Что такое ремонт грм

Ремонт ГРМ: технологический процесс обслуживания автомобиля

Основным условием работы двигателя внутреннего сгорания является наличие системы газораспределения. В народе механизм называют ГРМ. Этот узел должен регулярно обслуживаться, что строго регламентировано заводом-изготовителем. Несоблюдение сроков по замене основных компонентов может повлечь за собой не только ремонт ГРМ, но и двигателя в целом.

Ременной привод газораспределительного механизма

В настоящее время существует два варианта реализации привода ГРМ: ременной и цепной. Первый считается более распространенным и простым в обслуживании. Система насчитывает несколько шкивов, установленных на распределительных и коленчатом валах, а также водяной насос. Механизм также включает в себя систему натяжения и обводной (паразитный) ролик. Дополнительные натяжители нужны для того, чтобы ремень работал строго на своем месте без перекоса. Ролики – это, по сути, подшипники качения, которые периодически тоже необходимо менять.

Стоит понимать, что ремонт ремня ГРМ как таковой не выполняется. Последний подлежит только замене. Что касается регламентных сроков замены механизма, то все зависит от завода изготовителя. В большинстве случаев ремень ГРМ меняют каждые 150 тысяч километров, но в тяжелых условиях эксплуатации, к которым можно смело отнести пробег машины по территории РФ, необходимо проводить замену каждые 90-100 тысяч километров. Ремонт ремня ГРМ и других составляющих не рекомендуется делать еще по той причине, что обслуживание газораспределительного механизма довольно дорогое, особенно это касается двигателей V6 и V8. Так как ремонтные работы не дают никаких гарантий по сроку службы, то можно попасть на внеплановую замену. Комплект замены: ремень, обводной и ведущий ролик, водяной насос и сальники.

Вкратце о цепном приводе

Основная цель инженеров заключается в том, чтобы обеспечить максимальный ресурс силового агрегата автомобиля. А так как обрыв ремня ГРМ в большинстве случаев приводит к фатальным последствиям, то много внимания было уделено надежности узла. В этом плане цепной привод оказался впереди ременного. Практически всегда применяется двухрядный цепной привод, который входит в зацепление с соответствующими звездочками, установленными на валах (распределительном и коленчатом).

Основная проблема цепи заключается в том, что со временем она растягивается. В результате этого нередко появляются посторонние шумы и сбиваются метки ГРМ. Из-за этого двигатель теряет часть мощности и повышается его износ. Ремонт цепи ГРМ, равно как и ремня, не выполняется. Замене подлежит полностью весь узел, начиная от звездочек и заканчивая цепью и успокоителем с натяжителем. Что касается основных достоинств цепного привода, то это его надежность и интервалы замены. Его необходимо менять несколько реже, примерно каждые 250 тысяч километров. Если этого не делать вовремя, то может случиться обрыв цепи ГРМ. Ремонт мотора после такой поломки будет стоить достаточно дорого.

Принцип действия ГРМ

Независимо от типа привода, газораспределительный механизм работает по одной и той же схеме. Всю работу можно разделить на 4 основных этапа:

Чтобы эта система работала исправно и эффективно, необходимо синхронизировать работу распределительных и коленчатого вала. Синхронная работа распредвала и коленвала — основная задача привода ГРМ независимо от его типа и устройства.

Такт впуска начинается с движения коленчатого вала. Он передает усилие на поршень, который, в свою очередь, начинает движение из верхней мертвой точки (ВМТ) в нижнюю мертвую точку (НМТ). В это время происходит открытия впускных клапанов и поступление топливно-воздушной смеси в камеру сгорания. После подачи клапана закрываются. Коленчатый вал за этот такт проворачивается на 180 градусов от своего начального положения.

После того как поршень достиг НМТ, он начинает подниматься в ВМТ. Следовательно, в цилиндре происходит сжатие топливно-воздушной смеси. Фаза заканчивается при подходе поршня к верхней мертвой точке. Коленчатый вал в конце такта провернут на 360 градусов от своего начального положения.

Когда наступает момент максимального сжатия, происходит воспламенения топливной смеси, а поршень в это время под действием образовавшихся газов начинает двигаться к НМТ. Когда он достигает нижней точки, то фазу рабочего хода принято считать завершенной. Удаление отработанных газов происходит при последующем движении поршня в ВМТ и открытии выпускных клапанов. После завершения такта коленчатый вал проворачивается на 720 градусов от своего начального положения.

