Что такое цепь грм
Перейти к содержимому

Что такое цепь грм

  • автор:

Как устроена цепь ГРМ

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.

Цепь ГРМ

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.

Расположение цепи ГРМ

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.

Ремень ГРМ

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.
Запчасти на KIA shuma

SHUMA II sedan (FB) (05.01 — 08.04)

Цепь газораспределительного механизма (ГРМ)

О функциях цепи ГРМ можно подробно прочитать в нашей статье “Замена ГРМ”. В данной статье мы хотим более подробно рассмотреть устройство цепей ГРМ. Если вы хотите приобрести цепь ГРМ — вам сюда.

В двигателях японских автомобилей используется цепи ГРМ двух основных типов: пластинчато-роликовые и пластинчатые цепи.

Пластинчато-роликовые цепи состоят из роликов, соединённых между собой пластинами и штифтами. Между соседними роликами, стоящими в цепи имеется зазоры, в которые входят зубцы звёздочек распредвала или коленвала. Пластинчато-роликовые цепи бывают однорядными и двурядными. На двурядных цепях имеется два ряда роликов. Такие цепи характеризуются высокой прочностью и долговечностью, используются на низкооборотистых двигателях (старых моделях бензиновых двигателей и дизелях).

При конструировании современных двигателей инженерам для удовлетворения высоких требований по оборотистости двигателя пришлось разработать цепи нового типа – пластинчатые. Эти цепи не имеют в своей конструкции роликов и состоят из пакетов пластин, соединенных между собой штифтами. Благодаря особой форме пластин, цепь при изгибе образует на своём внутреннем радиусе зубцы, которые входят в зацепление с зубцами звёздочек распредвала и коленвала. Цепи такой конструкции обладают максимальной прочностью и долговечностью, так как площадь рабочей поверхности цепи имеет максимально возможное значение по сравнению с цепями пластинчато-роликовой конструкции.

Так как цепи ГРМ должны быть установлены в правильном положении, на них имеются метки (звенья, окрашенные в цвет, иной, чем сама цепь), по которым мастер может правильно расположить все элементы системы ГРМ.

Недопустимо наличие коррозии на поверхности цепи ГРМ, поэтому новые цепи ГРМ, поступающие с завода покрыты смазкой, которая может иногда загрязнять упаковку цепи. Поэтому наличие следов моторного масла на упаковке не должно смущать покупателей.

При достижении определённого пробега наступает износ цепи ГРМ. Суть процесса износа цепи заключается в истирании металла в области сочленения звеньев цепи, что приводит к увеличению зазоров в местах сочленений и в конечном итоге к увеличению длины цепи. Так как система натяжения цепи (гидронатяжитель и его башмак) имеют ограниченный ход, то при удлинении цепи больше длины хода натяжителя появляется недонатяжение цепи. Недостаточное натяжение цепи приводит к появлению зазоров между звеньями цепи и звёздочками распредвала и коленвала. Во всех местах с повышенными выше нормы зазорами появляется люфт между смежными металлическими деталями системы ГРМ. Наличие множества люфтов приводит к резкому повышению шума при работе двигателя. Поэтому при появлении постороннего шума на двигателе с цепной системой ГРМ, требует диагностики в том числе и системы газораспределения.

Починить изношенную цепь (т.е. ликвидировать избыточные зазоры) невозможно. Поэтому единственным способом решения проблемы является замена цепи на новую цепь со всеми необходимыми смежными деталями (натяжителями, башмаками, успокоителями и др.).

Для профилактики преждевременного износа цепи ГРМ нужно, в первую очередь, использовать масло только той марки, которое рекомендовано для данного двигателя. Производитель масла может быть разным, но вязкостные характеристики должны строго соблюдаться. Так если, например, изготовитель автомобиля рекомендует использовать масло с вязкостью 0W20, а в двигатель будет налито масло с вязкостью 5W40, то это приведет к неправильному натяжению цепи и её ускоренному износу. Если износ цепи начался, то он имеет необратимый и прогрессирующий характер. Это связано с образованием порочного круга: чем больше зазоры между звеньями цепи, тем больше люфт, чем больше люфт, тем быстрее увеличиваются зазоры между звеньями цепи ГРМ.

