Клапанный механизм газораспределения, сокращенно ГРМ, — это то, без чего четырехтактный двигатель существовать в принципе не может. Он открывает впускные клапана, впуская воздух или горючую смесь в цилиндры на такте впуска, открывает выпускные на такте выпуска и надежно запирает горящую в цилиндре смесь во время рабочего хода. От того, насколько хорошо он обеспечивает «дыхание» мотора — подачу воздуха и выпуск отработавших газов — зависит и мощность, и экологичность мотора.
Клапаны открывают и закрывают своими кулачками распределительные валы, а крутящий момент на них передается с коленвала, в чем, собственно, и состоит задача привода ГРМ. Сегодня для этого используют цепь или ремень. Но так было не всегда…
Старый добрый нижний распредвал
В начале ХХ века проблем с приводами распредвала не было — его раскручивали обычные шестерни, а к клапанам от него шли штанги толкателей. Клапаны располагались тогда сбоку, в «кармане» камеры сгорания, прямо над распределительным валом, и открывались-закрывались штангами. Потом клапаны стали ставить один напротив другого, чтобы уменьшить объем и площадь поверхности этого «кармана» — в результате неоптимальной формы камеры сгорания моторы имели повышенную склонность к детонации и плохой термический КПД: много тепла уходило в стенки головки блока цилиндров. И наконец, клапаны перенесли в область прямо над поршнем, и камера сгорания стала совсем небольшой и почти правильной формы.
Расположение клапанов сверху камеры сгорания и привод клапанов более длинными толкателями (так называемая схема OHV), предложенные еще в начале ХХ века Дэвидом Бьюиком, оказались самыми удобными. Такая схема вытеснила варианты моторов с боковыми клапанами в гоночных конструкциях уже к 1920 году. Например, именно она применяется в знаменитых двигателях Chrysler Hemi и моторах Corvette и в наше время. А моторы с боковыми клапанами могут помнить водители ГАЗ-52 или ГАЗ-М-20 «Победа», где данная схема применялась в двигателях.
И ведь так удобно все это было! Конструкция очень проста. Распредвал, оставаясь внизу, находится в блоке цилиндров, где прекрасно смазывается разбрызгиванием масла! Даже штанги и кулачки рокеров с регулировочными шайбами можно оставить снаружи при необходимости. Но прогресс не стоял на месте.
Почему отказались от штанг?
Видео:Шестерня распредвала выпускного Z16XER/Z18XER Опель. Проверка, сравнение шестерни фазорегулятораСкачать
Проблема — в лишнем весе. В 30-е годы скорость вращения гоночных моторов на земле и авиационных моторов на самолетах достигла величин, при которых появилась необходимость облегчить механизм газораспределения. Ведь каждый грамм массы клапана вынуждает увеличивать и силу пружин, которые его закрывают, и прочность толкателей, через которые распредвал жмет на клапан, в результате потери на привод ГРМ быстро возрастают при увеличении оборотов мотора.
Выход был найден в переносе распределительного вала наверх, в головку блока цилиндров, что позволило отказаться от простой, но тяжелой системы с толкателями и значительно уменьшить инерционные потери. Поднялись рабочие обороты мотора, а значит, увеличилась и мощность. Например, Роберт Пежо создал в 1912 году гоночный двигатель с четырьмя клапанами на цилиндр и двумя верхними распредвалами. С переносом распределительных валов наверх, в головку блока, возникала и проблема их привода.
Первым решением было ввести промежуточные шестерни. Существовал, скажем, вариант с приводом дополнительным валом с коническими шестернями, как, например, на всем танкистам знакомом двигателе В2 и его производных. Такая схема применялась и на уже упомянутом моторе Peugeot, авиамоторах Curtiss К12 образца 1916 года и Hispano-Suiza 1915 года.
Читайте также: Ось переднего приводного вала
Еще одним вариантом стала установка нескольких цилиндрических шестерен, например в двигателях болидов Формулы-1 периода 60-х годов. Удивительно, но «многошестеренная» технология находила применение и совсем недавно. Например, на нескольких модификациях дизельных 2.5-литровых моторов Volkswagen, ставившихся на Transporter T5 и Touareg — AXD, AXE и BLJ.
