Для чего нужен грм двигателя

Газораспределительный механизм (аббревиатура — ГРМ) — набор элементов, гарантирующих правильную работу клапанов впуска / выпуска силового агрегата.

Работа узла синхронизируется с кривошипно-шатунным устройством во избежание контакта поршневых и клапанных механизмов после пуска мотора. Ниже подробно рассмотрим, для чего нужен ГРМ, как он работает, какие бывают виды, и в чем их особенности.

Назначение газораспределительного механизма

Простыми словами, ГРМ необходим для подачи в мотор готовой топливной смеси, а также выпуска в полости цилиндров сгоревшего горючего. Эта функция активна, благодаря клапанам, открывающимся / закрывающимся в конкретный момент времени. На большинстве ДВС используется 4-тактный принцип, обеспечивающий преобразование энергии тепловой в механическую.

Весь процесс проходит в цилиндровой группе, где клапаны и поршни синхронно перемещаются в определенной последовательности с соблюдением фаз. При этом в функции ГРМ входит перемещение клапанов во взаимодействии с коленвалом. В зависимости от ситуации происходит открытие / закрытие впускных / выпускных клапанов.

Условно в назначение ГРМ входит обеспечение работы следующих четырех фаз:

Газораспределительный механизм двигателя гаратирует точное и своевременное открытие клапанных узлов впуска / выпуска. При этом ГРМ взаимодействует с коленвалом, а вращение распредвалу передается с помощью цепи, ремня или шестерней. На этом вопросе мы еще остановимся ниже.

Принцип работы

Для понимания принципов работы ГРМ важно знать его структуру, конструктивные особенности и назначение разных элементов. В составе системы клапаны и распредвал с приводами. Каждый из элементов выполняет определенную функцию.

Клапаны

Ключевой элемент ГРМ, обеспечивающий подачу горючего в цилиндр и вывод отработавших газов. Конструктивно представляет собой стержень, расплющенный к концу.

На новых моторах находятся на ГБЦ, а место контакта является «седлом». Рассматриваемый элемент может предназначаться для впуска и выпуска. Диаметр клапана впуска немного больше.

При изготовлении применяется металлический сплав, обеспечивающий устойчивость к высокой температуре и давлению. Стержневая часть клапана впуска цельная, а выпуска — пустая внутри. В последнем случае внутри используется натриевый состав для более качественного отвода тепла.

Современные моторы, как правило, комплектуются парами клапанов впуска / выпуска. Иными словами, на каждом цилиндре установлено по 4-ре штуки, а всего 16 клапанов. Но бывают и другие варианты — с 2-мя, 3-мя и 5-ю клапанами (об этом ниже). Движение клапанов обеспечивает привод, построенный на гидротолкателях или рычаге роликового типа.

Пружина

Элемент, обеспечивающий фиксацию клапана в закрытом виде. Пружинка установлена на стержне с применением сухарей и тарелки. Жесткости изделия достаточно для плотного закрытия и колебаний в процессе работы.

Роликовый рычаг

Такой узел применяется в большинстве случаев, и именно он играет роль приводного механизма для клапанной системы. Конструктивно рычаг одной частью «стоит» на стержне клапана, а второй — на гидравлических компенсаторах или шаровой. Для уменьшения потерь место контакта кулачка и рычага распредвала делается в роликовой форме.

Гидрокомпенсатор

Применение этого элемента обеспечивает 0-й зазор в любой позиции, что уменьшает шумность и делает работу мотора более мягкой. Гидравлический компенсатор — это специальный цилиндр с подпружиненным поршнем. Устройство ставится прямо на клапанном толкателе.

Распредвал

В функции распредвала двигателя входит обеспечение работы ГРМ с учетом требуемого порядка функционирования цилиндров и фаз. Конструктивно устройство представляет собой вал, где есть кулачки. Именно они воздействуют на клапана и способствуют их открытию-закрытию. При этом форма кулачков обеспечивает необходимое время в открытой или закрытой позиции.

