Газораспределительный Механизм (ГРМ): Устройство, Принцип Работы и Назначении, Основные Неисправности, Способы Диагностики и Ремонта

Как понять, что нужно менять ремень грм

Расскажу про самые распространённые признаки замены ремня ГРМ.

1. Возраст ременного привода. В большинстве случаев срок эксплуатации ремня ГРМ определяется только пробегом транспортного средства. Но здесь важно понимать, что возраст детали тоже имеет значение. Если ремню 4-5 лет и более при небольшом пробеге, то эластичность детали ухудшается, и он покрывается трещинами. Поэтому тем автолюбителям, которые редко пользуются своей машиной, на эту деталь надо обратить особое внимание. Также очень рекомендую при покупке б/у автомобиля сразу менять ременной привод и ряд других деталей.
2. Неуверенный запуск мотора, падение его мощности. При высоком износе или слабом натяжении ремень может перескочить на несколько зубьев. В итоге ухудшится работа зажигания: топливо будет загораться раньше или позже, чем это необходимо. Это приведёт к затруднённому пуску ДВС, к сложному набору скорости автомобиля, появлению ощутимых вибраций в области мотора. Машина будет долгое время работать в неправильном режиме, что приведёт к самым разным неисправностям.
3. Появление дыма в выхлопной трубе. Это происходит из-за неполного сгорания топливной смеси в двигателе. Некоторая часть бензина будет поступать в систему выпуска, а это приведёт к увеличению температуры. Катализатор будет плавиться и разрушаться. Такая неисправность выявляется при визуальном осмотре: если выхлопная система при работе хлопает или идёт чёрный дым, то это указывает не неполное сгорание топлива или его переобогащение. Провисший привод ГРМ может быть виновником этой серьёзной неисправности.
4. Появление щелчков. При износе ремня ГРМ он начинает растрескиваться. При работе мотора появляются тикающие, щёлкающие звуки, которые идут из-под капотного пространства. Отмечу тот факт, что чем выше обороты мотора, тем чаще слышны эти звуки. Также щелчки и клацанье могут издавать водяная помпа или заклинившийся подшипник натяжного ролика.
5. Наличие подтеканий. При появлении масляных подтёках или течи иной жидкости под кожух ремня ГРМ, эти жидкости могут проникнуть на привод. Масло может течь из-под старого сальника коленвала, а охлаждающая жидкость из-за негерметичных стыков или шкива водяной помпы. Привод ГРМ будет изнашиваться всё сильнее (отслаиваться из-за воздействия влаги), что может привести к перескакиванию зубьев. А если в масло попадёт пыль, то зубья начнут изнашиваться гораздо быстрее. При износе шкива по зубьям будет неправильно перераспределяться нагрузка. В итоге у оснований зубьев появятся трещины, которые могут спровоцировать их отрыв. Рекомендовано заменить привод ГРМ и шкив.
6. Трещины на ремне ГРМ. Если у вас есть свободный доступ к приводу, то можно следующим способом осмотреть привод на наличие потёртостей или трещин. Поставьте авто на передачу, вывесите одно колесо, выверните свечи. При помощи рук плавно прокрутите коленвал, одновременно смотря на ремень ГРМ. Если вы заметили даже небольшие признаки его износа (даже если до регламентируемой замены далеко), следует незамедлительно его заменить. Скажу сразу, что 50% авторынка имеет поддельные ремни, поэтому после замены надо периодически проверять привод на наличие износа. К сожалению, визуально невозможно 100% понять степень износа. Даже если привод выглядит, как новенький, он тоже может порваться в любой момент.
7. Мотор не заводится, но стартер крутит. Это серьёзный признак поломки, означающий, что привод ГРМ порвался. При попытке завести мотор стартер будет работать, а двигатель будет «молчать». Это может означать, что отсутствует воспламенение топливной смеси в цилиндрах из-за загиба клапанов при их столкновении с поршнями. Здесь придётся полностью менять мотор, либо пытаться починить его в автосервисе. Ремонт потребует серьёзной суммы. Если же мотор не сломается, даже при обрыве ремня, то автомобиль не сможет сдвинуться с места – придётся вызывать автоэвакуатор до доставки в станцию технического обслуживания.