Основные элементы газораспределительного механизма

ГРМ состоит из большого количества деталей, каждая из которых выполняет возложенную на нее задачу. Основной элемент — распределительный вал. В большинстве случаев устанавливается в головке блока цилиндров. Современные моторы оснащаются двумя распредвалами, что повышает эффективность работы системы в целом и ее надежность. В этом случае мотор будет иметь 16 клапанов, а с одним распредвалом — 8. При вращении вала происходит воздействие на клапана через кулачки, установленные на цилиндрических шейках. Промежуточное звено между кулачками и клапанами — толкатели.

Еще одна важная составляющая — впускные и выпускные клапана. Они нужны для подачи топливно-воздушной смеси и удаления отработанных газов. Представляют собой стержень с тарелкой. Стержень всегда цилиндрической формы с выборкой под пружину. Движение клапанов строго ограничено. Для предотвращения попадания масла в камеру сгорания через клапана, последние имеют уплотнительные кольца.

Еще один элемент — привод ГРМ. Через него передается вращение. Стоит понимать, что за 2 полных оборота коленчатого вала, распределительный делает всего один. То есть, вращается со скоростью в два раза меньшей.

Ремонт и обслуживание ГРМ

Чем плотнее компоновка узлов и агрегатов под капотом, тем сложнее заменить ту или иную деталь газораспределительного механизма. Именно поэтому плановый ремонт необходимо выполнять полностью, а не менять только ремень или помпу. Ведь если выйдет из строя ролик ГРМ, ремонт обойдется в круглую сумму, которую можно приравнять к полному обслуживанию механизма. Как уже было отмечено выше, производителем указаны четкие сроки замены комплекта газораспределительного механизма. Их и нужно стараться придерживать. Безусловно, изначально инженерами заложен небольшой запас прочности узла. К примеру, с ремнем или цепью может ничего и не случится, если ее заменить несколько позже. Но затягивать с этим не стоит, ведь обрыв в большинстве случаев приводит к тому, что клапана встречаются с поршнями и их загибает. Для ремонта понадобится снимать и разбирать мотор, а это уже полноценная капиталка.

Желательно обслуживать ГРМ у хороших специалистов, хотя порой найти таковых довольно сложно. Дело в том, что процесс настройки включает в себя выставление меток. Если не синхронизировать распределительные валы с коленчатым, то машина вообще не заведется. Нужно будет опять разбирать узел, и делать все по новой. Желательно при ремонте не менять сальники валов, которые имеют свойство подтекать.

Основные неисправности ГРМ

Даже если привод газораспределительного механизма находится в хорошем состоянии, то это еще не гарант нормальной работы узла. Дело в том, что в процессе эксплуатации на клапанах появляется нагар и раковины. Из-за этого клапана прилегают к седлам неплотно, и могут быть слышны хлопки в выхлопной системе, а также несколько уменьшается компрессия. Нередки случаи деформации головки блока цилиндров, уменьшение зазоров между клапанами и седлами, а также заедание стержня клапана во втулке.

Вторая популярная неисправность — уменьшение мощности силового агрегата. В большинстве случаев причиной является неполное закрытие впускных клапанов. В результате этого часть топливно-воздушной смеси не попадает в камеру сгорания. Увеличивается тепловой зазор, и выходят из строя гидрокомпенсаторы. Обычно мотор начинает троить, и появляются посторонние стуки металлического характера.

Еще одна типичная проблема — механический износ. Нередко бывает так, что просто взял и порвался ремень ГРМ. Ремонт в этом случае понадобится внеплановый. Из-за чего это может произойти? Все предельно просто — критический износ шестеренок или подшипников. Они разбалтываются или вовсе заклинивают. Но даже в этом случае обрыв зачастую происходит не сразу. Да и изменения в работе двигателя сложно не заметить. Поэтому шуршащие или свистящие звуки в районе газораспределительного механизма желательно устранять сразу.

ГРМ: ремонт «Рено» и других автомобилей

В большинстве случаев, процедура замены газораспределительного механизма на всех автомобилях практически идентична. Речь идет о моторах с рядным расположением цилиндров. Если у вас V6 и выше, то выполнить самостоятельную замену будет на порядок сложнее.

Возьмем в качестве примера автомобиль «Рено Сценик» с силовым агрегатом типа К4М. На нем многие водители рекомендуют менять ГРМ не реже чем каждые 80 тысяч километров. Если с разборкой все более или менее понятно, то при сборке узла очень важно правильно выставить метки. Чтобы это сделать, необходимо продублировать метки со старого ремня и желательно начать установку с распределительного вала. Дальше ремень прокидывается через обводной и натяжной ролик с помпой. Если фазорегулятор снят, то, скинув ремень с помпы, его необходимо установить. Для удобства монтажа многие водители снимают шестерню коленчатого вала и устанавливают ее в последнюю очередь. Ремонт ГРМ 16-клапанного мотора имеет лишь то отличие, что необходимо синхронизировать два распределительных вала. Сделать это просто, ведь на каждом из них имеются соответствующие метки. Аналогично проходит замена и на автомобилях ВАЗ, независимо от мотора. Самостоятельно провести такой ремонт возможно только при наличии специального инструмента и оборудования. Хотя кто-то способен и «на коленке» отремонтировать привод.

