клапана.

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.

Классификация или типы ГРМ

Двигатели могут иметь различную компоновку газораспределительного механизма. Рассмотрим следующую классификацию.

По расположению распределительного вала

Существуют два типа положения распредвала:

• нижнее;
• верхнее.

При нижнем расположении распредвал находится в блоке цилиндров рядом с коленчатым валом. Усилие от кулачков передается через толкатели на коромысла, при этом применяются специальные штанги. Они представляют собой длинные стержни и связывают толкатели внизу с коромыслами наверху. Нижнее расположение считается не самым удачным, но имеет и свои плюсы. В частности, более надежное соединение распредвала с коленвалом. Данный тип расположения на современных моторах не применяется.

Нижнее расположение распредвала и устройство ГРМ

При верхнем положении распредвал находится в головке блока цилиндров (ГБЦ) непосредственно над клапанами. При таком положении могут быть реализованы различные варианты воздействия на клапаны: через толкатели, коромысла или рычаги. Такая конструкция более простая, надежная и компактная. Верхнее положение распредвала получило более широкое распространение.

По количеству распределительных валов

На рядных двигателях могут быть установлены один или два распределительных вала. Моторы с одним распредвалом имеют аббревиатуру SOHC (Single Overhead Camshaft), а с двумя – DOHC (Double Overhead Camshaft). Один вал отвечает за открытие впускных, а другой за открытие выпускных клапанов. В двигателях c V-образной компоновкой используются четыре распредвала, по два на каждый ряд цилиндров.

По количеству клапанов

От количества клапанов на один цилиндр будет зависеть форма распредвала и количество кулачков на нем. Клапанов может быть два, три, четыре или пять.

Самый простой вариант с двумя клапанами: один работает на впуск, другой на выпуск. В трехклапаном двигателе два работают на впуск и один на выпуск. При четырех клапанах: два на впуск и два на выпуск. Пять клапанов: три на впуск и два на выпуск. Чем больше клапанов на впуске, тем больше объем поступающей топливовоздушной смеси в камеру сгорания. Повышается мощность и динамика двигателя. Сделать больше пяти не позволят размер камеры сгорания и форма распредвала. Наиболее часто встречается схема с четырьмя клапанами на цилиндр.

По типу привода

Различают три типа привода распределительного вала:

1. Шестеренчатый. Данный привод возможен только при нижнем положении распредвала в блоке цилиндров. Коленвал и распредвал имеют зубчатый привод через шестерни (звездочки). Главное преимущество такого привода – надежность. При верхнем положении распредвала в ГБЦ применяется цепной и ременный привод.
2. Цепной. Этот привод считается более надежным. Но использование цепи требует особых условий. Для гашения колебаний устанавливаются успокоители, а натяжение цепи регулируется натяжителями. В зависимости от количества валов могут применяться несколько цепей.

Ресурса цепи хватает в среднем на 150-200 тысяч километров пробега.

Главной проблемой цепного привода считается поломка натяжителей, успокоителей или разрыв самой цепи. При плохом натяжении цепь может перескакивать между зубьев в ходе работы, что приводит к нарушению фаз газораспределения.

Ременный и цепной приводы ГРМ

Автоматически регулировать натяжение цепи помогают гидронатяжители. Они представляют собой поршни, которые давят на так называемый башмак. Башмак прилегает непосредственно к цепи. Он представляет собой изогнутую дугой деталь со специальным покрытием. Внутри гидронатяжителя находится плунжер, пружина и рабочая полость для масла. Масло поступает в натяжитель и выталкивает цилиндр до нужного уровня. Клапан закрывает масляный канал, и поршень постоянно поддерживает нужное натяжение цепи. По похожему принципу работают гидрокомпенсаторы в ГРМ. Успокоитель цепи гасит остаточные колебания, которые не погасил башмак. Так достигается оптимальная и точная работа цепного привода.

Самые большие неприятности может принести разрыв цепи.

Распредвал прекращает вращение, а коленвал продолжает крутиться и двигать поршни. Днища поршней ударяются о тарелки клапанов, что приводит к их деформации. В самых тяжелых случаях может быть поврежден и блок цилиндров. Чтобы такого не произошло, иногда применяются двухрядные цепи. При обрыве одной другая продолжит работу. Водитель без последствий исправит ситуацию.
Ременный. Ременный привод не требует смазки, в отличие от цепного.