Что такое ремень грм в автомобиле

Как расшифровывается и переводится этот термин? Расшифровка слова ГРМ: газораспределительный механизм. Ремень же входит в этот механизм. Синонимы этого термина: приводной ремень, ременный привод.

В середине прошлого века в двигателестроении применяли металлический цепной привод, а при попытках заменить его на ремень вызывало недоумение у автолюбителей. Но прошли года, и ременной привод стали применять чаще, чем цепь. Автомобилисты оценили тот факт, что резиновый привод снижает шумность, уменьшает вес массы мотора и ведёт к упрощению схемы работы системы.

К чему относится ремень ГРМ, что это такое в машине? Он относится непосредственно к двигателю внутреннего сгорания.

За что отвечает? Он отвечает за выпуск и впуск механизмов в двигателях внутреннего сгорания.

Но не буду голословно утверждать, что ремень лучше, чем цепь. Цепь просто надёжнее и долговечнее, можно сказать, что она «живёт» столько же, как и сам мотор. Поэтому даже в настоящий момент некоторые автопроизводители применяют в конструкции цепь, а не резиновое кольцо.

ДВС с ременным приводом в России стали впервые применять на авто ВАЗ-2105. В автомобиле присутствовал резиновый ремень, армированный металлом, который вращал распредвал и вал привода дополнительных механизмов. Но многие автомобилисты считали, что это не очень надёжный привод, так кстати и выходило.

Схема авторемня ГРМ в советских машинах была хорошо налажена, потому что при его обрыве не происходило ударов поршней по клапанам, вызывая сильное разрушение механизмов и узлов. В дальнейшем применяли в приводах так называемую «втыковую» или «безвтыковую» конструкцию.

А в иномарках конструкция ремня была оптимизирована для оптимального процесса работы, а не по принципу «встречается — не встречается» (это про поршни и клапаны). Таким образом, во многих ДВС с искровым зажиганием применяли «встречающуюся» схему.

А для того, чтобы избежать обрыва ремня, его замена производилась в соответствии с регламентом ТО. В среднем срок работы ремня ГРМ не превышает 60 тыс. км пробега. А также надо постоянно его обслуживать: подтягивать, менять, а также держать под постоянным контролем.

Из чего делают ремень ГРМ? Ремень ГРМ представляет собой сплетение прочных стекловолоконных нитей под названием корд. А его защищает резина толщиной 5 мм. Внутри находятся нейлоновые зубья по всему периметру, которые обладают повышенной прочностью. По конструкции ремни бывают разные, как правило, различие заключается по количеству, шагу, ширине и профилю зубьев (всего существует целых двадцать типов).

Автолюбители ременный привод называют также змеевиком. Так и есть – привод плотно облегает шкивы, извиваясь как змея. По внешнему виду он похож на привод генератора. Привод широкий, но тонкий, имеет много V-образных канавок на внутренней стороне, куда входят зубья шкивов. А наружная сторона гладкая, она как бы скатывается вместе с натяжными роликами.

Теперь расскажу, из чего состоит ремень ГРМ. При производстве этой детали применяют следующие материалы:

1. Прочная резина с металлическими вставками. Это самый популярный вид ремня ГРМ. Обладает невысокой ценой и хорошей износостойкостью.
2. Металл. Похож на цепь велосипеда. Стоит дорого и обладает сложной конструкцией, поэтому его почти не применяют.
3. Натуральная кожа. Какой-то период времени из этого материала производили ремни, но поскольку они имели низкую надёжность и высокую цену, от их применения решено было отказаться.