Процесс ремонта узла

Многие покупают автомобили с пробегом. Практически все владельцы перед продажей говорят о том, что комплект ГРМ менялся совсем недавно. Хорошо, если это действительно так. Ведь обрыв может привести к капиталке, которая обычно составляет порядка 20% стоимости автомобиля или даже больше. Чтобы в дальнейшем не выполнять ремонт клапанов ГРМ, желательно сделать диагностику узла и принять соответствующее решение. В большинстве случаев не рекомендуется оставлять какую-либо деталь, заменив все остальные. Как уже было сказано выше, выход из строя водяного насоса или ролика, приведет к повторному ремонту. Хорошо еще, если удастся избежать обрыва ремня.

Есть такой вид работ, как «дефектовка ГРМ». Суть мероприятия заключается в выявлении проблем в работе привода газораспределительного механизма. По сути, работа включает в себя осмотр узла и оценку состояния ремней, роликов, водяного насоса и т. п. Также при дефектовке проверяют метки ГРМ и при необходимости их выставляют. Необходимо понимать, что многое зависит от того, насколько квалифицированными сотрудниками был проведен ремонт ГРМ автомобиля. Ведь если механики на СТО недостаточно хорошо знакомы с конструкцией и устройством газораспределительного механизма того или иного автомобиля, то лучше воспользоваться услугами другого сервиса.

Правильный выбор запасных частей

Как показывает практика, наиболее часто вызывает проблему при капитальном ремонте двигателя ГРМ. Причем далеко не всегда она кроется в несвоевременном обслуживании. В некоторых случаях все дело в запчастях. Дело в том, что есть оригинальные ремни, ролики и водяные насосы. Под словом «оригинальные» стоит понимать те запасные части, которые были установлены заводом изготовителем. В большинстве случаев они имеют достаточно длительный ресурс и хороший запас прочности при правильной эксплуатации и обслуживании. К примеру, водяная помпа рассчитана в среднем на 150 тысяч пробега. Такой интервал выдерживают абсолютно все детали, начиная от обводных роликов и заканчивая ремнем или же цепью. Но даже при приближении такого пробега, ГРМ может работать вполне нормально еще 30 или 50 тысяч километров. Но уже нет никакой гарантии, что его не оборвет в самый неподходящий момент. Тем не менее определенный запас производителем все же заложен.

Ну а сейчас следующая ситуация. Оригинальные детали на большую часть автомобилей стоят приличных денег. Исключением являются только некоторые автомобили семейства ВАЗ. Ремонт ГРМ «Жигулей» — не слишком затратное и сложное мероприятие. Ну а если под капотом 5-литровый монстр, то покупка оригиналов ГРМ на него обойдется не в одну сотню долларов. Вполне естественно, что автомобилисты хотят сэкономить, приобретая аналоги не самого лучшего качества. В результате уже через 10-20 тысяч километров появляется люфт в подшипниках, начинает подтекать помпа и т. п. Водитель в этом случае вынужден повторно менять детали ГРМ, что приводит к неоправданным затратам. В худшем случае придется выполнять такие работы, как ремонт клапанов ГРМ, а точнее, их полную замену.

Подведем итоги

Газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания требует регулярного и качественного технического обслуживания. В этом случае можно быть уверенным в его длительной бесперебойной работе. Некоторые двигатели не боятся обрыва ремня, и клапаны не загибает. Но даже в этом случае приятного мало, ведь найти ремень на трассе довольно проблематично.

Несмотря на все вышесказанное, не нужно относиться к ГРМ как к чему-то особенному. Механизм попросту нуждается в замене по регламентным срокам, которые указаны в сервисной книжке. Также не стоит пытаться экономить на запасных частях, устанавливая китайские дешевые подшипники и помпы непонятного производства. Также желательно следить за состоянием защитного кожуха механизма, ведь нередко его повреждение приводит к попаданию грязи и воды на ролики и ремень, что способствует сокращению ресурса. Если уж поломка и приключилась, то нужно найти специалистов, которые смогут качественно выполнить ремонт цепи ГРМ или же ремня.

Источник

Газораспределительный механизм двигателя: устройство, принцип работы, назначение, техническое обслуживание и ремонт

Принцип действия газораспределительного механизма

Весь рабочий процесс газораспределительного механизма основан на синхронном движении двух валов – коленчатого и распределительного . При этом синхронность движений обеспечивает своевременное открывание клапанов впуска/выпуска на моторных цилиндрах.