Ресурс ремня также ограничен и в среднем он равен 60-80 тысячам километров пробега.

Для лучшего сцепления и надежности используются зубчатые ремни. Такой привод более прост. Разрыв ремня при работающем двигателе приведет к тем же последствиям, что и при разрыве цепи. Главными преимуществами ременного привода является простота эксплуатации и замены, дешевизна и бесшумная работа.

От правильной работы всего газораспределительного механизма зависит работа двигателя, его динамика и мощность. Чем больше количество и объем цилиндров, тем сложнее будет устройство ГРМ. Каждому водителю важно понимать устройство механизма, чтобы вовремя заметить неисправность.

Turbo-Union › Blog › Цепной привод V-образных ДВС немецких автомобилей. Конструкция и особенности.

Введение.
Применение цепного привода ГРМ на V- образных моторах последних годов выпуска становится довольно распространенным явлением, в особенности на моторах европейских производителей . Последнее время довольно часто слышу, что вот у производителя N механика ДВС надежная, а вот у производителя М — совсем не годится и доставляет проблемы. )) . предлагаю перейти на V- образные моторы и заодно сравнить конструкцию цепного привода ГРМ с основными конкурентами .В данном материале хотелось –бы охватить общие тенденции применимости определенных технических решений таких моторов, особенность исполнения отдельных узлов и, разумеется, распространенные проблемы касающихся привода ГРМ .
Замена привода ГРМ с ременного на цепной довольно часто встречающийся вариант на машинах последних модельных годов выпуска, в особенности на европейских машинах . В связи с чем происходит такой переход ? Среди общеизвестных плюсов цепного привода можно отметить :
а) Надежность и отсутствие необходимости в обслуживании (в отличии от ременного привода, где ресурс строго ограничен пробегом автомобиля, при котором, проверка состояния непосредственно ремня ГРМ строго обязательна при проведении очередного ТО )
б) Отсутствие воздействия внешней среды на ресурс самого передающего элемента, полости в которых конструктивно находится цепной привод ГРМ в ДВС закрываются герметично и включены в систему смазки .

1) Как обычно сначала о хорошем …
Начнем с «классики» действительно, обратите внимание на «растяжение» цепного привода Мерседеса 124 с V-образной «восьмеркой» (серия «Волчек» ) в свое время наделавший много шума среди любителей мощных моторов )) Очень простой и приятный в работе мотор .

Хочу отметить, что данное растяжение цепного привода стало возможным только из –за разрушения башмака успокоителя , и никаких особых неприятностей кроме ошибок по соответствию сигналов датчиков распределительного вала и коленчатого вала владельцу не приносила, и это при пробеге за 400 000 .км . ))

Но это, старый, добрый 124, а есть ли аналогии сейчас, на современной технике ? Есть, например 48 . 00 ДВС Порше Кайен .

Здесь нужно пояснить .Обратите внимание, это опять та же самая двухрядная роликовая цепь, хорошие «плечи» успокоителей с максимально возможным радиусом изгиба, шестерня коленчатого вала работает в максимально комфортных условиях, успокоители по расположению и углу входа практически исключают вибрационные нагрузки на нее от цепи, шестерни распределительных валов и фазорегуляторы наоборот получают максимальный, и главное симметричный охват, можно сказать образец жертвы компактности во имя ресурса )) . Явно напоминает решение от предыдущего мотора . И опять же механика ГБЦ незамысловата и надежна одновременно .

Обращений по поводу проблемы с цепным приводом такого типа очень немного, и, думаю, понятно почему .Остается только традиционная трудность моторов от Порше это количество крепежных элементов (болтов), которое просто зашкаливает ))
Если взять другие безпроблемные (по цепному приводу ГРМ) моторы можно еще привести в пример V-образные дизельные моторы от Ауди .