Анализ повреждения ремня грм

Оценивание и выявление причины, вызвавшей поломку привода ГРМ:

1. При наличии надрыва ремня, если он порван и разлохмачен, то возможная причина – сильное напряжение.
2. Если один или несколько зубьев срезаны, то это указывает о слабом натяжении привода.
3. Когда зубья стёрты, то это значит, что натяжение ремня неправильное.
4. Наличие множества трещин означает, что на привод оказывалось воздействие высокой или низкой температурой, либо старом возрасте изделия.
5. Наличие стирания между зубьев может означать, что привод ГРМ был сильно или слабо натянут.
6. Если резиновое кольцо замасленное, то его надо незамедлительно заменить и устранить течь масла.
7. Затвердение ремня проверяется очень легко. Если надавить на него острым предметом, то на нём не должно остаться никаких следов.
8. Сильный износ на торце изделия указывает на его перекос.
9. Наличие шума указывает на сильное или слабое натяжение ремня. Рекомендовано решать эту проблему безотлагательно, иначе привод может порваться.
10. Если на ремне нет следов масла или охлаждающей жидкости, а мотор работает нестабильно, то надо проверить соответствие меток ГРМ распределительного и коленчатого валов.

Как узнать менялся ли ремень ГРМ? Лучше всего на этот вопрос ответят сотрудники автосервиса, у которых большой опыт по замене ремней. Самостоятельно на глаз это определить будет сложно.

Газораспределительный механизм с нижним расположением распределительного вала

На рисунке 5 показан газораспределительный механизм двигателя с нижним расположением распределительного вала. Газораспределительный механизм верхнеклапанный, с шестеренным приводом и двумя клапанами на цилиндр.

Рисунок 5 – Газораспределительный механизм с нижним расположением распределительного вала

1 – распределительный вал; 2 – клапан; 3, 20 – втулки; 4 – пружина; 5 – коромысло; 6 – ось; 7 – винт; 8 – штанга; 9 – толкатель; 10, 11, 12 – шестерни; 13 – шейка; 14 – эксцентрик; 15 – кулачок; 16 – сухарь; 17, 19 – шайбы; 18 – колпачок

Механизм включает в себя распределительный вал 1, привод распределительного вала, толкатели 9, штанги 8 толкателей, регулировочные винты 7, ось 6 коромысел, коромысла 5, клапаны 2, направляющие втулки 3 клапанов и пружины 4 с деталями крепления.

Распределительный вал – стальной, кованый, имеет пять опорных шеек 13, кулачки 15 (впускные и выпускные), шестерню 12 привода масляного насоса и распределители зажигания, а также эксцентрик 14 привода топливного насоса. Вал установлен в блоке цилиндров двигателя на запрессованных биметаллических втулках, изготовленных из стали и покрытых изнутри слоем свинцовистого баббита.

Толкатели 9 служат для передачи усилия от кулачков распределительного вала к штангам 8. Они изготовлены из стали, и их торцы, соприкасающиеся с кулачками, выполнены сферическими и наплавлены отбеленным чугуном для уменьшения изнашивания.

Штанги 8 передают усилие от толкателей к коромыслам 5. Они изготовлены из алюминиевого сплава, и на их концы напрессованы стальные наконечники.

Коромысла 5 предназначены для передачи усилия от штанг к клапанам. Коромысла стальные, имеют неравные плечи для уменьшения высоты подъема толкателей и штанг, в их короткие плечи ввернуты винты 7 для регулирования теплового зазора. Коромысла установлены на втулках на полой оси 6, закрепленной в головке цилиндров.

Клапаны 2 изготовлены из легированных жаропрочных сталей. Для лучшего наполнения цилиндров двигателя горючей смесью диаметр головки у впускного клапана больше, чем у выпускного.

Пружины 4 изготовлены из рессорно-пружинной стали. Деталями их крепления являются шайбы 17 и 19, сухари 16 и втулки 20. Резиновые маслоотражательные колпачки 18, установленные на впускных клапанах, исключают проникновение масла через зазоры между направляющими втулками и стержнями впускных клапанов.

