Газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания: устройство, назначение, принцип работы

Но ведь ремень ГРМ может оборвать и раньше срока. Есть какие-нибудь признаки замены?

Да, может случиться и такое. Например, из-за несоблюдения основных требований по эксплуатации: попадания технических жидкостей, ошибок при установке ремня ГРМ (перекос, перетяжка, неправильная установка меток) или использования деталей низкого качества. Кроме того, оборвать ремень может из-за неисправных роликов и заклинивших коленвала, распредвала или помпы. Последнее встречается наиболее часто, поэтому ее и советуют менять вместе с ремнем.

О приближении замены ремня могут говорить такие признаки как нестабильная работа двигателя, к примеру. Также не стоит пренебрегать простым визуальным осмотром, который поможет выявить дефекты ремня — расслоения, торчащие нити, износ зубьев, крупные трещины и следы масла на поверхности. В таких случаях тянуть с заменой опасно.

Вместе с тем, при обнаружении совсем миниатюрных, едва видных глазу, трещин — сильно волноваться не стоит, если только это не новое приобретение. Ремень ГРМ не такой уж хлипкий, поскольку состоит из плотной резины с металлизированными элементами, которые позволяют выдерживать рабочие нагрузки все эти заявленные тысячи километров пробега. Но да, это первый звоночек и со временем трещины будут разрастаться, становясь основой для беспокойства.

Чем отличаются ремни ГРМ от разных производителей

1. Bosch — приемлемое качество за доступную цену.

Данные производитель предлагает не только бытовую технику, но и автозапчасти. Резиновый элемент ГРМ Bosch отличается долгим сроком эксплуатации и доступной ценой.

При бережном использовании автомобиля, без лишней нагрузки двигателя, данная запчасть сможет прослужить до 60 000 км пробега.

Преимущества:

• средняя цена до 800 руб.;
• страна производитель – Германия;
• есть ремни для большого спектра моделей, для автомобилей ВАЗ и для BMW;
• редко можно встретить подделку;
• наличие в большей части торговых точек автозапчестей;
• долгий срок эксплуатации;
• целостность сохраняется до замены, можно совершить ее в СТО, а не неожиданно на улице.

Недостатки:

• можно заменить только совместно с роликами;
• если хранить в гараже новый ременной привод, то он пересыхания он станет грубым.

2. Lemforder – ассортимент для всех автомобилей

В случае разрыва резинового кольца газораспределительного механизма, для замены можно воспользоваться ремнем ГРМ Lemforder, так как бренд представляет самый богатый ассортимент для всех марок и моделей авто еще с 1997 года.

Это совместный проект немецкой компании и корейских производителей, из-за чего увеличились возможности для обслуживания разных модификаций. Для подбора подходящей запчасти можно использовать VIN-code.

Преимущества:

• цена от 900 руб.;
• гарантия на пробег до 60 тыс. км;
• зубцы детали имеют четкие границы, что позволит крепко закрепить о шкивы;
• имеет высокую устойчивость при использовании на высоких оборотах с длительными временными промежутками.

Недостатки:

• часто можно натолкнуться на подделку;
• другие производители предлагают свои товары в немецкой упаковке;
• при покупке автозапчасти для будущего использования потребуется соблюдать условия хранения.

3. Gates — лидер в своем направлении

Данный ременной привод ГРМ лучший в своей отрасли среди аналогичной продукции, ведь их производят во Франции, Германии, Бельгии, Великобритании.

Детали имеют настолько высокое качество, что заказываются производством автопрома сразу на заводы для выпуска новых автомобилей. Но запчасти можно найти и на рынке. Резиновый элемент ГРМ отличается большой надежностью и долгим сроком эксплуатации.

Преимущества:

• совместим со многими моделями авто;
• подходит для использования на большой скорости и совместим со спортивными моделями автомобилей;
• производитель дает гарантию на эксплуатацию до 50 тыс. км пробега или срок до 2 лет;
• уменьшен риск разрыва из-за ширины в 34 мм;
• имея 211 зубцов, надежно крепится о шкивы;
• напрямую поставляются на производство автомобилей.

Недостатки:

• цена от 2000 руб.;
• желательно осуществлять замену совместно с роликами, что еще больше увеличивает стоимость починки.