При совершении вращательных движений распредвала кулачки наступают на рычаги, которые в свою очередь воздействуют на клапанные стержни, что способствует открытию нужных клапанов.

На следующем повороте распредвала кулачки отталкиваются от рычагов, которые занимают исходные позиции, тем самым закрывая клапаны.

Устройство ГРМ

Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания – наиболее распространенный силовой агрегат, использующийся в современном автомобилестроении. Свое название он получил по количеству фаз, необходимых для осуществления одного цикла работы, или поворота коленчатого вала на 720 градусов.

Фаза впрыска топлива или топливно-воздушной смеси , сжатие рабочего тела поршнем, рабочий ход и выпуск отработанных газов. В модели идеального двигателя все фазы разнесены во времени, перекрытие между ними отсутствует, что, в свою очередь, обеспечивает получение максимально возможных рабочих значений мощности, крутящего момента и оборотов двигателя.

На практике, к сожалению, дела обстоят несколько хуже. Устройство газораспределительного механизма, отвечающего за исполнение фазы впрыска топлива и удаление выхлопных газов, его схема и принцип работы – основная тема данной статьи.

Классификация ГРМ

Современные автомобильные двигатели могут быть оснащены различными типами газораспределительных механизмов.

ГРМ классифицируется по четырем категориям:

1. По расположению распределительного вала – верхнее или нижнее расположение;
2. По количеству распределительных валов – один (SOHC — Single OverHead Camshaft) или два (DOHC — Double OverHead Camshaft);
3. По числу клапанов – 2, 3, 4, 5;
4. По приводу распределительного вала – цепной, шестеренчатый и зубчато-ременный

Верхнее расположение вала в цилиндровой головке является самым распространенным и эффективным. Открытие и закрытие клапанов осуществляется от распределительного вала при помощи рычагов (толкателей) привода. Такое расположение распредвала способствует упрощению общей конструкции двигателя, уменьшению его массы, снижению инерционных сил.

Особенности привода ГРМ, цепь и ремень

Шкив привода распределительного вала находится за пределами ГБЦ. Для того чтобы не происходили утечки масла, на шейке вала расположен сальник. Цепь ГРМ приводит весь механизм газораспределения в действие и надевается с одной стороны на ведомую звездочку или шкив, а с другой передает усилие от коленчатого вала.

От ременного привода клапанов зависит корректное и неизменное расположение коленчатого и распределительного валов относительно друг друга. Даже небольшие отклонения в положении могут стать причиной того, что ГРМ, двигатель выйдут из строя.

Наиболее надежной считается цепная передача, использующая ролик ГРМ, однако существуют некоторые проблемы с обеспечением необходимого уровня натяжения ремня. Главной проблемой, с которой сталкиваются водители и которая характерна для цепи механизма, становится ее обрыв, нередко являющийся причиной загиба клапанов.

К числу дополнительных элементов механизма можно отнести ролик ГРМ, используемый для натяжения ремня. К минусам цепного привода газораспределительного механизма, помимо риска обрыва, относят еще и высокий уровень шума во время работы и необходимость его смены каждые 50-60 тысяч километров пробега.

Плюсы и минусы ременного привода

Ременной привод получил свою популярность за счет своих преимуществ по сравнению с аналогичными видами приводов.

• Несмотря на то что производство таких конструкций сложнее, чем цепных, стоит она значительно дешевле.
• Не требует постоянной смазки, благодаря чему привод был вынесен на внешнюю сторону силового агрегата. Замена и диагностика ГРМ в результате этого значительно облегчились.
• Поскольку в ременном приводе металлические части не взаимодействуют друг с другом, как в цепном, то уровень шума в процессе его работы снизился в разы.

Несмотря на большое количество плюсов, есть у ременного привода и свои минусы. Срок эксплуатации ремня в несколько раз ниже, чем цепи, что становится причиной частой его замены. В случае обрыва ремня с большой вероятностью придется делать ремонт всего двигателя.

Для чего служит ремень?

Ремень газораспределительного механизма представляет собой деталь, назначение которой заключается в выполнении функции связующего звена.

Благодаря ремню ГРМ распределительный и коленчатый вал работают синхронно, что способствует правильному функционированию двигателя в целом. В этом заключается необходимость применения ремешка.

Обозначения на ремешке

Разберем несколько примеров перевода расшифровки на ремне ГРМ:

1. ISO-58111х19. В первых двух цифрах (58) зашифрована серия зубчиков, использующихся на изделии. В этом случае шаг и профиль будут без желобка, форма полукруглая, а высота составляет 3,5 мм. Затем идут три цифры (111), которые указывают на число зубьев. По цифре 19 можно определить ширину изделия. В продаже бывают ремни, зубчики которых выполнены в виде округленной трапеции.
2. 58127х3/4 HSN. Здесь первые две цифры также обозначают серию зубчиков. Цифры 127 указывают на их число, но нужно учесть, что в ремешках, относящихся к серии 40, это количество условно. Цифры 3/4 говорят о ширине изделия в дюймах. В данном случае она также составляет 19 мм. Метка HSN в самом конце обозначает, что изделие изготовлено из прочного высоконасыщенного нитрила. Этот материал доказал свою прочность. Если таких букв в конце нет, то ремешок выполнен из неопренового каучука.

Таблица: Маркировка ремней

Производители могут по-разному обозначать маркировку своих изделий. В таблице показано, как расшифровать значения ГРМ.

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.

Нижнеклапанные двигатели

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

Нижнеклапанные двигатели с распредвалом в блоке цилиндров, использовались повсеместно, вплоть до середины двадцатого века. Схема и устройство впускных и выпускных клапанов, расположенных в ряд тарелками вверх, обеспечивала простоту изготовления и малошумность двигателя. Основным минусом подобной конструкции был сложный путь топливно-воздушной смеси, неоптимальный режим наполнения цилиндров, и, как следствие, меньшая мощность силового агрегата.

Газораспределительный механизм такого вида использовался вплоть до 90-х годов двадцатого столетия в грузовых автомобилях. Пример тому – ГАЗ 52, выпуск которого закончился в 1991 году.

Смешанное расположение клапанов

Попытки повысить мощностные характеристики ДВС привели к созданию двигателя со смешанным расположением клапанов. Впускные находились в головке блока цилиндров, а выпускные – в блоке, как у обычного «нижнеклапанника».

Распределительный вал один, так же расположенный в блоке цилиндров. Клапана, отвечающие за впуск топливно-воздушной смеси управлялись посредством штанг – толкателей, через которые передавалось усилие с распредвала, выхлопные – с помощью привычного коромысла.

Такая компоновочная схема обеспечивала более низкую температуру ТВС, и, как следствие, более высокую мощность, по сравнению с нижнеклапанными двигателями внутреннего сгорания.

Верхнеклапанные двигатели

Газораспределительный механизм, клапаны впускной и выхлопной системы которого находятся в головке блока цилиндров, а распредвал – в самом блоке, был сконструирован Дэвидом Бьюиком в самом начале двадцатого столетия. Управление клапанами осуществлялось посредством штанг – толкателей, воздействовавших на коромысла.

Подобная компоновочная схема обладает высокой надежностью, за счет передачи вращения от коленчатого вала к распределительному, с помощью шестерни. Зубчатый ремень, изношенный в процессе эксплуатации, может оборваться, нанеся серьезные повреждения клапанному механизму ГРМ, изношенная же передаточная шестерня лишь немного сдвинет фазы газораспределения, что опытный водитель заметит по изменениям в работе двигателя.

Минусом является некоторая инерционность подобной конструкции, что накладывает ограничения на обороты двигателя, а, следовательно, на крутящий момент и степень форсирования. Использование более чем двух клапанов на цилиндр приводит к усложнению газораспределительного механизма и увеличению габаритных размеров двигателя. Четырехклапанные двигатели такой компоновки используются в грузовых автомобилях КамАЗ, дизельных тепловозных двигателях.

Газораспределительный механизм автомобиля «Волга» двадцать первой модели был устроен именно по верхнеклапанной схеме.

• Двигатели, в которых распредвал и клапаны газораспределительного механизма располагаются в головке блока цилиндров, обозначаются аббревиатурой SOHC. Принцип действия и устройство механизма управления клапанами ГРМ отличается большим разнообразием. Существует схема открытия клапанов при помощи коромысел, рычагов и толкателей. Наибольшее распространение подобное устройство двигателей получило в период с середины 60-х до конца 80-х годов двадцатого столетия. В данный момент такие двигатели устанавливаются на недорогие легковые автомобили.
• Двигатели, газораспределительный механизм которых включает в себя два распредвала, обозначается аббревиатурой DOHC. При использовании двух клапанов на цилиндр, каждый распределительный вал открывает свой ряд клапанов. Такое устройство ГРМ позволяет уменьшить инерцию коленчатого вала, и тем самым значительно увеличивает обороты и мощность ДВС. Принцип работы двигателя , использующего четыре и более клапана на цилиндр, ничем не отличается от вышеописанного. Подобные силовые агрегаты демонстрируют большую, чем у двухклапанных аналогов, мощность и устанавливаются на большинство современных автомобилей.

В двигателях с подобным типом газораспределительного механизма важную роль играет устройство привода распредвалов. В качестве передаточного элемента используется цепь, находящаяся в герметично закрытом объеме, и омывающаяся маслом, или зубчатый ремень, находящийся на внешней стороне двигателя.

Поломка привода ГРМ зачастую приводит к печальным последствиям. Оборвавшийся ремень, износившийся в процессе эксплуатации, вызывает мгновенную остановку распределительного вала, вследствие чего некоторые клапаны остаются в открытом состоянии. Удар поршня по выступающей тарелке наносит серьезные повреждения головке блока цилиндров. В особо тяжелых случаях ремонт невозможен и требуется замена данного элемента двигателя.

Устройство десмодромного газораспределительного механизма

Для двигателей, конструкция ГРМ которых допускает использование пружин для закрывания клапанов, существует ограничение по максимальному количеству оборотов в минуту. При достижении значения в 9000 об/мин пружины не смогут обеспечить нужную скорость срабатывания, что неизбежно приведет к поломке двигателя.

Принцип десмодромного ГРМ заключается в использовании двух распределительных валов, один из которых производит открытие, а второй, закрытие клапанов. В таком двигателе нет ограничения на развиваемые обороты, ведь скорость срабатывания механизма напрямую зависит от скорости вращения коленвала.

Создание газораспределительного механизма с изменяемыми фазами стало возможным относительно недавно, с началом использования в двигателестроении бортовых компьютеров и электронных управляющих блоков. Система электромагнитных клапанов, меняющая режим работы согласно команд микропроцессора, позволяет снимать с двигателя мощность, приближающуюся к расчетной, при минимальном расходе топлива.

Клапанный механизм

Конструкция клапанного механизма включает в себя седла клапанов, направляющие втулки, механизм вращения клапана и другие элементы. Усилие от распределительного вала передается на шток либо на промежуточное звено – коромысло клапана, или рокер.

Нередко можно встретить модели ГРМ, требующие постоянной регулировки. Такие конструкции имеют специальные шайбы и болты, вращением которых выставляются необходимые зазоры. Иногда зазоры поддерживаются в автоматическом режиме: регулировка их положения производится гидрокомпенсаторами.

Работа системы клапанов

Каждый клапан оснащается пружиной, которая возвращает его в верхнее (закрытое) положение. Специальный кулачок, расположенный на валу, вращаясь, нажимает на клапан, открывая его в нужный момент. Чтобы пружина не соскользнула, на верхней части клапана делается кольцевая проточка, иногда две или три, в неё вставляется сухарь, к которому прикрепляется тарелка с конусовидным отверстием. Собранный из двух частей сухарь тоже имеет конусную поверхность и надежно удерживает тарелку с пружиной. Собранный таким образом клапан называют «засухаренным».

Приводы ГРМ

В зависимости от конструктивных особенностей двигателя автомобиля и газораспределительного механизма в частности количество приводов и их тип могут меняться.

• Цепной привод. Нескольким ранее данный привод был самым распространенным, однако и сейчас используется в ГРМ дизеля. При такой конструкции распределительный вал располагается в головке блока цилиндров, а в движение приводится посредством цепи, ведущей от шестерни. Минус такого привода – сложный процесс замены ремня, поскольку находится он внутри двигателя с целью обеспечения постоянной смазки.
• Шестеренчатый привод. Устанавливался на двигатели тракторов и некоторых автомобилей. Очень надежный, но при этом крайне сложен в обслуживании. Распределительный вал такого механизма находится ниже блока цилиндров, благодаря чему шестерня распредвала цепляется за шестерню коленчатого вала. Если привод ГРМ такого типа приходил в негодность, двигатель меняли практически полностью.
• Ременной привод. Самый популярный тип, устанавливается на бензиновые силовые агрегаты в легковых автомобилях.

Управление этапами газораспределения

Современные модели двигателей претерпели значительные изменения, получив новые управляющие системы, в основе которых лежат микропроцессоры – так называемые ЭБУ. В сфере моторостроения основной задачей стало не только увеличение мощности, но и экономичность выпускаемых силовых агрегатов.

Повысить эксплуатационные показатели двигателей, снизив при этом расход топлива, удалось только с использованием систем контроля ГРМ. Двигатель с такими системами не только потребляет меньше топлива, но и не теряет в мощности, благодаря чему их стали использовать повсеместно при производстве автомобилей.