Клапанная группа грм

Следующая важная составляющая ГРМ – клапанная группа. Начнем с главного. Кулачки распредвала в современных двигателях практически никогда напрямую не взаимодействуют с клапанами. Все это связано с температурным расширением штока клапана при нагревании, из-за этого он увеличивается в размерах, а когда охлаждается – уменьшается.

Оттого между штоком клапана и устройством, которое передает усилие от распредвала, всегда есть определенное расстояние, оно называется температурным зазором. Очень сложно отрегулировать температурный зазор если есть прямая связь между кулачном и штоком, надо менять положение либо распредвала, либо клапана.

Чтобы с этим не заморачиваться и используют специальные устройства. Они бывают различными по конструкции. В одних случаях ставятся коромысла (иногда два на один кулачок), причем коромысла бывают и с четырьмя опорными поверхностями, и с регулировочным эксцентриком, и в форме специальных рычагов.

В других случаях проводится установка специальных толкателей (цилиндрических, их еще называют стаканчиками, роликовых, очень редко можно встретить и тарельчатые). Бывают очень сложные схемы, не будем на них подробно останавливаться, например, отметим использование гидроцилиндров вместо коромысел.

И остались сами клапаны. Уже отмечали что они ставятся двух видов – впускные, а также выпускные, как минимум один впускной и один выпускной на цилиндр, порой по два (то есть в сумме четыре), иногда три (2 впускных, 1 выпускной)

Клапан включает шток (стержень), на нем вверху торец, а сбоку специальная выточка под сухари, а также тарелки с фаской (оттого клапаны и называются порой тарельчатыми). Принцип работы прост. Кулачок распределительного вала воздействует непосредственно на коромысло, гидроцилиндр или толкатель, тот на торец штока и клапан начинает движение.

Когда кулачок вместе с распредвалом делает оборот усилие прекращается и возвратная пружина возвращает клапан в исходное положение, фаска на тарелке плотно прилегает прямо к седлу, обеспечивая герметичность впускного или выпускного канала. Помимо обозначенных компонентов в клапанной группе еще используются направляющие, обеспечивающие правильное положение клапанов, и маслосъемные колпачки.

Все эти компоненты могут ломаться по самым различным причинам. В итоге, как минимум, изменятся фазы газораспределения, а это приводит к понижению эксплуатационных характеристик силового агрегата. В худшем случае происходит рассинхронизация работы клапанов и поршней, об этом неоднократно говорили. Из-за этих проблем и возможны поломки элементов связанных систем.

Почти все компоненты клапанной группы неремонтопригодные, меняют при износе, деформации, поломках, иногда можно что-то сделать с клапанами. В случае необходимости выберите в каталоге, размещенном на нашем сайте, моторный центр, СТО в столице Татарстана, где выполнят ремонт клапанной группы, а также магазин, где можно приобрести необходимые для выполнения работ запчасти.

В статье постоянно говорим о необходимости ремонта в случае поломок, но не упомянули важную деталь. Надежная работа ГРМ во многом зависит от правильной его настройки и регулировки, это может предупредить появление неисправностей.

Критериев масса. Это и правильность установки цепи или ремня, регулировка их степени натяжения, температурного зазора клапанов, правильная установка фаз газораспределения, вплоть до правильной степени затяжки бугелей и клапанной крышки.

Назначение и принцип работы

Функционирование ДВС основано на использовании четырех тактов, благодаря им тепловая энергия, которая образуется при сгорании ТВС (топливно-воздушной смеси), преобразуется в механическую работу. Все это проистекает в цилиндрах где клапаны и поршни синхронно изменяют свое положение по отношению друг к другу, то есть передвигаются строго в заданном порядке, соблюдая определенные фазы газораспределения.

Возвратно-поступательное движение поршней обеспечивает коленвал, который вращается сперва благодаря стартеру определенного типа, а затем механическому усилию, которое передается от поршней через шатуны (оттого эту группу порой называют шатунно-поршневой).