4. Contitech – от известного производителя шин

Отличные ремни ГРМ предлагает известный производитель шин от Contitech, который является дочерним направлением бреда Continental.

Запчасти имеют большую известность и так же как Gates напрямую доставляются на заводы, производящие автомобили. Но на рынке представлен достаточно широкий выбор ременных приводов ГРМ, которые подойдут для большей части моделей и марок.

Преимущества:

• долгий срок эксплуатации, который превышает заявленный производителем примерно на треть;
• отличается высокими показателями износоустойчивости из-за дополнительных составляющих в составе резины;
• снаружи резиновый элемент имеет прорезиненную ткань, которая защищает внутреннюю структуру от горюче-смазочных материалов;
• способен вынести нагрузки на 15% больше, чем аналогичные ремни;
• совместим с большинством автомобилей производства стран Европы, США, Японии.

Недостатки:

• средняя цена до 1500 руб.;
• можно встретить подделки.

Признаки необходимости замены

Основные признаки ненормальной работы ремня ГРМ можно выявить либо чисто визуально, либо прислушиваясь к работе двигателя

Нужно обращать внимание на такие моменты:

• двигатель начинает нестабильно работать, падает мощность. Одной из причин может стать растяжение ремня или проскакивание на один зубец;
• появилась вибрация двигателя;
• от работающего двигателя слышны посторонние шумы;
• цвет выхлопа изменился, стал более темным, черным;
• при осмотре выявлен износ роликов;
• ремень имеет внешние признаки износа: торчащие нитки, потертый край, трещины на внешней стороне, «слизывание» зубцов;
• на нем следы технических жидкостей.

Если он был неправильно установлен (слишком сильно или слишком слабо натянут, касается других элементов боковым краем и т.д.), то износится задолго до окончания расчетного срока службы. Именно поэтому даже если он «свежеустановленный», нужно проверить через 8-10 тыс. км.

Как проверить ремень ГРМ, до которого не легко добраться

Кроме видимых глазу трещинок и потертостей на ремне ГРМ, какие еще есть симптомы того, что деталь неисправна? Перечислим самые частые из них:

Ремень ГРМ используется долго

Износ ремня ГРМ зависит от того, насколько большой пробег транспортного средства
Как только вы накатаете несколько десятков тысяч километров, придется устанавливать новый ремень.

Обратите внимание! Стоит учитывать и возраст детали: если ремню больше 5 лет, он становится неэластичным, растрескивается, при этом не важно, какой пробег.

Если вы эксплуатируете машину нечасто, то не упускайте из внимания этот нюанс. Материалы, из которых сделан ремень, быстро стареют
Поэтому, если деталь старая, лучше заменить ее

Сделать это рекомендуется также, если вы покупаете машину, бывшую в употреблении. Скорее всего, ремень ГРМ не меняли уже очень давно или установили низкокачественные комплектующие.

Машина заводится неуверенно, мощность силового агрегата снижается

Когда ремень ГРМ не натянут либо изношен, он может перескочить на 1-2 зубца. В результате зажигание перестанет работать исправно: топливная смесь начнет воспламеняться раньше или позже, чем нужно. Как узнать, что произошла такая поломка? Автомобиль плохо заводится, пропадает тяга, мотор вибрирует. Машина долгое время работает в неоптимальных режимах. Если не устранить неисправность, могут возникнуть еще более серьезные поломки.

Машина дымит

Происходит это из-за того, что катализатор оплавился и разрушился. Причина — топливная смесь в двигателе сгорает не полностью. Зажигание сбито, поэтому топливная смесь проникает через клапаны в выпускную систему. Из-за повышенной температуры соты спекаются. Определить эту неисправность поможет наблюдение за выхлопной системой. При работающем двигателе выхлоп хлопает, появляется дым черного цвета в определенных режимах работы — значит, смесь переобогащенная, она сгорает не полностью. Придется проверить ремень ГРМ, ведь причина поломки может быть в нем. 

Двигатель тикает

Первое, что нужно сделать, это проверить обрыв ремня ГРМ. Если деталь изношенна или старая, она растрескивается и разлохмачивается. Как это отразится на работе мотора? Он станет щелкать, тикать, шаркать, причем звуки будут исходить из-под кожуха. Посторонние звуки появляются периодически, в зависимости от того, на каких оборотах работает силовой агрегат. Чем выше обороты, тем сильнее звук.