И опять обращаем внимание на простоту узлов, рациональность и симметричность цепного привода.
Возникает вопрос, так может проблем с цепным привод V- образных моторов не существует ? Отнюдь, они есть и касаются далеко не одной марки автомобилей .
2) Хорошее закончилось . Обсуждаем проблемы ..
Начнем со «звезды дорог« — Мерседеса . Показательны в этом случае 272 V- образные и их собратья 271 рядные моторы, не будем касаться больного места, с явным конструктивным просчетом температурной обработки венца, износа шестерни балансирного вала )), тем более Мерседес оперативно прореагировал на эту «болячку «(весьма весомую в плане трудоемкости между прочим, одна из самих трудоемких операций связанных с цепными комплектами V- моторов ) и на заводской линии с 2008 года эта деталь была доработана, но закончилась –ли история в целом ? Нет, не закончилась . Как понимаете зубчатый венец есть не только у шестерни коленчатого вала )) прежде чем переходить к частностям давайте вернемся к теории . Зная механику работы механизмов приводимых цепным приводом будет проще понять и истоки проблемы с оными . Речь идет разумеется об изменении фаз газораспределения и устройства управляемого ими .

…Конструктивно золотник управления может быть выполнен по- разному и располагаться как вне распределительного вала, так и внутри его, но принцип сам сохраняется — фазорегулятор работает посредством подачи масла либо в одну, либо в другую сторону .При такой схеме управления крайне чувствительно будет падение давление в одном из положений управляющего золотника . Надо понять, данное правило работает практически со всеми схемами цепного ГРМ независимо от производителя . Парадоксальный момент заключается в том, что сам элемент контролирующий натяжение цепи может быть исправен . Как это выглядит ? Тут с документацией V — компоновки сложности Возьмем для упрощения 271 мотор Мерседеса, учитывая, что 272 это, грубо говоря, 271 *2 ))

Обратите внимание зубья шестерни распределительного вала просто «спилены», при этом натяжение самой цепи вполне приемлемое, кто –же ответственен за этот процесс . Чаще всего провоцируется вот этим .

Что интересно, комплекты цепные на Мерседес в отличии от других производителей имеют не цельную цепь, а цепь со сборочным звеном устанавливаемом непосредственно на моторе, т.е. прицепив старую цепь к новой можно абсолютно спокойно «протащить» ее ( и соединить, запрессовав звено в удобном месте )) .Т.е., например, такие громоздкие детали для замены цепного комплекта демонтировать не надо .

Разумеется при такой «экспресс замене « речь о замене направляющих цепи, шестерни коленчатого вала ДВС, проверки на люфт насоса охлаждения, переуплотнении крышки и т.д. не идет . Да и стоить ТАКАЯ операция должна соответствующе ! Правда стоит отметить, данная конструкция настолько «продумана», что при необходимости поменять, скажем, правый «башмак»- успокоитель просто сняв крышку, Вы вопрос не решите, просто не хватит расстояния до торца ГБЦ по шпильке, а решите его только сняв … ГБЦ ))
…
Переходим к «пропеллерам «, или к БМВ )).Разумеется, квинтэссенцией конструкторской мысли является N63, о котором весьма остроумно написал Сергей в своей страничке bmwservice.livejournal.)) Помимо описанных им «чудесных» конструкторских решений на этом моторе (которые имеют место быть!) я бы хотел обратить внимание на частности, наш скромный «цепной « вопрос . Итак имеем …

Обратите внимание, вместо роликовой используется пластинчатая цепь печально известная обладателям рядных моторов Ауди с 2009 года выпуска, но там цепь «просто» растягивается, а как здесь ? А здесь сокрыто все гораздо глубже, вот так выглядит шестерня коленчатого вала (натяжение цепи в порядке, как понимаете))

Причем износ часто бывает неравномерный, учитывая, что с каждого венца представленной шестерни коленчатого вала идет индивидуальный привод к распределительным валам каждой ГБЦ, довольно сложно (учитывая еще и расположение шестерни коленчатого вала ) определить данную неисправность в этом случае, огромное количество катушек и свечей зажигания (а также форсунок, ну и «капитальный» ремонт в завершении ) было поменяно из-за такой, вроде не значительной неисправности. Если оценить составляющие цепного привода, то к натяжному устройству претензий нет ( голубая рамка), конструкция простая и проверенная временем — натяжитель плунжерного типа с обратным клапаном, в то же время, электромагнитные клапаны управления фазорегуляторами(красная рамка ) к сожалению не являются образцом качества на этом ДВС .