А что заставляет двигаться клапаны? Вот тут и подходим к сути нашего вопроса. Конструкторы предусмотрели систему узлов и деталей, которые взаимодействуют между собой с одной единственной целью – заставить клапаны двигаться. Такая система и называется общим термином – ГРМ.

Причем клапаны должны не просто двигаться, а передвигаться в определенном порядке, открывая поочередно (или иногда одновременно, это перекрытие клапанов) впускные (для подачи топлива или ТВС) и выпускные (для отвода выхлопных газов) клапаны.

Итак, ГРМ – система узлов и деталей, обеспечивающая работу клапанной группы (клапанов как впускных, так и выпускных). Работа клапанной группы ГРМ обязательно должна быть синхронизирована с работой поршней КШМ.

Это необходимо для предотвращения столкновения клапанов и поршней (в случае рассинхронизации они могут столкнуться между собой), а также соблюдения базового принципа работы двигателя, его четырех тактов в отдельно взятом цилиндре и группе цилиндров (как минимум два).

Как это все работает? Функционирование клапанного ГРМ в полной мере зависит от работы КШМ, точнее коленвала. На преобладающем большинстве ДВС устанавливается привод ГРМ. Он обеспечивает передачу заданного крутящего момента, определенного усилия от коленвала на распредвал (в ряде схем одновременно на несколько валов).

Говоря другими словами вращается коленвал, передает усилие на привод, а привод заставляет вращаться распредвал. Он в свою очередь взаимодействует с компонентами клапанной группы, те заставляют двигаться клапаны (как впускные, так и выпускные). Иные схемы есть в теории и опытных образцах, но их суть заключается в том, чтобы отказаться и от привода ГРМ, и от распредвала (нескольких валов).

Резюме. ГРМ необходим для обеспечения работы двигателя. Принцип функционирования основан на взаимодействии с компонентами КШМ. Далее подробно в деталях о каждом компоненте ГРМ, как он работает и для чего нужен.

Общее устройство клапанного грм

Все основные узлы ГРМ уже обозначили, соберем эту информацию вместе. Итак, ключевые компоненты газораспределительного механизма, начиная от коленвала:

• привод, обеспечивающий механическую связь между коленвалом и сопряженным распредвалом (порой их несколько);
• распредвал (порой ряд валов, в полной зависимости от компоновки ДВС и общего количество клапанов);
• клапанная группа (состоит из клапанов (одного или нескольких впускных, а еще выпускных), зачастую специальных устройств, обеспечивающих взаимодействие непосредственно с распредвалом, прямая связь между распредвалом и группой впускных, выпускных клапанов почти не применяется, только через промежуточные механизмы);
• корпус (это та часть двигателя, где располагаются распредвал (несколько валов), а также еще клапанная группа ГРМ, компоненты иных систем, например, смазки).

Помимо этого современные двигатели, их ГРМ, как правило, оборудуются дополнительными узлами. То есть они на одних силовых агрегатах присутствуют, на других нет, не являются обязательными. Таких компонентов много, назовем те, которые встречаются практически всегда или очень часто.

Это, прежде всего, датчики положения распределительного вала (ДПРВ, они же датчики Холла, определяют угловое положение механизма газораспределения, ставятся в том случае если двигатель оборудован ЭБУ, электронным блоком управления, из современных моторов таких 99,9 %).

Помимо этого могут устанавливаться компоненты разных систем. Например, есть системы, обеспечивающие изменение фаз газораспределения, другие отключают цилиндры. Выделим и устройства, которые регулируют тепловые зазоры клапанов, сейчас это гидрокомпенсаторы (иногда гидроопоры), ранее использовались и другие.

 Следует понимать что это основные варианты, охватить все в рамках одной статьи практически невозможно, конструкционные решения используются различные, даже в рамках одной схемы. То есть лучше рассматривать каждый отдельно взятый двигатель обособленно. Расскажем обо всех компонентах в общем.

