В конструкции ДВС (не важно бензин или дизель) обязательно предусмотрено устройство, регулирующее движение газов (топливовоздушной смеси, выхлопных газов) — газораспределительный механизм (ГРМ). Ремень ГРМ является движущей силой такого механизма, и без надлежащего функционирования ремня двигатель в целом не может работать.
Роль ремня ГРМ (иногда это цепь ГРМ) в двигателе настолько важна, что каждому автовладельцу необходимо понимать назначение этой детали и, прежде всего, последствия, к которым может привести выход из строя ремня ГРМ. С другой стороны, осведомленность о проблемах, которые могут возникнуть, в свою очередь, определяет своевременную диагностику технического состояния детали и соблюдение сроков замены.
Содержание
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 газораспределительного механизма. Сам процесс синхронизации служит для обеспечения того, чтобы частота вращения распределительного вала была ровно вдвое меньше частоты вращения коленчатого вала. Расположение ремня ГРМ в механизме ГРМ показано на рисунке.
От шкива коленчатого вала двигателя усилие передается через ремень на шкивы распределительного вала, обеспечивая их вращение с необходимой скоростью. В свою очередь, эксцентрики, размещенные на распределительных валах с помощью толкателей, коромысел и штоков, в строго определенное время открывают или закрывают клапаны, обеспечивая тем самым движение газов в цилиндрах двигателя.
Проще говоря, он обеспечивает классическую схему движения газа в двигателе по циклам: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск.
Приведенная выше схема с использованием ремня ГРМ более распространена в современных двигателях, что связано с рядом преимуществ перед схемами шестеренчатого привода распределительного вала (так называемое нижнее положение распределительного вала):
- попутно с газораспределительным механизмом можно управлять другими устройствами, например, водяным насосом (помпой)
- резиновая основа материала ремня обеспечивает бесшумную работу;
- ремень не требует смазки, он размещен вне блока двигателя и находится в доступном месте для диагностики и замены;
Главный недостаток зубчатых ремней — опасность поломки и связанных с этим последствий.
Особенности конструкции ремней ГРМ
Конструктивно ремень ГРМ представляет собой зубчатую конструкцию внутренней рабочей поверхности с другой формой зуба. Есть три распространенных формы зубов:
- Трапециевидный,
- Закругленный,
- Сложный.
Закругленная форма зуба имеет несколько лучшие эксплуатационные характеристики, чем трапециевидная, за счет более равномерного распределения нагрузок по профилю. Это снижает риск потери зубов. Кроме того, закругленная форма зубцов помогает снизить уровень шума при движении ленты. Сложные формы, например круглые, также имеют изогнутый профиль.
Повышенные требования к эксплуатационным характеристикам зубчатых ремней также предопределяют специфические свойства материалов, из которых они изготовлены. В первую очередь это относится к прочностным характеристикам: пределу прочности при динамических нагрузках, повышенной гибкости, износостойкости, долговечности.
Также следует учитывать, что ремни ГРМ работают в условиях высоких температур и широкого диапазона их изменений: летом температура под кожухом ремня может достигать 100 градусов и более, а двигатель запускается зимой при температура ниже -40 ° С.
Внутренняя структура ремня ГРМ, отвечающая этим повышенным требованиям, довольно сложна. Это многослойный «пирог», верхний слой которого содержит синтетические каучуковые смеси, устойчивые к перепадам температуры и износу, а внутренний слой включает стекловолоконный шнур, обеспечивающий сопротивление разрыву. В дополнение к слоям для улучшения характеристик на зубах, а в некоторых случаях и на внешней поверхности ремня, используется тканевая оплетка.
Материалы являются основным направлением совершенствования ремней ГРМ. С 80-х годов прошлого века компания Gates, один из самых известных производителей в мире, изобрела и ввела в производство нитрил-бутадиеновый каучук, что значительно улучшило характеристики ремней (хотя в то же время повысило их долговечность) стоимость продукции). С тех пор широкое распространение получили ленты из традиционных (хлоропреновые каучуки) и новых (нитрильные каучуки) материалов).
Производители обычно ограничивают срок службы хлоропреновых ремней ГРМ пробегом не более 60 тысяч км. У нитриловых ремней этот показатель существенно выше: до 120 тыс. Км, а то и (для некоторых моделей) — весь срок службы автомобиля. Однако для наших условий эксплуатации специалисты не рекомендуют заменять ремень ГРМ реже, чем каждые 60 тысяч км.
