Газораспределительный механизм

Работа газораспределительного механизма

Работа системы газораспределения поделена на четыре фазы:

1. Впрыск топлива в камеру сгорания цилиндра.
2. Сжатие.
3. Рабочий ход.
4. Удаления газов из камеры сгорания цилиндра.

Рассмотрим подробнее принцип действия газораспределительного механизма.

1. Подача топлива в камеру сгорания цилиндра происходит за счет движения коленвала, который передает свое усилие на поршень и он начинает движения из так называемой ВМТ (это точка, выше которой поршень не поднимается) в НМТ (это точка, соответственно, ниже которой поршень не опускается). При этом движении поршня одновременно открывается впускной клапан и топливно-воздушная смесь заполняет камеру сгорания цилиндра. Впрыснув положенное количество топливно-воздушной смеси клапан закрывается. При этом коленвал поворачивается на 180 градусов от своего начального положения.
2. Сжатие. Дойдя до НМТ поршень продолжает свое движение. Меняя свое направление в ВМТ, в этот момент в цилиндре и происходит сжатие топливно-воздушной смеси. При подходе поршня к высшей точке фаза сжатия заканчивается. Коленчатый вал продолжает свое движения и поворачивается на 360 градусов. И на этом фаза сжатия закончена.
3. Рабочий ход. Воздушно-топливная смесь воспламеняется свечей зажигания, когда поршень находится в высшей точке цилиндра. При этом достигается максимальный момент сжатия. Затем поршень начинает двигаться к нижней точке цилиндра, так как на поршень оказывают огромное давление газы, образовавшиеся при горении воздушно-топливной смеси. Это движение и есть рабочий ход. При опускании поршня до НМТ фаза рабочего хода считается завершенной.
4. Удаления газов из камеры сгорания цилиндра. Поршень движется к высшей точке цилиндра, все это происходит при усилии, которое оказывает коленчатый вал газораспределительного механизма двигателя. При этом открывается выпускной клапан и поршень начинает избавлять камеру сгорания цилиндра от газов, которые образовались после сгорания топливно-воздушной смеси в камере сгорания цилиндра. После достижения высшей точки и освобождения ее от газов. Поршень начинает свое движение в низ. Когда поршень доходит да НМТ, то рабочая фаза удаления газов из камеры сгорания цилиндра считается законченной, а коленчатый вал совершает оборот на 720 градусов от своего начального положения.

Для точной работы клапанов газораспределительной системы происходит синхронизация с работой коленчатого вала двигателя.

Какими ещё способами можно проверить ремень ГРМ

Проверить ремень газораспределения и предотвратить его обрыв – более сложная задача в сравнении с серво-ремнем (управляет работой генератора, гидроусилителя и т.д.). Это обусловлено затрудненным доступом к этому узлу, который, как правило, закрыт специальными кожухами. Чтобы проверить ремень ГРМ необходимо провести работы по частичной разборке мотора, а для этого необходимы профессиональные навыки и специальный инструмент. Но, стоит отметить, что о состоянии зубчатого ремня можно судить не только по результатам визуального осмотра, но и по некоторым признакам его неисправности:

Превышение срока эксплуатации.

Ресурс службы ремня газораспределения определяется пробегом авто или длительностью его эксплуатации. К примеру, некоторые автопроизводители указывают, что на их моделях ремень ГРМ следует менять через 60 тыс. км

Но не менее важно учитывать и временной срок службы этого элемента. Материал, из которого он изготовлен, теряет свои характеристик, в среднем, через  4 — 5 лет

После этого ремень ГРМ становится менее эластичным, растрескивается и может оборваться. Об этом моменте часто забывают владельцы автомобилей, которые ездят очень редко и на небольшие расстояния.

Для производства ремней ГРМ используются материалы, которые подвержены воздействию временем, поэтому стоит учитывать возраст этого изделия. Именно поэтому, эксперты рекомендуют проверить или даже заменить ремень ГРМ при приобретении авто с пробегом (нет гарантии, что предыдущий владелец строго соблюдал регламентные требования или покупал качественные запчасти). 

Двигатель авто плохо заводится и его мощность заметно снизилась.

Растянувшийся, изношенный или слабо натянутый ремень механизма газораспределения может перескочить на один или несколько зубцов. В результате будет нарушена работа системы зажигания, так как топливно-воздушная смесь будет возгораться до или после нужно момента. При такой неисправности двигатель будет плохо заводиться, а после его запуска могут наблюдаться вибрации и провалы в работе. В таких случаях будет полезно узнать, как проверить натяжение ремня ГРМ, поскольку длительная работа мотора в таком режиме приведет к более серьезным поломкам.

Увеличение дымности при работе ДВС.

Изношенный ремень ГРМ может стать причиной разрушения катализатора, так как топливо не полностью сгорает в камерах двигателя и попадает в выхлопную систему. В результате катализатор будет работать при более высоких температурах, а его соты начинают спекаться. Проверить наличие такой неисправности можно визуально. Нужно понаблюдать за выхлопной системой. Если во время работы двигателя появляются хлопки, а из трубы идет дым черного цвета, то это может указывать на переобогащение топливной смеси, вызванное неисправностью ремня ГРМ.

