ГРМ двигателя или газораспределительная система – это важнейшая составляющая любого мотора. Она несет ответственность за правильное распределение рабочих газов в цилиндрах, что гарантирует его эффективную работу. Сейчас мы рассмотрим подробнее, что такое ГРМ, как он устроен в четырехтактном моторе и принцип его работы.
ГРМ что это такое
Механизм газораспределения — это неотъемлемая часть всех моторов, он ответственен за контроль клапанов. Важность газораспределительной с-мы состоит в том, что без правильной ее работы мотор не сможет адекватно функционировать. Именно в отверстия открывающихся клапанов смесь проникает в цилиндры, а остаточные газы выходят через выпускной коллектор.
Чтобы функционирование ГРМ была оптимальным, нужна высокая точность, и погрешности недопустимы, потому что ключевые процессы должны протекать в точные промежутки времени. Помимо этого, надежность компонентов газораспределительного механизма тоже играет большую роль в функционировании двигателя.
Устройство ГРМ
Об устройстве газораспределительного механизма расскажу по его основным элементам:
- Распределительный вал. Этот компонент обычно производится из закаленных черных металлов (чугун, сталь), и его роль в работе газораспределительного механизма очень важна. Важнейшая его функция – управление движением клапанов для их открытия и закрытия в определенное время. Обычно его (их) монтируют в голове блока (ГБЦ). При прокрутке он задействует кулачки, которые при этом регулируют работу клапанов, открывая или закрывая их. Все клапаны имеют личный кулачок, который давит только на 1.
- Толкатели. Они производятся из того же материала, что и распредвал. Их обязанность состоит в том, чтобы переправлять усилие на клапаны от кулаков распределительного вала.
- Клапаны. Как говорилось ранее, они отвечают за открытие и закрытие отверстий в камере сгорания. Сам клапан выглядит как стержень с плоской верхней частью, а основным отличием между клапанами на впуск и выпуск является диаметр верхней части. Чаще всего, впускные производят из стали с хромом на поверхности, а выпускные делают из жаропрочной стали. Все клапана фиксируются благодаря пружинам, шайбам и тарелкам.
- Штанги. Их немаловажное действие, состоит в том, чтобы переправлять усилие идущее от толкателей прямо к коромыслу.
- Привод ГРМ. С помощью него, от коленвала вращение переходит на распредвал, благодаря чему распредвал начинает вращение. Но прокручивается он только один раз за два оборота коленвала, и за этот промежуток рабочий цикл производится единожды.
Принцип работы
Чтобы понять, как работает газораспределительный механизм, рассмотрим четыре фазы его работы:
- Все начинается с подачи горючей смеси в камеру сгорания благодаря коленвалу, прокручивающему поршень. Когда впускной клапан(-ы) открывается, горючая смесь насыщает камеру сгорания. Впоследствии, клапан работающий на впуск закрывается. Коленвал же в этот момент делает оборот на 180 градусов.
- Как только поршень достигнет нижней мертвой точки (НМТ), он изменяет свое движение обратно к верхней точке (ВМТ). В этот промежуток времени смесь в цилиндре сжимается. Когда поршень приблизится к ВМТ, фаза под названием “сжатие” закончится. Коленвал же проходит полный оборот.
- Рабочий цикл начинается с воспламенения смеси при помощи свечей, в момент нахождения поршня в ВМТ, когда смесь уже достаточно сжалась. Затем газы, полученные при сгорании, сильно давят на поршень, и он перенаправляется обратно к НМТ. Когда он достигнет ее, фаза под названием “рабочий ход” заканчивается.
- Поршень снова перенаправляется вверх, при помощи коленвала, наряду с этим выпускной клапан (-ы) открывается. Поршень выталкивает газы из камеры, которые появились после сгорания смеси. Освободив камеру, он начинает обратное движение. Когда НМТ будет достигнута, фаза удаления газов заканчивается, а коленвал проходит два полных оборота.
Виды механизма газораспределения
Типы ГРМ в двигателях могут различаться по многим параметрам. Ниже будет подробно рассмотрена классификация ГРМ.
По приводу
Имеется 3 вида привода распредвала ГРМ:
- Первый тип – шестеренчатый привод. Коленвал и распредвал связываются зубчатым приводом, используя шестерни. Основное преимущество данного привода – высокая долговечность.
- Второй тип — цепной привод, это самый надежный тип, относительно других приводов. Однако его применение требует необходимых условий. Для снижения колебаний цепи могут быть использованы успокоители, а натяжение регулируется натяжителями. Если в моторе присутствует не один вал, тогда использоваться могут пару цепей.
- Третий тип — ременный привод, он не нуждается в смазке, как цепной, но его запас хода небольшой и обычно составляет 70 000-100 000 км пробега в среднем. Ремень гораздо проще применять и заменять, он экономичнее и выполняет свою роль практически бесшумно.
| Тип ГРМ по способу привода | Особенности | Фото |
|---|---|---|
| Шестеренчатый | Вращение от коленчатого вала к распределительному (-ым) передается шестернями. В современных моторах используется нечасто. |  |
| Цепной | Цепь передает вращение от коленвала распредвалам. В идеале самый надежный вариант. |  |
| Ременной | Распредвалы с коленвалом связывает зубчатый ремень. Самый простой в обслуживании вариант. |  |
Загрузка ...
По количеству распредвалов
В рядных моторах могут применяться как пару распределительных валов, так и один. ГРМ, имеющий единичный распредвал, отмечается аббревиатурой SOHC, а с парой распредвалов – DOHC. Каждый из распредвалов может нести в себе функцию открытия клапанов. В двигателях V-образной конфигурации ставятся по четыре распредвала, два для каждого ряда цилиндров.
