Техническое обслуживание газораспределительного механизма

Когда нужно менять цепь

Регламент замены цепи ГРМ требует производить эту процедуру на 50-60 тысячах километров пробега. Считается, что к этому моменту привод приходит в негодность. На практике эта цифра значительно больше, однако состояние приводной цепи рекомендуется проверять уже через 50-55 тысяч километров пробега.

Дело в том, что от длительной работы под нагрузкой металлические звенья цепного привода растягиваются, что приводит к сбою настроек ГРМ и к тому, что интервал замены цепи уменьшается. Соответственно, мотор начинает работать в неблагоприятных для него условиях.

Признаки неправильного газораспределения следующие:

Рывки при движении;
Нестабильная работа силового агрегата;
Трудный запуск;
Перегрев антифриза;
Плохая «приемистость»;
Загорелся чек.

По мере прогрессирования неисправности работа мотора ухудшается, что в конечном итоге приводит к его полному отказу.

При визуальном осмотре цепи и шкивов отмечается смещение меток газораспределения относительно друг друга. Чем больше это смещение, тем более выраженные нарушения возникают в работе двигателя. Привод следует менять только при значительном растяжении и существенном смещении меток. В остальных случаях удается ограничиться ее подтяжкой с помощью предусмотренных для этого механизмов (натяжитель).

Если растяжения цепи не отмечается, но натянуть ее с помощью натяжителя не удалось, должна быть произведена замена башмака натяжителя цепи. Эта же процедура производится, если во время работы двигателя появился шум.

Из чего состоит ГРМ

Устройство газораспределительного механизма состоит из:

одного или более распределительных валов;
впускные клапаны с пружинами, направляющими втулками и крепежами;
выпускные клапаны с пружинами, направляющими втулками и крепежами;
привод распредвала;
толкатели;
штанги;
коромысла;

Распределительный вал 4-х тактного двигателя внутреннего сгорания

Распредвал ДВС делается из стали высокой прочности с дополнительной закалкой или отливается из чугуна. На распределительном вале присутствуют опорные шейки и кулачки. Кулачки занимаются тем, что создают, именно, физическое давление на клапаны, от чего зависит порядок работы ДВС.

С торца распредвал оснащается цепной звездочкой для цепи (в случае, если двигатель с цепной передачей).

Распредвал ДВС вставляется в подшипник качения, который, в свою очередь, устанавливается на головке блока цилиндров. С торца корпуса подшипника устанавливается упорный фланец, который предупреждает осевой люфт (смещение по длине вала).

Толкатели

Толкатель относится к промежуточной детали, который передает усилие штангам клапана от кулачков распредвала. Толкатели, как и вал, изготавливаются из стали высокой прочности или отливкой чугуном.

Виды толкателей клапанов:

Грибовидные.
Роликовые.
Цилиндрические.

Толкатели осуществляют движение в специальных направляющих блока цилиндров или в корпусах прикрепленных к блоку.

Штанги

Штанги клапанов — это, также, промежуточные звенья, которые передают физическое усилие коромыслам от толкателей. Штанги — это пустотелые цилиндрические стержни с наконечниками из стали.

Материал для изготовления штанг клапанов — алюминиевый сплав. Штанги соединяются с толкателями и с коромыслами.

Коромысло или рокер ГРМ

Коромысло, он же рокер — это тот элемент в составе ГРМ, который толкает клапан, то есть является рычагом привода клапана. По виду, коромысло — это рычаг с разными длинами плеч, устанавливается на ось.

Материал для изготовления коромысел / роликовых рокеров — сталь высокой прочности. Монтируется коромысло в спецвтулку на оси, которая крепится на ГБЦ. Для уменьшения трения в паре коромысло-ось, между ними устанавливается защитная втулка.

Впускные и выпускные клапаны

Функция впускного клапана — подавать топливно-воздушную смесь (ТВС) в рабочую камеру сгорания цилиндра, а выпускного — выводить выхлопные газы.

Конструкция клапана проста, состоит из стержня и плоской головки, скошенной под углом 45 градусов. Диаметр головки в несколько раз больше диаметра стержня клапана.

Диаметр головки впускного клапана несколько больше диаметра головки выпускного клапана, потому что объем выхлопных газов больше объема подаваемой ТВС.

Место установки клапанов ГРМ — головка блока цилиндров. Клапан монтируется в седло, установленное в ГБЦ. Материал из которых делается седло клапана — жаропрочный чугун.

Материал впускного клапана — сталь с покрытием хрома (Cr).

Материал выпускного клапана — жаропрочная сталь.

В верхней части цилиндрического стержня клапана создан паз по периметру для установки сухарей, которые фиксируют пружину. Потому как клапан сам подняться не может, после того, как его опустил вниз кулачок распредвала. Для возврата клапана в исходное положение, на стержень клапана надеваются внутренняя и наружная пружины, которые фиксируются шайбами, сухарями в специальный паз. Подробнее об этом смотрите на видео этой статьи.