Дополнительные узлы

В современных моторах часто устанавливаются вспомогательные устройства, обеспечивающие корректное функционирование газораспределительного механизма. В эту группу входит датчик положения распредвала (Холла), определяющий угол расположения и отправляющий сигналы в ЭБУ двигателя. В некоторых авто монтируются системы, регулирующие клапанные зазоры (гидрокомпенсаторы, о которых упоминалось выше).
С учетом сказанного можно рассмотреть алгоритм работы ГРМ в общем виде:

На практике существуют образцы моторов без привода ГРМ и распредвала. Минус в том, что такие конструкции имеют низкую степень надежности.

Классификация ГРМ

При рассмотрении особенностей газораспределительной системы необходимо учитывать, что она может различаться по позиции и числу распредвалов, количеству клапанов и типу приводного механизма (цепь, ремень, шестеренка, комбинированный). Рассмотрим разные варианты подробнее.

По расположению распредвала

Конструктивно распределительный вал может быть расположены в одном из двух мест двигателя:

По числу распредвалов: DOHS и SOHS

На современных моторах может устанавливаться один или два распредвала. В первом случае система называется SOHC (одиночный верхний распредвал) или DOHS (двойной верхний распредвал). Как видно, в обоих случаях механизм имеет верхнее расположение.

При использовании двойного варианта каждый из валов имеет индивидуальную функцию. Первый несет ответственность за открытие, а второй — за закрытие клапанного механизма. В V-образных моторах может применяется целых четыре распределительных вала. Они работают попарно на обе группы цилиндров.

По числу клапанов

Ключевым фактором является количество применяемых клапанов, ведь от этого зависит вид распредвала и число кулачков. По количеству клапанов на один цилиндр может быть от двух до пяти.
Кратко рассмотрим основные варианты по количеству клапанов:

Чем выше число клапанов на впускной системе, тем больше объем горючего поступает в мотор.

Как результат, увеличивается мощность и динамика мотора. Сразу отметим, что больше пяти клапанов установить невозможно из-за особенностей распределительного вала и других механизмов мотора. Чаще всего система ограничивается четырьмя элементами.

По типу привода

При анализе газораспределительного механизма необходимо учитывать и типы привода. Здесь возможно четыре варианта.

Цепной

Наиболее надежным вариантом является цепь ГРМ. В таком случае на распределительном и коленчатом валах монтируются звездочки (шестерни с зубцами). Они объединяются с помощью специальной цепочки, а сверху система закрывается специальным корпусом. При вращении коленвала звездочка тянет цепь, которая, в свою очередь, вращается шестеренку распредвала.

Конструктивно цепи отличаются по типу или числу рядов. В первом случае они делятся на зубчатые, роликовые и втулочные, а втором бывают от двух-четырех рядными. При наличии нескольких распредвалов может применяться соответствующее количество цепей.

Средний ресурс такого механизма — 170-200 тыс. километров. Чаще всего повреждаются шестерни или дополнительные узлы (натяжители, успокоители). В результате цепочка перескакивает на другие участки, что приводит к нарушению работы ГРМ и повреждению клапанов. В случае поломки может потребоваться замена цепи и вспомогательных механизмов.

Ременной

Второй по популярности —ремень ГРМ. В отличие от рассмотренного выше варианта здесь на валах установлены шкивы или зубчатые шестеренки. Сверху этих узлов натягивается ременной соединитель, обеспечивающий передачу вращения. Ремень может быть клиновым (зубчатым) и поликлиновым. В первом случае на валах монтируются шестерни с зубцами.

Дополнительно в ременном приводе предусмотрено несколько видов роликов (натягивающие, опорные). Первые обеспечивают нужное натяжение ремня, а вторые играют роль опоры и защищают от соскальзывания.

Шестеренчатый

Такой вариант привода применяется в редких случаях. Конструктивно он подразумевает наличие шестеренок на коленвал и распредвал, которые объединяются друг с другом не с помощью ремня / цепи, а с применением других шестеренок. По сути, повторяется принцип работы часов, когда момент передается с помощью зацепления зубцов разных звездочек.