По количеству клапанов
Исходя из количества клапанов присутствующих на одном цилиндре, изменяется форма распредвала, а также количество кулачков. В двухклапанном моторе первый клапан отвечает за впуск, а второй за выпуск. Трехклапанные моторы содержат в себе два клапана на впуск и один на выпуск. Четырехклапанные двигатели содержат по два клапана на впуск и выпуск, а у пятиклапанных — три идет на впуск и два на выпуск. Если увеличить объем клапанов на впуске, то это приведет к увеличению объема смеси, в камере, что может увеличить мощность и динамику авто. Однако величина камеры сгорания и форма распредвала ограничиваю численность клапанов. Самая популярная схема ГРМ — четырехклапанная.
| Тип ГРМ по числу клапанов на цилиндр | Особенности | Фото |
|---|---|---|
| Двухклапанный | 1 - впуск 1 - выпуск |  |
| Трехклапанный | 2 - впуск 1 - выпуск |  |
| Четырехклапанный | 2 - впуск 2 - выпуск |  |
| Пятиклапанный | 3 - впуск 2 - выпуск |  |
По расположению распредвалов
Есть два варианта местоположения распредвала: сверху и снизу.
При нижнем расположении распредвала, он монтируется в блок цилиндров, вблизи коленвала. В данной модели кулачки переправляют усилие на толкатели, которые через специальные штанги соединяются с коромыслами. Такое расположение не является оптимальным, однако у него есть свои плюсы, например надежная коммуникация распределительного вала с коленвалом. В нынешних моторах такая вариация расположения не используется.
Верхнее расположение подразумевает собой нахождение распредвала в ГБЦ, поверх клапанов. В данном положении также применяются различные системы по управлению клапанами, к примеру толкатели, коромысла или рычаги. Это устройство проще, надежнее и занимает меньше места. Поэтому именно оно применяется в нынешних двигателях.
ГРМ с изменяемыми фазами
Механизм преобразования времени открытия клапанов в двигателях, известный как переменное фазирование газораспределения, используется для большей продуктивности и экономичности. На сегодняшний день система часто применяется вместе с системой изменения высоты подъема клапанов.
Существует несколько способов изменения фаз газораспределения, в них входят: механический, электрогидравлический и конструктивный методы, например, без кулачков.
Ременной и цепной привод ГРМ: какой надежнее
В идеале, цепной привод ГРМ должен функционировать бесперебойно в течение всей жизни машины. Однако на практике бывают случаи, когда эту систему приходится ремонтировать на пробегах, сравнимых с ресурсом ремня ГРМ. Однако все зависит от строения конкретного двигателя, а также эксплуатационных условий. В среднем, цепь служит до 200 000 км.
По мнению большинства привод на цепи надежнее, поскольку, он не ломается внезапно, а постепенно теряет свои свойства. Обычно цепь, находясь в неисправном состоянии, начинает издавать необычные звуки, что говорит о том, что её пора заменить. Кроме того, чрезмерное растяжение цепи бывает обнаружено электроникой, и на приборке появляется Check Engine.
Однако цепь имеет свойство растягиваться, и это совсем не безопасно. При запуске холодного двигателя или быстром разгоне цепь может перепрыгнуть пару зубов по шестерням, что неминуемо нарушит фазы газораспределения. В конечном итоге это может закончиться катастрофическим столкновением клапанов с поршнями. Поэтому необходимо периодически контролировать состояние цепи, хотя и не так часто, как состояние ремня.
Поломки
Неправильная работа ГРМ может проявляться разными вариациями, но самые частые неполадки включают:
- Уменьшение компрессии. Обычно, когда поверх клапана образуется нагар, раковины, или вовсе случается прогорание, в ГРМ может возникнуть снижение компрессии. Поводом для этого служит не тесное прилегание впускных и выпускных клапанов к седлам. Доп. факторами, которые могут повлиять на данную проблему, являются искривление ГБЦ, неполадки с пружинами, заедание клапанов и неверные зазоры.
- Нехватка мощности, троение. Это возникает, когда клапаны не в силах полностью открыться, и смесь не успевает полностью проникнуть в камеру сгорания. Причиной этому может быть большой тепловой зазор или неполадки с гидрокомпенсатором.
- Простой износ. Любые компоненты всегда будут подвержены механическому износу. Этот вид износа обычно возникает при достаточно длительном сроке эксплуатации двигателя, а также при его функционировании в нестандартных режимах.
- Также возможны неполадки из-за изнашивания ремня или цепи, которые имеют определенный гарантированный срок эксплуатации.
Проверка ГРМ
В газораспределительном механизме могут возникать две главные неисправности: клапаны не прилегают к седлам и у них ограничен ход.
Если клапаны действительно неплотно сидят, то это будет проявляться в виде хлопков, которые происходят во впускной или выпускной трубе, и потери мощности. Ограничение хода клапанов же приведет к тому, что они не будут открываться до конца, вследствие чего также произойдет потеря мощности.
При не полностью открывающихся клапанах, мотор теряет мощность, а также издает металлические стуки. Данная неисправность происходит, если между стержнем клапана и носком коромысла образуется сильный зазор.
К типичным неполадкам ГРМ также следует отнести износ шестерен распредвала, толкателей, направляющих втулок и осей коромысел и сдвиг с места самого распредвала.
Из практики видно, что около четверти всех сбоев двигателя связано с газораспределительным механизмом, и для устранения этих сбоев и починку газораспределительной системы уходит половина времени, затраченного на обслуживание. Для выявления неполадок пользуются следующими методами:
- определение фаз газораспределительного механизма авто;
- измерение зазора клапана и коромысла;
- измерение зазора клапана и седла.
Если материал был полезен, напишите комментарий. Если оказался бесполезен или неточен, тем более пишите.