Надо заметить, что в дополнении к сказанному надо отметить -цепь пластинчатого типа, в отличии от роликовой цепи старого типа, в целом для рядных и V-образных ДВС обладает весьма существенным недостатком — невозможностью вовремя определить ослабление, растяжение цепи (и как следствие износ зубчатых венцов ) по звуку работающего ДВС . Цепь такой конструкции не «гремит», как ожидают владельцы старых моторов .)) Что интересно, в качестве примера «звуков предупреждения о больших проблемах в ДВС » можно привести то же мотор БМВ, а конкретно дизельный рядный мотор N47, там стоит обычная однорядная роликовая цепь и если владелец не «внемлет гласу из ДВС » )) то обычно происходит это .

Обратите внимание и цепь и натяжитель весьма простой конструкции, но эта цепь ТАКЖЕ однорядная, подвержена растяжению или в запущенных случаях даже разрыву … Единственный путь, в моем понимании данного вопроса, вовремя решить проблему не допуская критического износа шестерни V- образного мотора – регулярный мониторинг положения распределительных валов относительно коленчатого вала (проверка адаптации валов ) на ТО, осмотр герметичности клапанов управления и немедленная замена при малейшем подозрении в нарушении функционировании .Разумеется, при подобных проблемах с гидравликой управляющих клапанов необходимо следить и за своевременной и правильной (относительно выбора самого масла ) заменой масла ( и опять читаем Сергея по подбору масла ), а также за поддержанием правильного температурного режима ДВС.
На очереди -«народные» автомобили …Ну, или отчасти «народные» )) Итак Ауди V- образные моторы и проблемы с цепным приводом … В начале разговора надо сказать, что официально представительство Ауди проблему растяжение цепи на V- образных ДВС подтверждает, и более того выпустило достаточно давно методичку по проверке .

В данном случае следует эту проблему рассмотреть более подробно, поскольку есть разница в поведении цепного привода 6-ти и 8-ми цилиндрового мотора . Итак в начале рассматриваем более упрощенный вариант 6-ти цилиндровый мотор .
Стандартная организация привода выглядит вот так .

Здесь добавить особо нечего, действительно финальная проблема в натяжителях цепи, как и описано в методичке от немецких товарищей .
Диагностируется неисправность достаточно просто, для проверки особых диагностических устройств не нужно …
Как говорится у нас VAGоводов — «спросите Василия « ))

Просто сняв клапанную крышку можно увидеть, эти самые 7 градусов .

Можно успокоиться ? Нет, нельзя .Ибо пока мы только смотрим следствия проблемы, а где –же начальная причина, как обычно вот в таких узлах ))

Совершенно не приемлемо использование герметика в таких узлах! Даже простая течь этих клапанов управления фазорегуляторами, как я уже писал, должна насторожить владельца и более того, немедленно активизировать его деятельность по замене их, для предупреждения более тяжелых проблем требующих работ значительно большей трудоемкости, думаю понятно какие это работы .
Заключение .
Подводя итоги по организации цепного привода в целом на европейских моторах нужно отметить, что по прежнему двухрядная роликовая цепь вне конкуренции по надежности и ресурсу эксплуатации . Попытки производителей замены однорядной роликовой цепи на пластинчатую цепь (эксплуатация обоих типов цепей связана с общей тенденцией -облегчения удельного веса ДВС и экономией объема занимаемого самим ДВС) к сожалению приводят к дополнительным трудностям . Кроме этого, на ресурс сильно влияет количество подвижных распределительных валов (приводимых фазорегуляторами ), большее количество снижает ресурс привода в целом .Интересной особенностью является то, что не симметричность «плечей» привода распределительных валов то же снижает общую сопротивляемость цепи к растяжению . Конечно нельзя не отметить, что в подавляющем большинстве случаев, начальной причиной выхода из строя цепного привода служит именно управляющий фазорегулятором электроклапан .Пожалуй, подумав, можно сделать главный вывод, а именно -нормальное функционирование этих клапанов (и как следствие постоянство давления масла в камерах фазорегуляторов) и есть та самая постоянная величина, которая оказывает наибольше влияние на ресурс цепного привода V-образных моторов в целом . На этом позвольте закончить нашу небольшую тему, с возможностью в дальнейшем ее дополнять уже используя особенности ДВС других марок и возможно открывая «новые горизонты» по этому вопросу.
Денис Карпов