Редкость применения такого привода объясняется тем, что распределительный и коленчатые валы находятся сверху и снизу соответственно на большом расстоянии. Вот почему приходится использовать ремень или цепь. Если же оба механизма находятся внизу, применение шестеренчатого принципа вполне реально. При этом он надежен, но имеет большую сложность. Встречается у Ниссанов на моторах AXD, AXE или BLJ. Наиболее слабым местом являются зубцы звездочек, которые могут поломаться.

Смешанный

Некоторые производители применяют смешанный вариант, когда используются шестеренчатый и цепной приводы.

Таких схем много, но применяются они в редких случаях. Иногда даже используется цепь и ремень одновременно. Вариантов десятки, поэтому при покупке машины необходимо поинтересоваться, какой именно предусмотрен в вашем случае. Чаще всего сложные моторы встречаются в японских или корейских ДВС.

Заключение

Важность системы ГРМ трудно переоценить, ведь именно от ее правильной работы зависит способность двигателя нормально функционировать. Повреждение любого из узлов или нарушение синхронизации может стать причиной повреждения внутренних элементов мотора и, как следствие, необходимости его капитального ремонта.

Принцип работы газораспределительного механизма

Источник

Классификация, устройство и принцип работы ГРМ двигателя

Газораспределительный механизм (ГРМ) представляет собой совокупность деталей и узлов, обеспечивающих открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов двигателя в определенный момент времени. Основная задача ГРМ заключается в своевременной подаче топливовоздушной смеси или топлива (это зависит от типа мотора) в камеру сгорания и выпуск отработавших газов. Для реализации этой задачи слажено работает целый комплекс механизмов, часть из которых управляется при помощи электроники.

Устройство газораспределительного механизма

В современных моторах газораспределительный механизм располагается в головке блока цилиндров двигателя. В его состав входят следующие основные элементы:

На тарелках клапанов сделаны специальные фаски, которые обеспечивают более плотное прилегание к отверстиям в головке блока цилиндров. Это место называется седлом. Кроме самих клапанов, в механизме предусмотрены дополнительные элементы, обеспечивающие его правильную работу:

Принцип работы

Работу газораспределительного механизма сложно рассматривать отдельно, в отрыве от рабочего цикла двигателя. Ведь его основная задача – это вовремя открыть и закрыть клапана на определенный промежуток времени. Соответственно на такте впуска открываются впускные, а на такте выпуска – выпускные. То есть фактически механизм должен реализовывать рассчитанные фазы газораспределения.

Технически это происходит следующим образом:

Стоит также отметить, что за полный рабочий цикл распредвал совершает 2 оборота, попеременно открывая клапана в каждом цилиндре, в зависимости от порядка их работы. То есть, например, при схеме работы 1-3-4-2 в один и тот же момент времени в первом цилиндре будут открыты впускные клапаны, а в четвертом выпускные. Во втором и третьем клапаны будут закрыты.

Классификация или типы ГРМ

Двигатели могут иметь различную компоновку газораспределительного механизма. Рассмотрим следующую классификацию.

По расположению распределительного вала

Существуют два типа положения распредвала:

При нижнем расположении распредвал находится в блоке цилиндров рядом с коленчатым валом. Усилие от кулачков передается через толкатели на коромысла, при этом применяются специальные штанги. Они представляют собой длинные стержни и связывают толкатели внизу с коромыслами наверху. Нижнее расположение считается не самым удачным, но имеет и свои плюсы. В частности, более надежное соединение распредвала с коленвалом. Данный тип расположения на современных моторах не применяется.

При верхнем положении распредвал находится в головке блока цилиндров (ГБЦ) непосредственно над клапанами. При таком положении могут быть реализованы различные варианты воздействия на клапаны: через толкатели, коромысла или рычаги. Такая конструкция более простая, надежная и компактная. Верхнее положение распредвала получило более широкое распространение.