Конечно, причина поломки может быть не в обрыве ремня ГРМ, проверить который нужно в первую очередь. Возможно, подклинивает подшипник натяжного ролика или водяной помпы. Так или иначе, не стоит затягивать с ремонтными работами. Определить и ликвидировать поломку получится, если снять крышку привода ГРМ.

Из-под кожухов привода ГРМ наблюдается течь

Необходимо проверить состояние ремня ГРМ, если появились масляные пятна, утекает антифриз в области привода. Масло поступает на ремень по причине того, что сальник коленвала изношен. Охлаждающая жидкость подтекает на ремень, потому что стыки негерметичны либо поступает из-под шкива помпы. В обеих ситуациях придется проверить ремень ГРМ, ведь он мог перескочить на шкивах либо сильно износиться. Потребуется разобрать узел и полностью заменить весь комплект ГРМ.

Ремень потертый и потрескался

Во время самостоятельной проверки ремня ГРМ внимательно осмотрите его. Ставим машину на передачу. Затем руками прокручиваем коленвал. Необходимо вывесить одно из колес, вывернуть свечи, осматривая ремень. Обнаружили, что деталь изношенна, потрескалась? Придется срочно заменить ее, несмотря на то что срок службы еще не истек.

Помните о том, что в отечественных автомагазинах большинство продающихся запчастей поддельные. Поэтому первое, что вы должны сделать, это проверить ремень ГРМ, если возникло подозрение, что он неисправен. Выявить, что он пришел в негодность в ходе визуального осмотра практически невозможно. На вид совершенно новый ремень может разорваться, если вы скрутите его.

Машина не заводится, стартер работает вхолостую

Если не проверить ремень ГРМ вовремя, к чему это может привести? Произойдут непоправимые изменения в моторе. Как только деталь оборвется, вы заметите следующее: во время прокручивания стартер функционирует нормально, даже лучше, чем всегда. Однако вхолостую — топливная смесь не будет подхватываться и воспламеняться в цилиндрах. Причина — нет компрессии, поскольку произошел загиб клапанов после того, как они встретились с поршнями. Выход только один — выбрасываем силовой агрегат и устанавливаем новый. Конечно, можно отремонтировать мотор на СТО, однако на эту процедуру вы потратите внушительную сумму.

В каких случаях нужно менять ремень ГРМ

Замена ремня ГРМ в машине может быть плановой и аварийной. В первом случае действия осуществляются в соответствии с техническими требованиями. Когда в автомобиле установлен поддельный либо дешевый вариант газораспределительного механизма, может возникнуть и второй случай.

Бывает, что механизм используется, как говорится, «на износ». В этом случае быстро уменьшается период его работоспособности. Такое может возникнуть, если другие устройства, приводимые в движение ГРМ, либо отдельные части ременного блока работают неправильно.

Рассмотрим неисправности, которые могут спровоцировать замену газораспределительного механизма вне плана:

• Ремень ГРМ натянут неверно. В основном происходит его перетягивание, которое ведет к быстрому изнашиванию материала, он расслаивается, трескается. Если натяжение слабое, то возможен срыв зубьев. Во избежание таких неполадок нужно проводить проверку значения натяжки ремня газораспределительного механизма с определенной регулярностью. К автомобилям, у которых автоматическая система проверки, это не относится.
• Не проведена замена роликов вместе с ремнем. Большинство начинающих автомобилистов экономят и производят установку только нового элемента газораспределительного механизма. В данной ситуации устройство наверняка перестанет работать гораздо раньше, чем ему положено.

  На самом деле ролики внешне могут выглядеть хорошо, во время проверки вращаться в пределах нормы. Однако спустя немного времени у них случится «клин» и произойдет разрыв ремня. Следовательно, без замены роликов лучше не устанавливать ремень ГРМ. Вы знаете, какой результат вас ожидает.

  Исключение из данного правила – аварийная замена устройства, которая возникает в определенных ситуациях: масло либо техническая жидкость попадают на ремень газораспределительного механизма, возникают повреждения виде растрескивания либо расслаивания. Проще говоря, если установка нового механизма проводилась недавно и повреждения есть только у привода, то можно заменить лишь его.