Для определения износа цепи используют два основных метода: измерение длины цепи и измерение провисания цепи. Для каждой цепи имеются предельные значения этих параметров, при превышении которых необходимо произвести замену цепи ГРМ на новую цепь.

Обращаем ваше внимание на чрезвычайную важность тех. осмотров и периодического мониторинга состояния цепи, т.к. износ и поломка любой из составлющих двигателя, сопричастных к цепи ГРМ, будут иметь куда более серьёзные последствия, чем своевременная замена изношанных частей ГРМ.

Цепь ГРМ — преимущества и неисправности

Цепь газораспределительного механизма (или цепь ГРМ) – элемент системы газораспределения, отвечающий за синхронизацию работы коленчатого и распределительных валов.

Цепь, в отличие от ремня, изготавливается из металлических звеньев, и при правильном уходе способна увеличить срок службы всей двигательной системы, дает ей преимущества в плане долговечности.

Основные преимущества цепи ГРМ

  • Долговечность.
  • Полная защищенность от внешних негативных факторов.
  • Точность установки фаз ГРМ.
  • Устойчивость к локальным перегрузкам.

износ

Однако, какой бы прочной не была цепь, она подвержена износу. Во время работы она находится в изогнутом положении и постоянно нагревается. Эксплуатация в таких условиях вызывает растягивание и провисание.

Постепенно цепь начинает провисать из-за износа шарнирных соединений звеньев, как следствие — перескакивает на один-два зубца и в последствие возможен обрыв.

Как понять, что цепь ГРМ неисправна?

Первый признак неисправности в газораспределительном механизме – двигатель заводится не с первого раза.

К тревожным звоночкам также относятся:

  1. «Плавающие» обороты холостого хода,
  2. «Провалы» тяги двигателя при движении.

Самый тревожный сигнал, который привлечет внимание даже неопытного водителя — характерный шум, издаваемый растянутой цепью: дребезжание и звук трения. Это слышно даже с учетом общего шума при работе ДВС.

Последствия обрыва цепи

Что касается последствий обрыва цепи ГРМ, то тут всё зависит от конструкции силового агрегата. Когда двигатель работает, в нём поршни непрерывно движутся вниз или вверх от одной мёртвой точки в другую.

Когда цепь обрывается, распределительные валы перестают вращаться, и клапаны останавливаются в том положении, в котором их настигла поломка.

последствия обрыва

А коленчатый вал в двигателе продолжает вращаться, поршни направляются к открытым клапанам.

В некоторых движках предусмотрена возможность избежать контакта поршней с клапанами с помощью специальных выточек. В этом случае последствия будут не такими серьезными. Автомобиль просто остановится (не сможет прийти в движение / будет обездвижен). Однако современные двигатели устроены так, чтобы обеспечить наибольшую мощность при минимальном объеме, поэтому поршни не имеют выточек.

При встрече поршней с клапанами последние гнутся и выходят из строя.

Если цепь ГРМ порвалась на холостых оборотах, есть шанс, что будут повреждены не все клапаны. Если же поломка произошла на больших скоростях, есть риск повреждения направляющих втулок клапана, они могут просто лопнуть. Такая неисправность повлечет за собой замену головок блока цилиндров.

Причиной дефекта может быть натяжитель, он выходит из строя, когда изнашиваются успокоители.

Ремень или цепь ГРМ: машину с каким двигателем лучше искать на вторичке

Очень часто можно услышать страшные рассказы автомобилистов о том, как у купленной недавно машины оборвало ремень ГРМ, или как нерадивые механики его криво поставили, или как в магазине запчастей продали подделку. В результате — серьезный и дорогой ремонт мотора. Так что теперь только цепь! Она вечная, а потому и с двигателем теперь все будет в порядке, и на замене можно сэкономить. На самом деле, подобные заблуждения порой приводят к столь же печальным последствиям, так как и у цепи, и у ремня ГРМ есть как свои преимущества, так и свои недостатки.

Дмитрий Рогулин / ТАСС

Для начала стоит вспомнить, за что собственно система ГРМ отвечает и почему она так важна. Главная задача механизма — своевременный впуск в цилиндры новой порции топливной смеси и выпуск отработавших газов.