По количеству распределительных валов

На рядных двигателях могут быть установлены один или два распределительных вала. Моторы с одним распредвалом имеют аббревиатуру SOHC (Single Overhead Camshaft), а с двумя – DOHC (Double Overhead Camshaft). Один вал отвечает за открытие впускных, а другой за открытие выпускных клапанов. В двигателях c V-образной компоновкой используются четыре распредвала, по два на каждый ряд цилиндров.

По количеству клапанов

От количества клапанов на один цилиндр будет зависеть форма распредвала и количество кулачков на нем. Клапанов может быть два, три, четыре или пять.

Самый простой вариант с двумя клапанами: один работает на впуск, другой на выпуск. В трехклапаном двигателе два работают на впуск и один на выпуск. При четырех клапанах: два на впуск и два на выпуск. Пять клапанов: три на впуск и два на выпуск. Чем больше клапанов на впуске, тем больше объем поступающей топливовоздушной смеси в камеру сгорания. Повышается мощность и динамика двигателя. Сделать больше пяти не позволят размер камеры сгорания и форма распредвала. Наиболее часто встречается схема с четырьмя клапанами на цилиндр.

По типу привода

Различают три типа привода распределительного вала:

Ресурса цепи хватает в среднем на 150-200 тысяч километров пробега.

Главной проблемой цепного привода считается поломка натяжителей, успокоителей или разрыв самой цепи. При плохом натяжении цепь может перескакивать между зубьев в ходе работы, что приводит к нарушению фаз газораспределения.

Автоматически регулировать натяжение цепи помогают гидронатяжители. Они представляют собой поршни, которые давят на так называемый башмак. Башмак прилегает непосредственно к цепи. Он представляет собой изогнутую дугой деталь со специальным покрытием. Внутри гидронатяжителя находится плунжер, пружина и рабочая полость для масла. Масло поступает в натяжитель и выталкивает цилиндр до нужного уровня. Клапан закрывает масляный канал, и поршень постоянно поддерживает нужное натяжение цепи. По похожему принципу работают гидрокомпенсаторы в ГРМ. Успокоитель цепи гасит остаточные колебания, которые не погасил башмак. Так достигается оптимальная и точная работа цепного привода.

Самые большие неприятности может принести разрыв цепи.

Ресурс ремня также ограничен и в среднем он равен 60-80 тысячам километров пробега.

Для лучшего сцепления и надежности используются зубчатые ремни. Такой привод более прост. Разрыв ремня при работающем двигателе приведет к тем же последствиям, что и при разрыве цепи. Главными преимуществами ременного привода является простота эксплуатации и замены, дешевизна и бесшумная работа.

От правильной работы всего газораспределительного механизма зависит работа двигателя, его динамика и мощность. Чем больше количество и объем цилиндров, тем сложнее будет устройство ГРМ. Каждому водителю важно понимать устройство механизма, чтобы вовремя заметить неисправность.

Источник

Все, что нужно знать о ремне ГРМ и его замене. Памятка для водителей

Ремень привода газораспределительного механизма (сокращенно ГРМ) отвечает за синхронизацию коленчатого и распределительных валов. Так обеспечивается точное совпадение рабочих тактов двигателя: клапаны открываются и закрываются ровно в те моменты, которые соответствуют тому или иному положению поршня.

Например, когда топливо в цилиндре воспламеняется, поршень уходит вниз, проворачивает коленвал — а тот через ремень ГРМ синхронно вращает распредвалы, управляющие клапанами: впускные закрываются, а в следующем такте, когда поршень возвращается обратно, открываются выпускные. И так по всем четырем тактам.

Рассинхронизация этого процесса нарушает работу двигателя: появляются проблемы с пуском, вибрация, провалы тяги, потеря мощности и прочие подобные симптомы. Такое происходит, когда ремень растягивается, и его зубцы перескакивают на шкивах относительно правильного положения.