Почему пришла цепь?
У шестеренчатого привода было много «врожденных» проблем, главная из которых — шумность. Помимо того, шестерни требовали точной установки валов, расчета зазоров и взаимной твердости материалов, а также — муфт гашения крутильных колебаний. В общем, конструкция при кажущейся простоте была мудреной, а шестерни — отнюдь не «вечными». Нужно было что-то другое.
Видео:Новая шестерня распредвала, от БОНтрейд (краткий обзор, теперь в Караганде)Скачать
Когда впервые применили цепь для привода ГРМ, точно неизвестно. Но одной из первых массовых конструкций был двигатель мотоцикла AJS 350 с цепным приводом в 1927 году. Конструкция оказалась удачной: цепь не только была тише и проще в устройстве, чем система валов, но и снижала передачу вредных крутильных колебаний за счет работы своей системы натяжения.
Как ни странно, цепь не нашла применения в авиационных моторах, и в автомобильных появилась значительно позже. Сначала она появилась в приводе нижнего распредвала вместо громоздких шестерен, но постепенно стала набирать популярность и в приводах с верхними распредвалами, однако особенно стала актуальна, когда появились моторы с двумя распредвалами. Например, цепью приводился ГРМ в двигателе Ferrari 166 1948 года и в поздних версиях мотора Ferrari 250, хотя ранние варианты его имели привод коническими шестернями.
В массовых моторах нужды в цепном приводе долго не возникало — до 80-х годов. Маломощные двигатели выпускались с нижним распредвалом, и это не только «Волги», но и Skoda Felicia, Ford Escort 1.3 и множество американских машин — на V-образных моторах штанги-толкатели стояли до последнего. А вот на высокофорсированных моторах европейских производителей цепи появились уже в 50-е годы и до конца 80-х оставались преобладающим типом привода ГРМ.
Как появился ремень?
Примерно тогда же у цепи появился опасный конкурент. Именно в 60-е развитие технологий позволило создать достаточно надежные зубчатые ремни. Хотя вообще-то ременная передача — одна из старейших, она использовалась для привода механизмов еще в античности. Развитие станочного парка с групповым приводом механизмов от паровой машины или водяного колеса обеспечило развитие технологий производства ремней. Из кожаных они стали текстильными и металлокордными, с применением нейлона и других синтетических материалов.
Первый случай использования ремня в приводе ГРМ относят к 1954 году, когда в гонках SCCA победил Devin Sports Car конструкции Билла Девина. Его мотор, согласно описанию, имел верхний распредвал и привод зубчатым ремнем. Первой же серийной машиной с ремнем в приводе ГРМ считается модель Glas 1004 1962 года небольшой немецкой компании, позднее поглощенной BMW.
В 1966 году, Opel/Vauxhall начал производство массовых моторов серии Slant Four с ремнем в приводе ГРМ. В том же году, несколько позже, появились моторы Pontiac OHC Six и Fiat Twincam, тоже с ремнем. Технология стала по-настоящему массовой.
Видео:ЗМЗ-53, 511... Выставление распредвала по меткам - GAZ ROD ГаражСкачать
Причем мотор от Fiat чуть было не попал на наши» Жигули»! Рассматривался вариант его установки вместо нижневального мотора Fiat-124 на будущий ВАЗ 2101. Но, как известно, старый мотор просто переделали под верхние клапаны, а в качестве привода поставили цепь.
Как видно, сначала ремень использовался исключительно на недорогих моторах. Ведь его основными преимуществами была низкая цена и малая шумность привода, что актуально для небольших машин, не обремененных шумоизоляцией. Но его нужно было регулярно менять и следить, чтобы на него не попадали агрессивные жидкости и масло, причем интервал замены уже тогда был немаленьким и составлял 50 тысяч километров.
Читайте также: Подшипник вторичного вала кпп газон некст игольчатый
И все же славу не слишком надежного способа привода ГРМ он получить успел. Ведь достаточно было погнуться одной шпильке или выйти из строя одному ролику, как его ресурс снижался в разы.
Серьезно снижало ресурс и замасливание — тут не всегда помогал даже герметичный кожух, ведь моторы тех лет имели весьма примитивную систему вентиляции картерных газов и масло все равно попадало на ремень.