Полезные советы по замене ремня грм

Расскажу об основных ошибках, которые совершают неопытные автолюбители при замене ремня ГРМ.

1. Метки. Важно правильно выставить метки на шкиве коленвала и распредвала. Некоторые автовладельцы даже не знают, где они расположены, особенно если на моторе много грязи. Если метки выставить неправильно, то привод ГРМ перескочит на несколько зубьев, что приведёт к нестабильной работе двигателя, либо вы вообще не сможете завести автомобиль.
2. Натяжение привода. Ремень должен быть натянут правильно. На практике неопытные автовладельцы часто сильно перетягивают его, что ведёт к его обрыву. Но если привод будет натянут слабо, то при увеличении оборотов двигателя резиновое кольцо может соскочить. Как понять, что привод натянут правильно? Надо повернуть длинную часть ремня под прямым углом. Привод не должен поворачиваться слишком туго или очень легко.
3. Замена комплекта ремня ГРМ. Слишком экономные автовладельцы не хотят тратить деньги на замену сопутствующих деталей, входящих в комплект ремня. Слишком экономные водители меняют только привод ГРМ, который и так стоит недорого, а натяжной ролик не меняют. В итоге на старый ролик будет оказываться сильное давление новым ремнём. Ролик может заклинить и резиновое кольцо из-за этого порвётся.

Если вы решите поменять привод в автосервисе, то это в среднем обойдётся 4-5 тыс. руб. (за работу) 2-5 тыс. руб. (за ремень). В некоторых случаях цена ремонта может доходить до 30 тыс. руб. и более.

Надо ли менять водяную помпу вместе с приводом ГРМ? Можно, но необязательно. Если в вашем авто привод задействует водяную помпу, то её стоит заменить. Это поможет в будущем сэкономить время и деньги. Если при замене ремня ГРМ придётся демонтировать помпу, то лучше её поменять вместе с ремнём (чтобы сэкономить деньги на ремонте). А если помпа стоит в другом месте и на ней отсутствуют признаки износа, то её менять нет смысла.Надо ли менять сальники на водяной помпе, распредвале и коленвале? Если присутствуют подтекания, то ответ – да. Лучше всего их поменять одновременно с приводом ГРМ. Если подтёков нет, то решение о замене принимайте самостоятельно.Необходимо ли менять натягивающий ролик и «ленивец»? Если вид этих деталей изношенный, то замените их. «Ленивец» служит для вспомогательной опоры для натяжения привода ГРМ. А пружинные или гидравлические ролики натягивают привод ГРМ. Поэтому решение надо принимать, исходя из того, нормально ли они выполняют своё дело.

Надо ли менять ремень, если визуально он не изношен? Материал для изготовления приводов применяется очень прочный, поэтому трещины визуально можно не заметить. Износ привода можно определить при помощи специальных приборов, которые измеряют реальный износ рёбер резинового кольца. Рекомендовано проверять состояние ремня и натяжителя при каждой замене масла.

Последствия обрыва ремня грм

Важная функция ременного привода – это обеспечение контакта коленвала и распредвала, благодаря которому клапаны открываются синхронно с работой поршней. Привод ГРМ крутит распредвал со скоростью в 2 раза меньше, чем скорость вращения коленвала.

Во многих моторах в одном блоке находятся клапаны и поршни, и только привод ГРМ защищает их от столкновения. И когда привод рвётся, то поршень ударяет по клапану и сгибает его. Практически во всех случаях это приводит к капитальному ремонту ДВС, что во много раз дороже, чем обычная замена ремня ГРМ.

Одна из частых неисправностей, возникающих при эксплуатации ремня – это срезание или обрыв зубьев. При хорошем раскладе придётся только заменить привод на новый.

В большинстве современных автомобилях может произойти разрушение стержней клапанов (это в лучшем случае), а при плохом раскладе придётся производить замену поршней (это чаще касается дизельных авто).