Самый плохой сценарий — обрыв ремня ГРМ. В таком случае клапаны замирают в одном положении, а коленвал по инерции продолжает вращаться, двигая поршни наверх, до контакта. Чаще всего это заканчивается повреждениями самих клапанов и поршней, но также могут пострадать головка блока цилиндров, коленчатый вал и даже блок цилиндров. Словом, обрыв ремня может привести к очень дорогостоящему ремонту — хотя в некоторых двигателях поршни имеют специальные выемки, исключающие контакт с тарелками клапанов. В таком случае весь ущерб может свестись только к самому ремню.

Как понять, что нужно менять ремень ГРМ

Визуально оценить состояние ремня непросто — в большинстве автомобилей он скрыт под кожухом, и без разборки дело не обойдется. Но если двигатель начал работать неровно, это может быть одним из верных симптомов. Также косвенными признаками могут послужить тикающие и щелкающие звуки из-под капота, дым из выхлопной трубы и течи масла или охлаждающей жидкости из-под кожуха. Все это не обязательно указывает именно на износ ремня ГРМ, но требует скорейшей диагностики в сервисе.

Вернее же всего ориентироваться на пробег автомобиля, а также на срок, прошедший с момента последней замены ремня. Эти показатели сильно варьируются не только в зависимости от марки автомобиля, но и от модели его двигателя, диапазон составляет 50-150 тысяч километров или 5-10 лет службы. В этой таблице приведено несколько примеров, взятых из заводских рекомендаций.

Кроме того, многие современные газораспределительные механизмы приводятся не от армированного резинового ремня, а от металлической цепи — в список марок с такими моторами входят УАЗ, Hyundai, Kia, Toyota, BMW, Mazda и прочие. Цепь намного меньше подвержена износу и служит от 150 тысяч километров — а некоторые производители заявляют, что замена не потребуется на всем сроке службы автомобиля.

Как поменять ремень ГРМ

Самостоятельная замена ремня ГРМ — весьма трудоемкая процедура, требующая частичной разборки двигателя и навесного оборудования, а также сопряженная с несколькими тонкими моментами — в частности, точным совмещением меток на шкивах и правильной регулировкой натяжителя. Поэтому без устойчивых навыков заниматься этим не рекомендуется — последствия могут оказаться фатальными для двигателя.

Лучше всего обратиться в официальный или авторизованный сервис — тем более, что у многих компаний замена ремня ГРМ включена в список плановых работ при регламентном ТО. Цены обычно варьируются от 10 до 30 тысяч рублей с учетом запчастей, а занимает вся процедура несколько часов.

Крайне нежелательно экономить на запчастях. Во-первых, они должны быть оригинальными, а во-вторых, необходимо менять весь комплект целиком: в зависимости от двигателя и заводского регламента, в него входят сам ремень, один или несколько роликов, болты и помпа охлаждающей жидкости.

Источник

Для чего нужен грм двигателя

Что такое ремень ГРМ, зачем нужен и что случается при обрыве

Для автолюбителей страшной поломкой является обрыв ремня в системе газораспределения. Разберемся, чем опасна эта неисправность.

Роль ремня ГРМ в работе двигателя

Газораспределительный механизм, регулирует своевременный выпуск отработанных газов и впрыск топливо-воздушной смеси. Как правило, приводом ГРМ называют ремень или цепь. Сейчас распространены двигатели с ременным приводом, рассмотрим подробнее.

Ремень ГРМ на автомобиле

На самом деле ремень газораспределительной системы, только отвечает за передачу усилия от коленчатого вала к распределительному. Также, благодаря зубчатым шкивам, поддерживает правильные настройки системы.

Дополнительная функция привода газораспределительного механизма — передача усилия на водяной насос, а иногда и на водяную помпу.

Как устроен ремень ГРМ

Приводной ремень представляет собой замкнутое кольцо, которое выполнено из технической резины. Некоторые модели имеют в составе полимерные нити. Использование резины позволяет добиться минимального уровня шумности.

На большей части двигателей внутреннего сгорания, используются зубчатые ремни.