Клапаны движутся по направляющим втулкам, которые изготавливаются из стали или чугуна. Направляющие втулки соединены с ГБЦ.

Одним из элементов устройства ГРМ, который обеспечивает непопадание масла в цилиндр является колпак. Колпаки изготавливаются из резины, которая выдерживает агрессивную среду и быстро не изнашивается. Колпаки устанавливаются между стержнем клапана и направляющей втулкой.

В новых автомобилях, в основном, монтируют 16-ти клапанные двигатели внутреннего сгорания. Для каждого цилиндра устанавливаются по 2 клапана впуска и по 2 клапана выпуска.

Привод распредвала

Скорость вращения коленчатого вала ДВС в два раза больше вращательной скорости распределительного вала. Передача вращения от коленвала распредвалу ДВС осуществляется ремнем ГРМ или металлической цепью.

Один рабочий цикл равен одному впуску и одному выпуску клапанами, это происходит за один оборот распредвала, то есть за два оборота коленвала.

Ремень или цепь ГРМ

Многие сомневаются, что же предпочесть: цепь или ремень ГРМ? У обоих вариантов есть свои достоинства и недостатки. Рассмотрим для начала плюсы цепи:

более высокий ресурс;
высокая устойчивость к внешним повреждениям: цепь вращается в замкнутом пространстве, ей не страшны перепады температур, влага или пыль, в то время как иногда зимой случается, что порвался ремень ГРМ именно из-за быстрого нагрева-охлаждения;
возможность более точной регулировки: на цепи метки ГРМ можно выставить более точно, таким образом вал станет вращаться с должным усилием, клапаны станут работать точнее, не станут прогорать;
более качественная смазка: во время работы цепь ГРМ постоянно находится в масле, в то время как ремень работает в сухой атмосфере, что негативно сказывается на его ресурсе;
повышенная устойчивость к нагрузкам: цепь лучше выдерживает высокие обороты, если натяжитель работает в штатном режиме, она не станет перескакивать вперед.

Замена свечей зажигания, причины нагара, как часто менять. — здесь больше полезной информации.

К сожалению, идеальным решением цепь не является, имеются и у нее свои недостатки:

Растяжение. С течением времени цепь немного растягивается из-за чего метки на не перестают совпадать. Как показывает практика, за несколько лет эксплуатации ее длина вырастает на пару сантиметров. В результате начинаются проскакивания на несколько звеньев. Как следствие, под капотом начинается сильный рокот, «вылечить» который можно только заменой цепи.
Большой вес. В сравнении с ремнем цепь намного тяжелее. Современные тенденции таковы, что производители стараются делать автомобили как можно более легкими и компактными, чтобы снизить потребление топлива. Речь идет даже и незначительных мелочах, так что от цепи решили отказаться в пользу ремня. Конечно, сегодня есть специальные облегченные варианты, но и в этом случае существенно страдает ресурс цепи.
Объемность. С каждым годом и каждым новым поколением автомобилей пространство под капотом все уменьшается. Ременная передача занимает куда меньше места, чем цепная.

Итак, что лучше: цепь или ремень ГРМ? Какие бы аргументы ни приводились в пользу того или иного варианта, уже сейчас можно сказать точно: автопроизводители выбрали ремни и отказываться от них не планируют, цепи практически полностью вышли из употребления.

Вас заинтересует эта статья — Как отрегулировать развал-схождение своими руками?

Как диагностировать прогорание клапана без демонтажа ГБ

В принципе процедура, как определить прогар клапана, не прибегая к снятию головки блока, была описана выше.

Отметим, что для двигателей, которые предусматривают периодическое проведение процедуры регулировки клапанного механизма, несвоевременное его выполнение также грозит прогаром клапанов. Современные силовые агрегаты оснащаются системой автоматической регулировки теплового зазора, однако и в этом случае любые проблемы, связанные с функционированием гидрокомпенсаторов, также могут привести к частичной деформации поверхности клапанов.

Отметим, что при проведении процедуры регулировки слишком зажатые клапана грозят более серьёзными последствиями, чем недожатые. В частности, это приводит к преждевременному износу стержня и направляющей втулки. А это – деформация механизма, изменение его геометрии со всеми вытекающими последствиями, о которых мы поговорим позже.

Такими же неприятностями грозит работа ЦПГ на обеднённой смеси. Особенно страдают при этом моторы с установленным ГБО, а это тенденция последнего времени, связанная с дороговизной бензина по сравнению со сжиженным газом.

Чаще всего автомобилисты, измерив уровень компрессии и установив, что она не соответствует нормативным показателям, спешат диагностировать неисправность с целью уточнения диагноза, хватаясь за комплект ключей и принимаясь за демонтаж головки БЦ. В принципе в этом нет ничего предосудительного, поскольку устранение неисправности всё равно чревато разборкой силового агрегата.

Но имеется способ, позволяющий определить причину ухудшения характеристик двигателя без его разборки. А если вы будете заранее знать, из-за чего мотор начал сбоить, вы быстрее устраните проблему. Сам способ достаточно простой и требует минимального знания конструкции мотора.

Итак, процедура проверки заключается в следующем:

заводим двигатель, даём ему выйти на рабочий режим;
отсоединяем шланг сапуна и наблюдаем результаты;
если из отверстия просто дует тёплым воздухом без дыма или с минимальной, практически невидимой задымленностью, то дело в прогорании клапанов;
в тех случаях, когда из отверстия валит хорошо различимый дым плотной консистенции с серым оттенком, причём с явно выраженным запахом выхлопа – мы имеем дело с проблемами поршневой группы. Вероятнее всего – с залеганием колец или прогоранием самого поршня;
далее, без оглядки на наличие/отсутствие дыма, выкручиваем свечу из цилиндра, определённого как проблемный. Если повреждена поршневая группа, она будет замасленной, если сухой – то это ещё один довод в пользу наличия проблем с клапанным механизмом.

Если вы определили, что прогорел определённый клапан, можете не сомневаться, что состояние других также не идеально. Убедиться в этом можно, разобрав ГБЦ. Но если состояние других клапанов нормальное, можно поменять только прогоревший, но с обязательной заменой всех маслосъёмных колпачков. И, конечно, не следует забывать о притирке нового клапана.

Перед началом регулировки

Установка ремня производится при отпущенном натяжном механизме ролика-успокоителя. Возможно, регулировку необходимо будет произвести несколько раз, снимая и устанавливая ремень заново со следующей последовательностью: — отпустить стопорный болт натяжного механизма. Он проходит через продольный вырез в шарнире основания; — ослабить ролик руками, обеспечить ему свободный ход и снять ремень; — произвести регулировку ГРМ; — надеть ремень так, чтобы шлицевые насечки совпадали с пазами на шкивах; — натянуть ролик при помощи рычага (монтировки) и затянуть фиксирующий болт; — проверить натяжения ролика: между шкивами он должен проворачиваться на 90°, но не более.

Техническое обслуживание газораспределительного механизма:

При выезде автомобиля в рейс необходимо прослушать двигатель на отсутствие стуков и вибраций при различной частоте вращения коленчатого вала двигателя.

Во время проведения ТО-1 необходимо прослушать работу двигателя, тщательно продиагностировать клапанный механизм ГРМ и отрегулировать зазоры.

Во время проведения ТО-2 производится проверка крышки распределительных шестерен и в случае вибрации подтягивается с помощью специальных болтов.

При обслуживании газораспределительного механизма двигателей автомобилей марки ВАЗ, при пробеге 2000 км, и каждые последующие 30 тыс. км требуется подтяжка гаек крепления корпуса подшипников распредвала ГРМ. А после 15 тыс. км пробега проверяют степень натяжения цепи или ремня распредвала, в случае растяжки подтягиваем. Каждые 30 тыс. км пробега регулируют тепловые зазоры между клапанами и коромыслами.

Если ремень привода ГРМ уже поношенный, существует возможность разрыва ремня, поэтому соблюдайте сроки замены ремня ГРМ заявленные производителями.

Звучит довольно сложно. Какая стоимость замены ремня ГРМ?

Многие меняют ремень ГРМ на сервисе, все таки процедура не из простых, и если вы не уверены, что справитесь с ней должным образом, лучше доверить выполнение процедуры людям, которые зарабатывают себе этим на хлеб. Выбирать нужно все же надежное СТО, памятуя, какие трудности может повлечь обрыв ремня.

В среднем, цена комплекта ремня ГРМ на сервисе составит около 4-5 тысяч рублей, примерно столько же возьму и за работу. Поэтому, собираясь поменять ремень ГРМ на СТО в 2020 году, стоит ориентироваться на цифры в районе 10,000 рублей. Точнее можно сказать, рассматривая конкретное авто.

Стоимость замены ремня ГРМ своими руками будет естественно ниже, ведь тут нужно считать только цены на все детали комплекта. К тому же, здесь есть более широкий выбор среди оригинала или аналогов, и нет наценки СТО. Таким образом, поменять ремень ГРМ самостоятельно будет стоить около 3250 рублей — такова средняя цена, основанная на стоимости 10 разных комплектов (без учета помпы) для популярных автомобилей.

Объективно оценивайте свои силы и выбирайте тот вариант замены ремня ГРМ, который подходит вам больше всего.

Устройство газораспределительного механизма

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

Распределительный вал. Это сложная по конструкции деталь, которая изготавливается из прочной стали или чугуна с высокой точностью обработки. В зависимости от конструкции ГРМ распредвал может устанавливаться в головке блока цилиндров или в картере двигателя (такая компоновка сейчас не применяется). Это основная деталь, которая отвечает за последовательное открытие и закрытие клапанов.
Распределительный вал На валу имеются опорные шейки и кулачки, которые и толкают стержень клапана или коромысло. Форма кулачка имеет строго определенную геометрию, поскольку от этого зависит длительность и степень открытия клапана. Также кулачки выполнены разнонаправленными, чтобы обеспечивать попеременную работу цилиндров.
Привод. Крутящий момент от коленчатого вала передается через привод на распределительный вал. Привод бывает разным в зависимости от конструктивного решения. Шестерня коленвала в два раза меньше шестерни распредвала. Таким образом, коленчатый вал вращается в два раза быстрее. В зависимости от типа привода в его состав входят:
- цепь или ремень;
шестерни валов;
натяжитель (натяжной ролик);
успокоитель и башмак.
Впускные и выпускные клапаны. Они расположены в головке блока цилиндров и представляют собой стержни с плоской головкой на одном конце, которая называется тарелкой. Впускные и выпускные клапаны отличаются по конструкции. Впускной изготавливается цельной деталью. Также он имеет больший диаметр тарелки для обеспечения лучшего наполнения цилиндра свежим зарядом. Выпускной часто изготавливают из жаропрочной стали и с полым стержнем для лучшего охлаждения, так как в работе он подвергается более высоким температурам. Внутри полости находится натриевый наполнитель, который легко плавится и отводит часть тепла от тарелки к стержню.
Впускные и выпускные клапаны с пружинами 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:

Пружины. Возвращают клапаны в исходное положение после нажатия.
Направляющая втулка. Устанавливается в корпус ГБЦ и обеспечивает точное движение клапана.
Сухари. С их помощью пружина крепится на стержне клапана.
Толкатели. Через толкатели передается усилие от кулачка распредвала на стержень. Изготавливаются из высокопрочной стали. Они бывают разных видов (механические (стаканы), роликовые, гидрокомпенсаторы). Тепловой зазор между механическими толкателями и кулачками распредвала регулируется вручную. Гидрокомпенсаторы или гидротолкатели автоматически поддерживают нужный тепловой зазор и не требуют регулировки.
Коромысло или рычаги. Простое коромысло представляет собой двуплечный рычаг, который совершает качательные движения. В различной компоновке коромысла могут работать по-разному.
Коромысло
Системы изменения фаз газораспределения. Данные системы устанавливаются не на все двигатели. Более подробно про устройство и принцип работы CVVT можно прочитать в отдельной статье на нашем сайте.

Устройство газораспределительного механизма

Газораспределительный механизм состоит из следующих элементов:

Распределительный вал — изготовляется из чугуна или стали — в задачу которого входит открывание/закрывание клапанов газораспределительного механизма при работе цилиндров. Он монтируется в картере, который перекрывает крышка газораспределительного механизма, или в головке блока цилиндра. При вращении вала на цилиндрических шейках происходит воздействие на клапан. На него воздействуют кулачки, расположенные на распределительном валу. На каждый клапан воздействует свой кулачек.
Толкатели, изготовленные также из чугуна или стали. В их задачу входит передача усилия от кулачков на клапаны.
Клапаны впускные и выпускные. В их задачу входит подача топливно-воздушное смеси в камеру сгорания и удаления отработочных газов. Клапан представляет из себя стержень с плоской головкой. Основным отличием впускных и выпускных клапанов является диаметр головки. Впускной состоит из стали с хромированным покрытием, а выпускной — из жаропрочной стали. Клапанный стержень изготавливается в виде цилиндра с канавкой, необходимой для фиксирования пружины. Клапана двигаются только по направлению ко втулкам. Чтоб масло не попадало в камеру сгорания цилиндра, производят установку уплотнительного колпачка. Его изготавливают из маслостойкой резины. На каждый клапан крепятся внутренняя и наружная пружина, для крепления используют шайбы, тарелки.
Штанги. Они необходимы для передачи усилия от толкателей к коромыслу.
Привод газораспределительного механизма. Он передает вращение коленвала на распредвал и тем самым приводит его в движения, причем движется он со скоростью в 2 раза меньше, чем скорость коленвала. На 2 вращения коленвала распредвал делает 1 вращение — это и называется рабочим циклом, при котором происходит 1 открытие клапанов.

Схема устройства ГРМ Таково устройство ГРМ и общая схема газораспределительного механизма. Теперь следует разобраться, каков принцип работы газораспределительного механизма.