Тикающий звук при работе двигателя.

Если материал ремня ГРМ потерял свои характеристики из-за сильного износа или от времени, то он начинает растрескиваться или разлохмачиваться. В таком случае во время работы мотора в районе защитного кожуха газораспределительного механизма могут появляться тикающие или шаркающие звуки. При этом, периодичность такого шума зависит от количества оборотов двигателя. Похожие звуки могут появиться в результате подклинивания подшипника в натяжном ролике. Не стоит затягивать с обращением в автосервис при появлении таких шумов. Чтобы проверить работу узла ГРМ и устранить проблему, нужно будет снять защитный кожух.

Наличие подтеканий из-под защитного кожуха.

Показателем потенциальной неисправности узла ГРМ могут являться подтеки технических жидкостей в районе крышки газораспределительного механизма. Антифриз из-под шкива водяного насоса или масло из-под изношенного сальника коленвала, попадая на ремень ГРМ, способствуют его растрескиванию и ускоренному износу. Чтобы проверить состояние механизма и заменить комплект ГРМ, нужно выполнить разборку узла. 

Стартер работает хорошо, но мотор не заводится.

Такой признак может свидетельствовать о серьезных неприятностях. Если стартер крутится даже лучше, чем обычно, но двигатель даже не пытается запуститься, то это может указывать на отсутствие компрессии в результате обрыва ремня ГРМ и деформации клапанов после контакта с поршнями. Достаточно часто после обрыва ремня автовладельцам приходит выполнять капитальный ремонт или замену двигателя. В обоих случаях предстоят существенные финансовые затраты.

Классификация газораспределительных механизмов

Двигатели на современных автомобилях оснащаются разными газораспределительными механизмами, которые имеют следующую классификацию:

1. В зависимости от расположения распределительного вала – нижнее или верхнее.
2. В зависимости от числа распределительных валов – один или SONC (Single OverHead Camshaft), либо два вала – DOHC (Double OverHead Camshaft).
3. В зависимости от количества клапанов – от 2 до 5.
4. От разновидности привода вала – шестеренчатый, цепной или с зубчатым ремнем.

Двигатели с верхним расположением вала считаются наиболее эффективными, и получили самое широкое распространение. В них клапана приводятся в движение распредвалом через рычаги толкателей. Это упрощает всю конструкцию, снижает массу двигателя и уменьшает силу инерции. В такой компоновке вал монтируется в головке, рядом с клапанами. Движение с коленчатого вала передается при помощи роликовой цепи или зубчатого ремня.

При нижнем положении вала ГРМ, он монтируется рядом с коленчатым валом в блоке цилиндров. Передача усилия на клапана происходит при помощи толкателей через коромысла. Распредвал входит в зацепление с коленвалом при помощи шестерни. Такая конструкция двигателя считается усложненной, к тому же инерция двигающихся частей механизма возрастет.

Количество распределительных валов механизма и клапанов на каждый цилиндр зависит от варианта двигателя. Чем больше в нем клапанов предусмотрено, тем лучше цилиндры заполняются воздухом или горючей смесью, и очищаются от газов. Благодаря этому, двигатель в состоянии развить больший крутящий момент и мощность. Нечетное количество клапанов означает большее число впускных в сравнении с выпускными.

Процедура выставления меток

Прежде чем рассматривать установку меток ГРМ, крайне важно понять одну простую вещь – зачем требуется данная процедура. Для этого нужно обратиться к устройству механизма и принципам его работы

В первую очередь, отметим, что двигатель практически всех автомобилей работает в 4 такта, из которых есть два интересных именно для нас. Если говорить точнее, то речь идёт о впуске топлива в цилиндры и выпуске отработавших газов, совместно называемые газораспределением.

Для того чтобы в момент первого запуска после установки или ремонта ГРМ устройство работало чётко и с правильным газораспределением, валы мотора должны стартовать из правильных положений. Именно для регулировки такового и нужны специальные метки, выставлению которых посвящена сегодняшняя статья

Важно понимать, что неправильная установка меток может как спровоцировать нерабочее состояние двигателя, так и вывести его из строя. Учитывая эти нюансы работы ГРМ, крайне важно знать, когда нужно выставление валов, и как осуществить его грамотно

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.

Для чего служит ремень?

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

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.

Расшифровка ремней по марке авто и типу двигателя

Расшифровка ремней по марке машины и типу двигателя

Расшифровка ремней по марке машины и типу двигателя

Расшифровка ремней по марке машины и типу двигателя

Признаки умирающего ремня

Визуальные

Существует мнение, что визуальный осмотр поможет определить срок жизни привода. Разлохмачивание, надрывы, трещины и т.д. могут подсказать, будет еще «ходить» ремень или порвется через несколько километров.