Они эффективнее настраивают фазы газораспределительного механизма. Такой ремень имеет насечки-зубцы на внутренней поверхности кольца, которые обеспечивают надежное зацепление со шкивами распределительных валов и коленвала.

Применяются следующие разновидности ремней:

Два последних типа применяются крайне редко. По сравнению с зубчатыми ремнями, они не дают достаточную надежность передачи усилия.

Каждый ремень имеет точные размеры по внутреннему диаметру. Ширина ленты также различается. Учитывать эти параметры важно, если нужно будет приобрести неоригинальное изделие.

Когда менять ремень ГРМ?

На срок замены ремня могут влиять множество факторов:

На практике наиболее частой причиной замены, становится плановое ТО, согласно регламенту производителя.

Заявленный производителем срок службы ремня ГРМ.

Производители рассчитывают срок службы ремня ГРМ. В техническом руководстве к каждой модели можно найти данные по пробегу, на котором производится замена. Работа входит в плановое ТО. В таблице ниже можно найти информацию по популярным маркам легковых автомобилей.

Стоит учитывать, что данная таблица носит справочный характер. Максимальный допустимый пробег зависит от модели двигателя, некоторые особенности мотора могут влиять на срок службы ремня

Пример износа ремня

7 признаков, что пора менять ремень ГРМ

Ориентироваться, только на рекомендации неосмотрительно. Обрывы ремня встречаются и с меньшим пробегом. Когда ремень обрывается избежать серьезных повреждений двигателя не получится.

Трещины на ремне ГРМ

В целом менять деталь стоит при видимом износе, трещинах и других повреждениях. Но ремень обычно скрыт кожухом, разбирать его регулярно для визуальной диагностики не самая лучшая идея. Поэтому, стоит знать основные признаки, что пора поменять ремень.

Последствия обрыва ремня

В некоторых случаях можно обойтись «малой кровью» и никаких последствий кроме замены ремня и сопутствующих деталей не потребуется. Правда, такое случается редко. Некоторые модели имели выемки в поршнях, позволяющие избегать встречи с клапанами. Сейчас такие двигатели практически не производятся, так как имеют сниженное КПД.

Обрыв ремня на двигателе

Вероятнее всего проблемы все же возникнут. Распространенная ситуация — загиб клапанов. Происходит это по причине разнобойной работы валов. Распредвал застыл в одном положении, клапана естественно тоже. Коленвал еще работает по инерции, и поршни в верхней мертвой точке бьют по клапанам, повреждая их. В итоге, водителю приходится менять комплект клапанов.

В некоторых случаях клапан пробивает и поршень. Тогда придется провести полную переборку мотора, в очень редких ситуациях разбивается блок цилиндров. Еще реже повреждается пастель распредвала, тогда потребуется замена ГБЦ (головки блока цилиндров).

Особенности выбора детали и замены

Рекомендуется покупать только оригинальные запчасти, это гарантирует длительный срок службы и отсутствие сюрпризов. Даже если машина приобреталась с рук, и вы не знаете, каталожный номер оригинала, выяснить это можно по номеру VIN. Ставить неоригинальные ремни можно только в самом крайнем случае.

Комплект ГРМ для замены

Если подбираете ремень не по номеру в каталоге, следует учитывать следующие моменты:

Помимо всего перечисленного, имеет смысл покупать детали только в проверенных магазинах или у официальных представителей.

Пример маркировки ремня ГРМ

Переходим к замене. Оптимально отдать машину в авторизованный сервисный центр. Это гарантированно избавит вас от целого ряда проблем.

Если планируете выполнять ремонт самостоятельно, будут полезны следующие советы:

Задача по замене ремня ГРМ не слишком сложная. Но, при этом желательно иметь навыки работы с двигателем.

Заключение

Ремень ГРМ отвечает за одновременную работу коленвала и распредвала. Проблемы с этой деталью способны привести к серьезному ремонту. Важно следить за состоянием ремня постоянно, не дожидаясь обрыва.

Источник