При попадании на привод ГРМ масла или агрессивной технической жидкости, то его следует менять в срочном порядке. На практике же получается так, если просто стереть масляные пятна, то привод всё равно будет проскальзывать и в итоге может порваться.

Обрыв (ослабление) привода ГРМ может привести к следующим последствиям:

1. Серьёзной поломке ДВС.
2. Отказ работы генератора. В результате аккумулятор не сможет подзаряжаться и вся электроника в авто перестанет работать.
3. Отказ работы гидроусилителя рулевого колеса. Управлять машиной станет сложнее.

Если произойдёт поломка привода водяной помпы, то она не будет работать. Мотор будет перегреваться и может произойти серьёзная поломка.

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.

Распределительный вал

Привод ГРМ обеспечивает связь коленвала и распредвала (или эта связь непосредственная). Схему где распределительного вала нет рассматривать не будем, она на серийных двигателях пока что не используется.

Распределительный вал приводит в действие через определенные промежуточные компоненты клапана. Прежде чем рассмотреть принцип действия остановимся на конструкции, чтобы было понятно. Итак, распределительный вал состоит из двух базовых компонентов.

Первый – кулачки, они взаимодействуют с компонентами клапанной группы (причем сколько клапанов, столько и кулачков, хотя не всегда, может быть больше, например, по два на один клапан или порой, очень редко, меньше). Кулачки отличаются по форме и это очень важно, нужно иметь в виду.

А теперь о принципе работы. Вращается коленвал и передает крутящий момент на распредвал, непосредственно или через привод ГРМ. Распредвал вращается, кулачки взаимодействуют с определенными устройствами, которые приводят в действие впускные или выпускные клапаны.

Это упрощенная схема. Важно понимать где стоит распредвал, сколько их вообще, где и как располагаются клапаны. Давайте на этом подробнее, но кратко. Большинство современных двигателей с вертикальным блоком верхневальные и верхнеклапанные.

Что это значит. Распределительный вал находится вверху в ГБЦ, либо в отдельном корпусе. Клапаны располагаются вверху, в цилиндрах. Это схема OHC. Количество распредвалов бывает разное. Две основные схемы. Первая – один вал на все клапаны (схема SOHC).

Вторая – один вал на впускные клапаны, второй на выпускные клапаны (схема DOHC). Другие схемы применяются очень редко. Причем обратите внимание, количество распредвалов зависит от количества рядов цилиндров. Бывает один ряд R-образная компоновка, близкая к ней VR-образная компоновка (два ряда с углом развала цилиндров 10°-20°)

, у них одна ГБЦ и соответственно распредвалов один или два. Еще используется V-образная компоновка. Два ряда расположенных по отношению друг к другу под определенным углом развала цилиндров 60°, 90°, 45°, иногда встречается и 72°. Плюс еще и редкая W- образная компоновка (два VR собранные в один блок).

Теперь об экзотике. Раньше такие конструкционные решения применялись очень часто, сейчас практически не используются. Вертикальный блок, в котором распределительный вал размещается в блоке цилиндров, рядом с коленчатым валом. Мы об этой схеме уже упоминали, это нижневальная OHV.

Но тут не все так просто, как кажется. Указанная схема предполагает верхнеклапанную компоновку. То есть распредвал внизу, рядом с коленвалом, а клапаны в ГБЦ. Связь осуществляется через штангу и промежуточные элементы клапанной группы, например, рокеры с регулировочными шайбами (причем они могли быть и внешними, наружными).

А теперь вообще экскурс в историю. Давным-давно, лет этак 70-80 назад, в эпоху карбюраторных моторов использовалась схема, которая называется SV. Вертикальный блок цилиндров, в нем внизу распредвал и коленвал. А вот клапаны, такое сейчас не встретишь, с нижним, боковым расположением и, как правило, не в цилиндрах, а в блок-картере.