Последствия обрыва ремня ГРМ
Обрыв ремня ГРМ может быть постепенным. Как правило, это удлинение ремня, смещение фаз газораспределения и, как следствие, затрудненный запуск двигателя, увеличение дымности выхлопных газов (в результате неполного сгорания), вибрации двигателя и появление посторонний шум.
Проявление таких симптомов может быть вызвано другими причинами, но это еще один повод проверить состояние ремня ГРМ. В противном случае увеличивается риск обрыва ремня, что приводит к гораздо более серьезным последствиям.
Обрыв ремня ГРМ также может быть внезапным, из-за использования некачественных комплектующих или из-за выхода из строя (заклинивания) водяного насоса, приводимого в действие самим ремнем.
Чтобы понять и оценить негативные последствия, желательно пересмотреть схему ГРМ с ременной передачей. На рисунке ниже показан вид двигателя в разрезе, показывающий все 4 хода и положение клапана в каждом такте.
Если представить, что ремень порвался, становится ясно, что клапаны «фиксируются» в своем положении в момент разрыва, и поршни продолжают совершать возвратно-поступательное движение. В результате в какой-то момент происходит «встреча» между опускающимися пластинами клапана и верхними частями поршней.
Типичный результат такой «встречи», обычно называемой «изогнутым клапаном», показан на рисунке ниже. Замена клапанов на современном двигателе — процесс дорогостоящий и не быстрый (если только работа не ведется в аварийном режиме).
Иногда последствия встречи бывают еще более серьезными — клапан пробивает поршень, поэтому интенсивность работ и стоимость ремонта значительно возрастают.
Проверка ремня ГРМ на наличие повреждений
Учитывая важность технического состояния ремня ГРМ, некоторые производители рекомендуют визуальную диагностику каждые 15 тысяч км. Также в этом случае достаточно просто оценить натяжение ремня. На автомобилях ВАЗ, например, передняя ветвь (самый длинный участок между шкивами) при вращении большим и указательным пальцами перпендикулярно направлению движения ремня при нормальном натяжении поворачивается примерно на 90.
Если внешний осмотр ремня показывает, что он неравномерно порван (тем более полностью порван по неровной дороге), это может указывать на чрезмерное натяжение.
С другой стороны, срезание одного из зубов может указывать на недостаточное натяжение.
Трещины на внешней поверхности ремня могут быть следствием перегрева или переохлаждения, а также естественных процессов старения.
Дефекты торцевой поверхности указывают на смещение ремня, вызванное смещением шкивов или смещением ролика натяжителя.
Отрыв нескольких зубцов одновременно от основания ремня может быть вызван заеданием шкива водяного насоса.
Наличие перечисленных дефектов свидетельствует о необходимости замены ремня и учтите это при замене выявленных дефектов.
При осмотре особое внимание следует обратить на наличие следов смазки. Дело в том, что ремень ГРМ не рассчитан на работу с материалами, которые могут агрессивно воздействовать на материал ремня (моторное масло — одно из них). Поэтому перед заменой необходимо устранить причины попадания масла (как правило, это прокладки) на беговое полотно.
Особенности замены ремней ГРМ
К особенностям замены ремня ГРМ следует, в первую очередь, отнести ГРМ.
- Сложнее обстоит дело, когда, например, приобретается подержанный автомобиль, точность которого вызывает сомнения. В этом случае, даже если внешний осмотр не выявляет видимых повреждений, специалисты рекомендуют перестраховаться и заменить ремень — слишком велик риск последующего дорогостоящего ремонта.
- Плановая (плановая) замена ремня не вызывает сомнений, если вы точно знаете пробег с момента предыдущей замены или с начала эксплуатации автомобиля.
Часто при необходимости замены ремня возникает вопрос, а нужно ли менять холостой и паразитный ролики? Дело в том, что ресурс роликов обычно приравнивается к ресурсу ремня, а потому их также следует менять в процессе замены ремня (недаром ремень ГРМ обычно продается в комплекте с роликами).
Процесс замены ремня ГРМ занимает много времени, поэтому следует уделять особое внимание состоянию водяного насоса, особенно на автомобилях с ненадежным пробегом. Дело в том, что замена помпы совместно с заменой ремня позволяет сэкономить много денег за счет предотвращения возможности заедания.
Операция по замене ремня ГРМ требует определенной квалификации и в большинстве случаев выполняется в автосервисе. Однако, если у вас есть определенные навыки, вы можете сделать это самостоятельно. Важно лишь строго придерживаться последовательности и содержания операций на том или ином двигателе согласно инструкции производителя.