Происходит это посредством синхронизации действующих механизмов и передачи крутящего момента от коленвала к распредвалу. Именно за эту самую синхронизацию и передачу тяги и отвечает ремень или цепь газораспределительного механизма. Малейший сбой в работе системы приводит в лучшем случае к нестабильной работе мотора, в худшем — к его серьезному повреждению и, по сути, к капитальному ремонту.

На самом деле применяемых видов систем ГРМ не два, а три. Помимо ремня и цепи использовался реально вечный шестеренчатый привод, который считается архаичным, но до сих пор применяется, например, на моторе ЗМЗ-402.

Что же касается ремня и цепи, то в силу постоянного совершенствования материалов изготовления, производители использовали то одно, то другое. В результате до наших дней дожили оба типа привода, а сами автогиганты используют на разных агрегатах цепь и ремень параллельно, порой меняя одно на другое и обратно. Одно это говорит о том, что принципиального значения тип привода ГРМ не имеет, однако каждый из них имеет свои нюансы, которые и вызывают порой проблемы с обслуживанием и ремонтом.

Снаружи и внутри

Фото: Владимир Астапкович/ РИА Новости

Несмотря на то, что цепь и ремень ГРМ выполняют одну и ту же функцию, устроены механизмы по-разному. Ремень, хоть и закрыт специальным кожухом, находится снаружи двигателя, а вот цепь располагается внутри мотора в масляной ванне. Это означает, что цепь не подвержена никаким внешним факторам, влияющим на ее износ, кроме достаточного уровня масла и давления в масляной системе, от которого зависит в частности работа гидронатяжителя.

А вот на ремень могут попадать и пыль, и грязь, и влага, увеличивая абразивные нагрузки. Еще один предательский недостаток — течь сальников распредвалов, которую можно долго не замечать: попавшее на ремень ГРМ масло очень быстро разрушает резиновый слой и приводит к обрыву.

Кроме того, при ременном приводе ГРМ нужно внимательно следить и за ремнем приводным. Дело в том, что при разрушении последнего, ошметки раскидывает по всему подкапотному пространству, в том числе, с риском попадания кусочков в систему ГРМ. В этом случае возникает серьезный риск проворота ремня ГРМ и повреждения двигателя.

Срок службы

Фото: Владимир Астапкович/ РИА Новости

Всем известно, что ремень ГРМ имеет четкий регламент замены, который определяется, в первую очередь, пробегом. В зависимости от конструкции мотора и применяемых компонентов, а также условий эксплуатации регламент этот может отличаться в два-три раза — от каждых 60-80 тыс.км до 150 тыс.км. Главный же критерий состояния ремня ГРМ — визуальный осмотр, когда можно наглядно определить проблемы детали.

Как ни странно, несмотря на то, что интервалы пробегов задаются самим производителем, они не совсем корректны. Помимо непосредственного наката, в мегаполисах двигатель огромное количество времени проводит, например, в пробках, где он продолжает работать, наматывая моторесурс. А это значит, что при заданном пробеге реальная выработка мотора заметно выше, так что менять ремень ГРМ желательно не дожидаясь предельных значений. Успокаивает тот факт, что мировые производители ремней ГРМ закладывают в их конструкцию повышенный запас прочности, порой превосходящий регламентный ресурс вдвое.

Так или иначе, при покупке подержанной машины, если пробег на одометре реальный, можно определить, сколько раз менялся комплект ГРМ и когда это нужно делать в следующий раз. Кстати, именно поэтому крайне желательно наличие сохраненной сервисной книжки или истории эксплуатации — это очень весомый аргумент в пользу конкретного продавца авто.

С цепью все гораздо сложнее. У цепных моторов действительно нет никаких регламентных показателей замены или даже выработки по километражу. Все производители заявляют цепь «на весь срок эксплуатации» автомобиля, что, конечно, к российской реальности не имеет отношения.

По факту никаких вечных цепей ГРМ нет и никогда не было — они точно также требуют замены, просто на больших пробегах, которые зависят от нагрузи и режима эксплуатации. Только для определения износа требуются дополнительные трудозатраты. Заботливые автопроизводители, вроде концерна VAG, делают в моторе специальное смотровое окошко, в котором видны деления работы натяжителя: по ним можно быстро понять, требует цепь замены или еще походит.