То есть распредвал и клапаны имеют прямую связь как и в OHC, но все внизу и сбоку. Если, например, соберетесь покупать ГАЗ-М-20, этот четырехдверный фастбек гордо именовался «Победа», вот у него оригинальный двигатель именно с такой компоновкой.

И еще обещали рассказать об оппозитных двигателях. Все представленные схемы с вертикальным блоком, но есть моторы и с горизонтальным блоком, их называют «боксерами», горизонтально-оппозитными силовыми агрегатами. Два ряда цилиндров с углом развала в 180°.

Надо обращать внимание и на способ установки распредвала. Если говорить о традиционной верхневальной компоновке, то распредвалы могут ставиться непосредственно на постель и закрепляться бугелями либо на опорные подшипники скольжения.

Следующее. В распредвале существуют свои пары трения, оттого проводится его смазка, а чтобы предотвратить утечку масла используются сальники распределительного вала. О датчиках уже упоминали (они используются различные, часто Холла, реже оптические и индуктивные). Есть и иные иногда компоненты, тут все напрямую от конструкции двигателя зависит.

Распредвалы отличаются по материалу изготовления (сталь, чугун), технологии производства (кованые, литые, сборные) и ряду других параметров.

Распределительным валам вследствие изношенности, механической деформации и по другим причинам свойственны свои неисправности. В итоге рассинхронизация работы клапанов и поршней, а также нарушение текущих фаз газораспределения.

Помимо распредвала поломки свойственны и компонентам, которые работают с ним в паре. Это и подшипники, и бугеля, и постели, а особенно сальник, из-за чего нарушается герметичность контура и случается утечка масла, непосредственное попадание его в цилиндры.

Большинство деталей не подлежат восстановлению в подобной ситуации, иногда можно восстановить распредвал, но в целом нужна замена. В Казани с этим вопросом обращайтесь непосредственно к нам на newlogan.ru, выберите автосервис, где проведут диагностику и ремонт, замену распредвала и его деталей, а также магазин, где можно приобрести для этого все необходимое.

Шестеренчатый привод

Шестеренчатый привод используется редко, но это тот случай, когда повреждаться практически нечему. На распределительный и коленчатый валы устанавливаются зубчатые шестерни, между ними располагаются промежуточные шестерни, они обеспечивают устойчивую связь между валами, а также приводят в действие различное дополнительное оборудование.

Это в настоящее время. Еще позволим себе одно маленькое отступление. Все дело в том, что сама актуальность использования привода ГРМ обусловлена тем, что коленвал находится на значительном удалении от распредвала. Если брать классический двигатель (о горизонтально-оппозитных моторах поговорим ниже), с вертикальным расположением цилиндров (под определенным углом), то коленвал находится в блоке цилиндров, внизу, а распредвал вверху, в ГБЦ (есть и другие решения, их еще рассмотрим).

Такая схема называется OHC или проще верхневальной. Вот из-за этого и приходится использовать цепной, ременной или шестеренчатый с промежуточными шестернями привод. Но так было не всегда, «до развода и раздела имущества» распредвал и коленвал жили как нормальная семейная пара в блоке цилиндров, рядышком, две шестерни, непосредственная связь между друг другом. Такая схема называется OHV или нижневальной.

То есть шестеренчатый привод использовался изначально, очень надежный, ломаться практически нечему, в верхневальной компоновке появились промежуточные шестерни, но и тут по сравнению с цепным и ременным приводом надежность в разы выше.

Недостатки такой схемы, в концепции рабочих параметров современных автомобильных двигателей, свели ее использование на нет. Она все еще встречается. Например, Nissan используют такую схему на силовых агрегатах линейки TD, у Toyota есть свой 3В, а Volkswagen до недавнего времени использовал моторы BLJ, AXE и AXD.

То есть единичные случаи, редкие. В такой схеме поломаться могут шестерни, речь об износе и механических повреждениях зубьев, а также дополнительные узлы в зависимости от схемы конструкции, которые гасят крутильные колебания.