Принцип работы таких систем заключается в том, что они контролируют скорость вращения распределительного вала ГРМ. По сути, клапаны открываются немного раньше за счет того, что распредвал проворачивается в направлении вращения. Собственно, в современных двигателях распределительный вал больше не вращается относительно коленчатого вала с неизменной скоростью.

Основной задачей остается максимально эффективное наполнение цилиндров двигателя в зависимости от выбранного режима его работы. Такие системы отслеживают состояние двигателя и корректируют подачу топливной смеси: к примеру, при холостом ходе ее объемы сводятся практически к минимуму, поскольку топливо в больших количествах не требуется.

Распределительный вал

Нажимающие на клапана кулачки заставляет двигаться специальный механизм – привод ГРМ , точнее еще один его компонент – газораспределительный вал, который еще называют распредвалом. Кулачки являются его составной частью, а крепится он на специальных опорных шейках в головке блока цилиндров. В зависимости от расположения кулачков на распредвалу, поочередно открываются нужные для нормальной работы двигателя клапана, в чем и состоит принцип работы ГРМ. В некоторых моделях двигателей, где цилиндры расположены не рядно, предусмотрена пара распределительных валов.

Работа системы валов ГРМ

Распредвал приводится в движение посредством коленчатого вала, на конце которого находится шестерня специально подобранного диаметра. Другая шестерня устанавливается на распределительный вал. Передача крутящего момента от коленчатого вала к распределительному передается стальной цепью или ремнем с зубцами под шестерни, который изготовлен из прочной армированной резины. Работа газораспределительного механизма зависит от правильной установки цепи или ремня. В этом случае все клапана открываются в нужный момент, что позволяет воздушно-топливной смеси заходить в цилиндр, сгорать там и выводить отработанные газы. В этом состоит главный принцип работы газораспределительного механизма.

В зависимости от конструкции нажатие на клапан осуществляется непосредственно кулачком на распределительном валу или через рычаг, называемый рокером, на который воздействует кулачок. Назначение и устройство газораспределительного механизма позволяет открывать нужные клапана в момент наступления нужного такта работы двигателя, что обеспечивает ее бесперебойность. Любое нарушение ведёт к сбою в работе вплоть до поломки силового агрегата.

Проблема термического расширения

Устройство ГРМ обеспечивают нормальную работу двигателя, но при этом возникают определенные проблемы. Это касается термического расширения металла, из которого сделаны клапана, поскольку он подвергается воздействию высоких температур при сгорании топлива. При нагревании он удлиняется и не может плотно закрыть отверстие в цилиндре, что существенно снижает компрессию. Чтобы клапан удлинялся не в цилиндр, а вверх, между тарелкой и кулачком или рокером и кулачком делается тепловой зазор в 0,2 мм. Этот зазор выставляется и проверяется специальным щупом, а регулируется винтом или болтом.

В современных двигателях для борьбы с тепловым расширением используются другие детали газораспределительного механизма – гидрокомпенсаторы. В этом случае регулировка клапанов не потребуется, зазор выставляется и регулируется автоматически. Если гидрокомпенсатры начинают постукивать, это говорит о проблемах в их работе, поскольку они не успевают выбирать зазоры. Основные причины появления такой проблемы – поломка самого гидрокомпенсатора, который подлежит замене, реже засор или плохая работа системы смазки.

ГРМ в процессе эксплуатации

Чтобы при работе не возникло проблем, нужно периодически проверять газораспределительный механизм мотора. Нужно при помощи щупа контролировать тепловой зазор между клапаном и рычагом распредвала, а при необходимости производить регулировку.

Поскольку газораспределительный механизм предназначен для согласованной работы всех элементов двигателя, то нужно знать, что если в процессе его работы оборвется приводной ремень, то распределительный и коленчатый валы перестают работать синхронно. При этом распредвал может остановиться в положении, при котором один из клапанов останется полностью открытым и тогда двигающийся вверх поршень неизбежно ударит по клапану, который погнется, что приведет к выходу двигателя из строя и серьезному ремонту.

Чтобы избежать подобной ситуации, необходимо вовремя производить замену приводного ремня ГРМ . Периодичность замены указывается производителем в зависимости от конструктивных особенностей двигателя, но в большинстве случаев это рекомендуется делать при пробеге от 60 до 70 тыс. км. Это достаточно сложная операция, которую делают специалисты на СТО, но если у водителя есть нужные навыки, замену можно сделать и самостоятельно. Цепи ГРМ служат гораздо дольше, замена может потребоваться при пробеге от 300 до 400 тыс. км. Особенность двигателей с цепями: при их растяжении они начинают характерно греметь и позванивать, что позволяет определить необходимость замены.