Впрочем, все нюансы применения некачественных ремней ГРМ у нас знакомы владельцам переднеприводных ВАЗ. Мотор 2108 разрабатывался как раз в 80-е, на пике увлечения ремнями. Тогда их стали ставить даже на большие моторы вроде ниссановского RB26, и надежность лучших образцов была на уровне. С тех пор споры о том, что лучше — цепь или ремень, не утихают ни на минуту. Будьте уверены, прямо сейчас, пока вы читаете эти строки, на каком-нибудь форуме или в курилке два апологета разных приводов спорят до полного изнеможения.
В следующей публикации я подробно разберу все плюсы и минусы цепных и ременных приводов. Оставайтесь на связи!
Мастер на автосервисе сказал какой привод ГРМ лучше- цепь, ремень, шестерни.
Видео:Лёгкое снятие шестерни ГРМ #4ageСкачать
Всем привет, сегодня хотелось бы разобраться в теме ГРМ- газораспределительных механизмов. Их существует великое множество, но на четырех тактных двигателях основных три. Ременный. цепной и шестеренками. Давайте разбираться в плюсах и минусах. Начнем по порядку истории с шестеренок.
В основе всех тепловых двигателей лежит цикл Карно, где рабочее тело- оно же атмосферный воздух, при воздействии температуры. должно выполнять работу. Для этого необходимо разделение фаз. Как вы помните в четырех тактном двигателе 4 такта.
Первый такт — всасывание. Двигатель всасывает в себя холодный атмосферный воздух вместе с топливом.
Второй такт — сжатие и воспламенение. Топливно-воздушная смесь сжимается и воспламеняется.
Третий такт — рабочий ход. Топливо начинает гореть, тем самым разогревать воздух, он расширяется и совершает полезную работу. Ради всего этого и было все задумано.
Четвертый такт — выхлоп. Это горячий воздух вместе с продуктами горения после выполнения полезной работы покидает двигатель. И все повторяется снова.
Для разделения тактов в двигателе используются клапана, которые открываются и закрываются в нужный момент. То есть они распределяют газ.
Так же это все надо синхронизировать с положением коленвала, ведь клапана должны открываться и закрываться в нужный момент. Именно привод синхронизации коленвала и клапанов называется привод механизма газораспределения. Так как клапанов много и двигатель рядный, то в моторе помимо коленвала существует еще и распределительный вал, который нажимает на клапана.
Видео:Разрезная шестерня ГРМ . За и Против .Скачать
Как следует из истории и логики самый простой привод от коленвала к распредвалу это привод шестеренками. Их давно освоили и будет всегда точное соответствие не смотря ни на что. Такой привод используется практически на всех грузовиках, газелях бензиновых с двигателем EVO TECH и мотоциклах Урал.
Система такая очень надежная и безотказная. проста в регулировке фаз и не преподнесет сюрпризов, но у нее есть один существенный недостаток. Это масса и инерционность всей системы газораспределения. То есть, распредвал должен находиться внизу рядом с коленвалом, а клапана находятся вверху в головке двигателя. Вот и приходится от распредвала вести металлическую палочку- толкатель, который нажимает на коромысло, а оно нажимает уже на клапан. НУ и качество обработки шестеренок дает много шума. Такая схема подходит для двигателя где не требуются большие обороты и нужна надежность и выносливость.
Читайте также: Чистота обработки поверхности вала
Чтобы снизить массу элементов газораспределения логично сделать распредвал в верху, в головке блока цилиндров. По такой схеме работают почти все двигатели. И для привода, как в велосипеде использовать цепь. Простои логично, но здесь тоже есть свои существенные недостатки. Цепь довольно надежна и выхаживает многие тысячи моточасов. Но цепь склонна к растягиванию, а от этого сбиваются фазы и мотор теряет мощность и начинает много потреблять топлива. Также вместе с цепью изнашиваются и звезды цепи. Цепь более шумная и сложная в изготовлении. Также надо постоянно компенсировать растяжение цепи, для этого необходимо внедрять натяжитель, и для гашения колебаний звеньев- успокоитель. То есть получается довольно сложная система. Также цепь требует смазки. Но не смотря на минусы. современные производители автомобилей идут на установку цепи, но ставят несколько коротких цепей, чтобы снизить нагрузку, а значит уменьшить минусы. Например в современных немецких моторах может быть до 4х цепей. Цепь также может неожиданно порваться и она нуждается в замене примерно раз в 100 тысяч километров пробега.