  Однако помните, что теперь период работоспособности у ремня и роликов разный. К примеру, если комплект был рассчитан на 50 000 км, а аварийная ситуация произошла спустя 20 000 км, то можно вычесть эти километры из ориентировочного времени работы роликов.

  Другими словами, менять комплект нужно не через 50 тыс. км, как предписано, а через 30 тыс. км. Таким образом, можно не допустить клина роликов и, как следствие, обрыва ремня привода. 

• Повышенная температура. «Цепь» ГРМ может потрескаться в результате каждодневного перегрева мотора. Значит, нужно взять на контроль работоспособность охлаждающей системы двигателя.
• Крышка привода газораспределительного механизма неисправна. Если такая неприятность случилась, то, вероятнее всего, устройство и все ближайшие элементы будут покрыты вредными для механизма веществами: грязью, водой, маслом и пр.

Ориентировочно менять ремень ГРМ нужно через 60 тыс. км. Также нужно учитывать, что время работоспособности устройства зависит и от различных неблагоприятных факторов.

Некоторые руководства по эксплуатации и ремонту автомобилей рекомендуют поменять ремень ГРМ через 70–80 тыс. км. Другие мануалы точно указывают, что замену следует проводить спустя 50–60 тыс. км. Однако автолюбители вывели практическое значение пробега, после которого нужно устанавливать новый комплект. Средний показатель колеблется в пределах 50 тыс. км, 60 тыс. км – это уже максимально допустимый параметр.

Какой ремень ГРМ выбрать на замену

По статистике, отечественные автовладельцы, выбирая автозапчасти для своих машин, предпочитают такие бренды, как Лимфордер, Контитех, Gates, Dayco, Балаково или Бош.

Чтобы избежать обмана, покупать ремень ГРМ стоит у сертифицированного продавца или в официальном автосервисе. В этих случаях запчасть может обойтись немного дороже, но зато появится гарантия качества и надежности изделия.

Gates

Гейтс – наиболее популярный бренд по производству ремней ГРМ для ДВС. Производственные мощности компании расположены в Бельгии. Здесь выпускается продукция не только для автомобилей, но и для другого оборудования, используемого в других сферах.

Справедливости ради, стоит отметить, что на вторичном рынке комплектующих для авто редко встречаются изделия этой торговой марки. Это объясняется тем, что компания Gates является партнером ведущих автомобилестроительных концернов. Купить детали этого бренда можно только в официальных сервисных центрах или заказав их с завода. Продукция бельгийского производителя стоит дорого, но это с лихвой компенсируется гарантированным качеством и надежностью.

Lemforder

Этот бренд является наиболее крупным производителем комплектующих для автотранспорта в Германии. Продукция Лимфордер встречается в различных ценовых категориях. Ремни ГРМ этого бренда отличаются высокой надежностью, но в последнее время с таким логотипом можно купить немецкие или корейские запасные части.

Bosch

Наиболее известная компания Германии по производству запчастей для автомобилей была основана еще в 19 веке.

Ремни ГРМ с логотипом Bosch идеально сочетают стоимость и качество. Примечательно, что под этим брендом выпускаются ремни для широкого спектра моделей авто. На российском рынке подделки запчастей Бош встречаются достаточно редко. Есть у немецких ремней ГРМ и свой недостаток – после их установки необходимо некоторое время на притирку изделия к профилю шкивов.

Балаково

Российская компания кроме ремней для газораспределительных механизмов производит широкий ассортимент химических средств и резиново-технической продукции.

Специалисты считают, что по качеству изделия отечественного производителя не уступают импортным аналогам. Покупателей привлекает доступная стоимость комплектующих, выпускаемых под брендом Балаково.

Dayco

На российском рынке часто встречаются подделки продукции американского производителя комплектующих для автомобилей. Именно поэтому в интернете встречаются многочисленные негативные отзывы о бренде Dayco. Привлекательность ремней ГРМ американского производства заключается в средней цене и хорошем качестве. В каталоге торговой марки представлен широкий выбор запчастей для разных моделей автомобилей.