Назначение газораспределительного механизма двигателя – обеспечить синхронную работу поршневой группы и клапанов. Каждый из его элементов должен работать в номинальном режиме, только тогда двигатель заведется. Иногда случается так, что ремень ГРМ не разрывается, а проскальзывает по шестерням, что будет видно по его меткам. В этом случае двигатель не заведется и потребуется замена ремня .

Фазы ГРМ и тепловой зазор

Самостоятельно продиагностировать состояние фаз газораспределительного механизма довольно сложно. Для этого необходим набор таких инструментов, как малка-угломер, моментоскоп, указатель и др. Процедура выполняется на заглушенном двигателе. Малка-угломер устанавливается на шкив коленчатого вала. Проверяется период открытия клапана всегда в 1-м цилиндре. Для этого вручную проворачивают коленчатый вал до появления зазора между клапаном и коромыслом. С помощью малки-угломера на шкиве определяют зазор и делают выводы.

Самый простой, но наименее точный метод замера теплового зазора выполняется с помощью набора пластин длиной 100 мм и максимальной толщиной 0,5 мм. Выбирается один из цилиндров, на котором будут проводиться замеры. Его необходимо довести до ВМТ с помощью ручного поворота коленчатого вала. В сформировавшийся зазор вставляются пластины. Метод не дает 100%-й точности и результата. Ведь допустимая погрешность зачастую слишком велика. Кроме того, если имеется неравномерный износ бойка коромысла и штока, то полученные данные вообще можно во внимание не брать.

Рабочий ход и удаление газов

Когда поршень достигает ВМТ, происходит воспламенение рабочей смеси от свечей зажигания. В это время достигается максимальный момент сжатия и оказывается высокое давление на поршень, который начинает движение к нижней мертвой точке. Когда поршень опустится, то рабочий ход можно считать законченным.

Заключительная фаза — удаление отработанных газов из камеры сгорания. Когда поршень достиг НМТ и начинает свое движение к ВМТ, происходит открытие выпускного клапана и избавление камеры сгорания от газов, которые образовались в результате горения топливно-воздушной смеси. При достижении поршня НМТ фазу удаления газов принято считать законченной. При этом коленчатый вал от своего начального положения проворачивается на 720 градусов. Для достижения максимальной точности необходима синхронизация газораспределительного механизма двигателя с коленчатым валом.

Обслуживание ГРМ

Как показывает практика, большая часть поломок газораспределительного механизма связана с несвоевременным ТО. К примеру, производитель рекомендует менять ремень каждые 120 тысяч километров. Владелец же не берет во внимание эти данные и использует ремень по 200 тысяч. В результате последний рвется, сбиваются метки ГРМ, клапаны сталкиваются с поршнями и требуется капитальный ремонт. Это же касается и такого элемента механизма, как водяной насос. Он создает необходимое давление охлаждающей жидкости для ее циркуляции по системе. Разрушение крыльчатки или выход из строя уплотнительной прокладки приводят к серьезным проблемам с двигателем. Ролики и натяжитель тоже подлежат замене. Любой подшипник рано или поздно выходит из строя. Если своевременно менять ролики и сам натяжитель, то шанс столкнуться с такой проблемой минимален. Заклинивание ролика очень часто приводит к обрыву ремня. Именно поэтому необходимо выполнять своевременное техническое обслуживание газораспределительного механизма.

Замена ремня ГРМ своими руками

Снимая изношенный ремень, и устанавливая на его место новый, легко изменить взаимное расположение коленчатого и распределительного валов. В этом случае сместятся фазы газораспределения двигателя, что приведет к нарушениям в работе, вплоть до поломки. Метки на шестернях приводного механизма служат для визуального контроля настройки ГРМ.

Сняв непригодный ремень, необходимо совместить метки шестерней коленчатого и распределительного валов с прорезями в кожухе приводного механизма. Назначение этой операции – установка условного «нуля», с которого и начнется работа двигателя. Далее следует аккуратно установить запасной ремень, стараясь не сместить метки на шестернях.

Следующий шаг – осмотр и регулировка усилия натяжного ролика. Назначение этого узла в удержании ремня на шестернях приводного механизма. Правильность регулировки ролика можно проверить, повернув натянутый ремень пальцами. Если удастся провернуть на девяносто градусов – натяжной механизм отрегулирован хорошо. Если ремень повернется на угол меньший, чем 90 градусов, то он перетянут, если на больший, то недотянут.

Очень важно при монтаже не брать ремень ГРМ промасленными руками. Это может привести к проскакиванию на шестернях приводного механизма.

Купленный на придорожной АЗС ремень следует тщательно осмотреть. При нарушении условий хранения, даже новый ремень привода ГРМ пойдет трещинами и не сможет быть использован по назначению.

Источник