Идем дальше. Далее у нас ременный привод ГРМ. Он практически полностью лишен недостатков цепи. Он тише намного цепи, ремень не тредует сложной системы натяжителей и успокоителей, потому что он состоит не из звеньев и натягивается натяжным роликом. Ремень не растягивается, хоть это и кажется удивительным, но ремень растягивается намного меньше чем цепь. Он практически не растягивается. Единственно о чем надо думать это о своевременной замене ремня. Хотя некоторые производители говорят, что их ремень может пройти до 250 тысяч километров пробега. Ремень не стирает шкивы ремня. Но ремень чаще всего рвется от подклиниваний помпы. которая чаще всего приводится в действие ремнем ГРМ.
Теперь давайте узнаем мнение слесарей на сложность замены приводов ГРМ. Шестеренки менять не очень сложно, достаточно снять переднюю крышку. выставить метки. открутить шестерни, на их место поставить новые. проверить метки и ехать дальше.
Замена цепи очень трудная, грязная. дорогая и сложная процедура. Надо также снять переднюю крышку, снять натяжители и успокоители, снять цепь или цепи, открутить звезды и менять все в обратной последовательности.
Проще всего было менять ремень- чисто и все понятно, но потом производители в целях увеличения заработка на регламентной замене ремня, стали усложнять процесс замены ремня. Сначала они убрали метки, потом стали прятать ремень вглубь мотора. Но грамотные слесаря могут поменять ремень ГРМ даже не заглушив мотор. Я своими глазами это видел. Мотор работает, вдоль разрезается старый ремень. освобождается половина шкива. на это место натягивается новый ремень. старый до конца срезается и новый натягивается на всю ширину. Вот такая акробатика.
Видео:Не исправность шестерни выпускного распредвала Opel Astra HСкачать
Правда при обрыве ремня скорее всего погнет клапана на двигателе. хотя при обрыве цепи будет тоже самое. Мое мнение что поршневой двигатель внутреннего сгорания полностью изживет себя в ближайшие лет 20, некуда стало уже его развивать. Надо двигать линейку безколенвальных двигателей и без клапанов и распредвалов, как в авиации.
Интересно. что вы думаете какой привод ГРМ лучше
- Свежие записи
- Чем отличается двухтактный мотор от четырехтактного
- Сколько масла заливать в редуктор мотоблока
- Какие моторы бывают у стиральных машин
- Какие валы отсутствуют в двухвальной кпп
- Как снять стопорную шайбу с вала
🌟 Видео
#СЕКРЕТЫ СТАРЫХ МАСТЕРОВ. Фазы грм.Скачать
Как снять шестерню шкив распредвала, какой распредвал должен стоять на впуске или выпуске К4МСкачать
шестерни грм двигатель газель 4216Скачать
Фазы на распредвалах, какое перекрытие выставить? Что такое "фаза распредвала"?Скачать
ГАЗ 21: Шестерня распредвала и ее меткиСкачать
Замена шестерни ГРМ. Смещение на зуб. УМЗ 4216.Скачать
Шестерня ГРМ 1G FEСкачать
Замена шестерни распредвала УМЗ 4216 часть 2Скачать
Оригинальные шестерни распредвалов INA, GM, PSA. Обзор и сравнение с копиями (55567049, 55567048)Скачать
Шестерня ГРМСкачать
ПРАВИЛЬНАЯ ЗАМЕНА РЕМНЯ ГРМ И ШЕСТЕРНЕЙ ГРМ НА ДВИГАТЕЛЕ 1.8 ECOTEC, Z18XERСкачать
ТВОЙ МОТОР СКАЖЕТ СПАСИБО! Самая правильная и точная настройка ФАЗ ГРМ с разрезной шестернейСкачать
ГАЗЕЛЬ Замена шестерни распредвала 4216, 402Скачать
Прибавка мощности АВТО за счёт смещения меток ГРМ.Скачать