Давайте сразу разберемся. Ремень может не только порваться. Происходит износ зубцов на нем. Это чревато его «проскоком» на распределительном валу. Собьются фазы газораспределения, двигатель не только потеряет свою мощность, но и работать будет с трудом. В некоторых случая могут встретиться поршни с клапанами. Результатом их «союза» будет капитальный ремонт.

Так вот, визуальный осмотр может не показать износ или облом зубцов. Некоторые из них могут быть спрятаны далеко от ваших глаз. Другие в это момент будут находиться на звездочках валов. С виду все хорошо, а реально они уже на грани облома.

Во-вторых, не на всех двигателях ремни ГРМ находятся в визуальной досягаемости. Некоторые спрятаны защитными кожухами, которые под передней плитой мотора. Чтобы добраться до них, нужна частичная разборка. На большинстве двигателях БМВ необходимо «опускать» силовой агрегат, чтобы долезть до ГРМ. Добравшись до него, смысл его осматривать? – Раз вы уже там, то лучше его заменить сразу, чтобы подом не заниматься ерундой еще 60-100 тыс. км.

Например, ремни моторов Опель Кадет можно свободно рассмотреть, открыв капот автомобиля. Но таких моделей очень мало, поэтому к такому признаку износа привода ГРМ можно относиться скептически.

Что такое ГРМ?

Прежде чем разобрать, как переводится и расшифровывается аббревиатура ремня ГРМ, рассмотрим, для чего предназначен газораспределительный механизм двигателя в машине и его принцип работы. ГРМ представляет собой распределительное устройство силового агрегата автомобиля, использующееся для дозировки цилиндров установленным количеством горючей смеси. Процедура дозирования при этом осуществляется в определенные временные промежутки.

Устройство и принцип действия

Сам узел представлен головкой блока цилиндров мотора машины, на которой устанавливаются все конструктивные компоненты системы — клапаны, втулки, посадочные седла, пружины, рокера, распредвал, а также корпус подшипниковых устройств. В зависимости от особенностей и типа силового агрегата узел может подавать воздух в цилиндры как с горючим, так и отдельно.

Клапаны устанавливаются в специально предназначенных для их монтажа втулках, расположенных в головке БЦ. Они крепятся благодаря так называемым тарелкам, пружинным элементам и стопорным деталям. Сверху монтируются рокера с возвратной пружиной. Также здесь есть рабочая поверхность, по которой скользят кулачки распределительного вала, издавая при этом минимум посторонних звуков. Верхней конструктивной составляющей является распредвал, установленный в подшипниковые устройства. На более старых авто он монтируется в корпус вкладышей.

Устройство ремня ГРМ

Принцип действия начинается с момента вращения звездочки распредвала, которая запускает определенный такт. В результате в работу вступает сам вал. На нем в определенном порядке имеются кулачки, которые должны соответствовать такту.

Когда при запуске силовой агрегат начинает работать с первого цилиндра, то кулачок 1 бьет по рокеру. Последний преодолевает усилие пружинной детали и опускает клапан в самый низ. В результате вращения кулачок соскакивает с поверхности рокера, и тот под давлением пружинки перемещается в изначальное положение. Это приводит к возвращению клапана, который в итоге закрывает камеру сгорания. Аналогично происходит с другими цилиндрами.

Поэтому в качестве привода газораспределительного механизма применяется коленчатый вал.

Из ролика канала «Сделано в гараже» можно узнать о последствиях обрыва ремня ГРМ.

Watch this video on YouTube

Виды

Газораспределительные механизмы могут отличаться между собой по месту нахождения распредвала в машине:

1. Распредвал установлен внутри ГБЦ, а клапана — на верхней части головки. Это позволяет элементам запускать движение так называемых коромысел и штанг-толкателей. Основное достоинство такого механизма заключается в простоте конструкции и надежности системы в целом. Минус — высокая инерционность, в результате чего силовой агрегат не способен быстро набирать обороты, что приводит к потере мощности.
2. Клапаны могут располагаться в нижней части тарелками вверх. Распределительный вал устанавливается внизу, привод идет от него. Достоинство этого механизма заключается в отсутствии шума. Основной недостаток — сложная по конструкции топливная система. В результате слабого насыщения камеры сгорания топливовоздушной смесью снижается мощность двигателя.
3. Распредвал может быть установлен непосредственно в головке блока цилиндров с клапанами. Элементы располагаются по бокам от распределительного вала и начинают работать в результате воздействия коромысел, находящихся на одной оси. Эти детали раскачивают кулачки на распредвале. Минусом таких устройств является высокая шумность, а также сложность регулировки зазоров клапанов. Кроме того, в месте контакта устройство работает под высокой нагрузкой.
4. В некоторых силовых агрегатах распределительный вал устанавливается над клапанами, а тарелки этих элементов расположены снизу. Сам вал в таких моторах приводит в действие клапаны посредством толкателей, находящихся в цилиндрическом корпусе. Основной недостаток такой конструкции заключается в низкой эластичности агрегата и сложности регулировки зазоров.