Contitech

Немецкая компания выпускает комплектующие для новых моделей ведущих автопроизводителей. С этим брендом сотрудничают многие концерны, выпускающие автомобили и стоимость его продукции достаточно высокая. Ремни ГРМ Contitech характеризуются надежностью и длительным сроком службы. К недостаткам некоторых изделий стоит отнести необходимость притирки к профилю канавок.

Чем закончится обрыв ремня ГРМ?

Смотреть галерею

А вот если произошел обрыв ремня ГРМ, то не каждый двигатель способен пережить такое событие. На большей части моторов это явление сопровождается тем, что происходит деформация клапанов, которые в буквальном смысле бегут навстречу поршням, будто на свидание. Иногда такая романтическая встреча заканчивается тем, что клапан пробивает поршень насквозь. Устройство газораспределительного механизма подразумевает, что без капитального ремонта не обойтись. Хорошо, если не повредится блок цилиндров.

Самое печальное окончание – это появление трещин на блоке. Немного легче будет, если трещина пойдет по ГБЦ. К сожалению, если автомобиль планируется на продажу, то некоторые владельцы аргоном заваривают и шлифуют эти повреждения. Но это не выход из положения, лучше заменить ГБЦ, пусть даже бывшую в употреблении, но не деформированную и не поврежденную. И не забывайте о том, что замена прокладки тоже проводится в обязательном порядке. Вообще, этот элемент всегда ставится новый, при каждом снятии ГБЦ.

Как подобрать цепь по длине

При покупке новой запчасти нужно учитывать один параметр — длину, определяемую числом звеньев. Указанная величина зависит от типа двигателя, установленного на конкретном авто. У моторов рабочим объёмом 1,5 и 1,6 л (модификации ВАЗ 21061 и 2106) ход поршня составляет 80 мм, а в силовых агрегатах 1,3 л (ВАЗ 21063) этот показатель равен 66 мм. Соответственно, блоки двигателей 1,5 и 1,6 л выше, а цепь — длиннее:

• версии ВАЗ 21061 и 2106 — 116 секций;
• ВАЗ 21063 — 114 звеньев.

Добросовестные производители прописывают число звеньев цепи на упаковке

Количество секций новой запчасти можно выяснить без изнурительного пересчёта. Уложите цепь на плоскую поверхность, чтобы соседние звенья соприкасались. Если крайние секции выглядят одинаково, в цепи 116 звеньев. Деталь из 114 частей выдаёт одно последнее звено, повёрнутое под углом.

Классификация газораспределительных механизмов

Выяснив, как расшифровывается ГРМ, необходимо более подробно ознакомиться с существующими разновидностями подобных механизмов. Они отличаются между собой своими характеристиками, сроком службы и другими параметрами. Это следует учитывать при эксплуатации.

Наибольшее распространение получили следующие разновидности привода ГРМ:

• ременной привод. Отличается низким уровнем шума при работе, что компенсируется низким уровнем прочности и возможным смещением фаз из-за недостаточного уровня натяжения;
• цепной механизм. Благодаря уникальной конструкции, вероятность сбивания фазы значительно снижается, что обусловлено поддержанием оптимальной степени натяжения. При этом уровень шума у данного типа привода значительно выше, в связи с чем далеко не все автопроизводители устанавливают этот элемент;
• шестереночный привод. Подобный вариант широко использовался в прошлом и отличается низкой стоимостью, высокой надежностью и практически неограниченным сроком службы. К числу недостатков подобного элемента можно отнести внушительные размеры узла.

Также стоит упомянуть, что существует также перечень разновидностей ГРМ, которые необходимо упомянуть. Прежде всего, это SOHC, предусматривающий наличие одного распредвала. Подобный элемент обладает низкой стоимостью и работает без серьезного шума.

Другим типом ГРМ является DOHC, который предусматривает наличие в конструкции второго распредвала, который монтируется неподалеку от первого. Отличается повышенной стоимостью, однако способен несколько уменьшить расход топлива за счет улучшенного заполнения цилиндров.

OHV отличается специфичным расположением распредвала — внизу, что позволяет упростить его конструкцию, а также сократить размеры агрегата. К недостаткам можно отнести небольшой крутящий момент, избыточную инерционность и малую мощность.

Устройство газораспределительного механизма

Газораспределительный механизм состоит из:

1. распределительного вала;
2. толкателей;
3. клапанов;
4. коромысла;
5.  штанги;
6.  привода.

1. Распределительный вал. Вращение распределительного вала приводит к своевременному открытию и закрытию клапанов газораспределительного механизма в зависимости от последовательности работы цилиндров двигателя, учитывая фазы газораспределения газов в механизме. Изготавливают распределительный вал из высокопрочной закаленной стали или чугуна. На валу ГРМ имеются опорные шейки и кулачки. Форма кулачков влияет на рабочие процессы распределения горючей смеси и газов, частоту и время открытия, закрытия клапанов. В торце распределительного вала ГРМ крепится звездочка (на которую устанавливается цепь) или шкив привода вала (на которую одевается ремень). Вал устанавливается в корпусе на подшипниках. В целях предотвращения осевых смещений распределительный вал имеет упорный фланец.

2. Толкатели. Толкатели – это детали газораспределительного механизма, которые служат для передачи усилий от кулачков распределительного вала к штангам коромысел. Толкатели изготавливают из высокопрочной стали или чугуна.

Виды толкателей: роликовые, цилиндрические, грибовидные.

Движение толкателей происходит в корпусах, закрепленных на блоке цилиндров или по направляющим.

3. Клапаны. Клапаны служат для подачи горючей смеси в цилиндры двигателя и вывода отработанных газов. Различают впускные и выпускные клапаны. Впускные служат для впуска горючей смеси, а выпускные клапаны служат для выпуска отработавших газов.

Конструкция клапана. Клапан состоит из стержня и головки. НА клапанной головке имеется кромка под 45 градусов для лучшего прилегания клапана. Впускной клапан отличается от выпускного диаметром. Выпускной клапан значительно больше по диаметру, чем впускной, так как объем отработавших газов превышает объем подающейся горючей смеси. Клапаны ГРМ установлены в головке блока цилиндров. Место их соединения называется седлом и имеет конусную форму. Для герметизации цилиндра предназначен клапанный механизм.  Для улучшения герметизации цилиндра проводят процесс под названием притирка клапанов. 

Впускные клапаны изготавливают из стали с хромистым покрытием, а выпускные клапаны из жаропрочной стали. Седла клапанов изготавливают из жаропрочного чугуна.

Движение стержней клапанов осуществляется по направляющим втулкам, которые изготавливаются из чугуна или стали. Направляющие соединены с головкой блока цилиндров. Клапаны оснащены внутренней и наружной пружинами. Пружины же крепятся с помощью тарелок, сухарей и шайб.  

Открытие клапанов осуществляется через усилие, которое передается от распределительного вала на клапан.

Газораспределительный механизм современных двигателей устроен таким образом, что на каждый цилиндр двигателя имеется по два клапана впуска и два клапана выпуска. Для снятия клапанов используют рассухариватели клапанов. 

4. Штанги

Штанги служат для передачи усилия от толкателей к коромыслам.  Штанги толкателей могут иметь  форму полых цилиндрических стержней со стальными наконечниками.

Штанги изготавливают из износостойкого алюминиевого сплава, крепятся с одной стороны к коромыслу, а с другой – к толкателю.

5. Коромысло

Коромысло служит для передачи усилия от штанги к клапанам. Коромысло выполнено в виде рычага с двумя плечами, который крепится на оси. При этом одно плечо длиннее, чем другое (возле штанги).

Коромысла изготавливают из прочной стали. Устанавливают коромысло на оси, которая крепится к головке цилиндров, на специальных втулках.  Втулки предназначены для уменьшения трения между осью и коромыслом.

6. Привод распределительного вала

Распределительный вал приводится в движение от коленчатого вала при помощи привода, который может быть, как мы говорили цепной, шестеренчатый, ременной.

 Скорость вращения распределительного вала в 2 раза меньше, чем скорость вращения коленчатого вала, что обеспечивается передаточным числом звездочки, либо размером шкива.

Таким образом, за два вращения коленчатого вала, распределительный вал совершит только одно вращение, что необходимо для осуществления одного рабочего цикла.

Часто встречается в обиходе автомобилистов такой термин, как тепловой зазор.