Если окошка нет, то выработку цепи можно проверить, например, эндоскопом, а хороший механик определит возможные проблемы даже на слух — растянувшаяся цепь имеет характерный призвук работы.

Как же получается, что железная цепь, к тому же находящаяся в масле, стирается и растягивается? На самом деле, проблема в подшипниках скольжения, которыми цепь соединяется в единое целое. Из-за огромных нагрузок и вибраций со временем изнашиваются втулки подшипничков и цепь растягивается. Более того, растянувшаяся цепь начинает «съедать» зубчики шестерней распредвалов, что удваивает риск перескока цепи и сбой фаз газораспределения.

В итоге средний ресурс цепи ГРМ составляет 150-200 тыс.км. Самые крепкие и выносливые конструкции порой выдерживают и по 300 тыс.км. Ну а на самых нежных двигателях ресурс цепи иногда не превышает и 100 тыс.км.

Например, крайне невысоким ресурсом цепи ГРМ славился франко-немецкий двигатель EP6 первых лет выпуска, а компания Ford из-за неудачной цепной системы ГРМ даже была вынуждена заказать своим поставщикам уникальную конструкцию ремня, работающего в масляной ванне, чтобы цепной привод заменить.

Сложность замены и стоимость обслуживания

Фото: iStock

Как уже было сказано выше, ремень находится снаружи двигателя, а сама процедура замены является регламентной, то есть, входит в список обязательных регулярных работ. Соответственно, ремень меняется не в одиночку, а в комплекте со всеми роликами и натяжителем. Если же на систему ГРМ завязана работа помпы охлаждения, что бывает часто, то менять желательно сразу и ее, даже если к механизму претензий нет.

Если насос не заменить, а через некоторые время он начнет сбоить, придется снова все разбирать, что обойдется заметно дороже. Как уже было сказано, особое внимание сальникам распредвалов и коленвала — никаких даже мельчайших подтеков масла не допускается. При больших пробегах авто замены скорее всего потребуют и их шкивы. Замена последних деталей может удвоить стоимость замены комплекта ремня ГРМ, но выполнить эту процедуру придется, иначе последствия могут быть куда печальнее. В среднем стоимость замены ремня ГРМ колеблется в пределах 10-25 тысяч рублей для машин масс-сегмента.

Замена комплекта цепи ГРМ гораздо более сложная и затратная операция. Во-первых, потому, что требует частичного разбора двигателя, а то и его съема. Кроме того, обычно требуется и замена защитных крышек механизма ГРМ, которые нередко делаются одноразовыми.

Еще одна особенность — использование на некоторых моторах не одной, а сразу трех цепей — отдельно для привода распредвалов и масляного насоса, что тут же увеличивает стоимость процедуры. Само собой, сюда же добавляется замена натяжителя и при износе все тех же шкивов распредвалов и коленвала. Так что не удивляйтесь, если за замену цепи ГРМ с вас могут попросить от 30 до 100 тысяч рублей, если речь идет, например, о моделях премиум-марок с большими моторами.

Фото: iStock

Отвечая на вопрос заголовка статьи, можно сказать, что никакого смысла гоняться за типом привода ГРМ нет. Цепь и ремень имеют комплекс своих достоинств и недостатков, которые нивелируют друг друга.

Ремень имеет четкое понимание времени замены, недорогие и относительно несложные ремонтные работы. Кроме того, современные ремни по прочности порой превосходят железные цепи: так известные производители ремней закладывают в них нагрузку на разрыв до 2,5 тонн. То есть, используемым вместо троса ремнем ГРМ можно утащить рамный внедорожник.

Достоинство цепи — в среднем превосходящий в два-три раза ресурс, а также сведенный практически к нулю риск обрыва. Однако, увы, вместо этого цепной механизм имеет повышенный риск проскальзывания, а также в два-три раза превосходящую стоимость замены комплекта. Так что на круг, например, никакой финансовой экономии в обслуживании между двумя типами систем нет.

Смотреть нужно на конструктивную надежность механизма ГРМ и двигателя в целом, а какого мотор типа — ременного или цепного — сегодня, по большому счету, никакой разницы нет.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *