Работа привода ГРМ «без шума и пыли»

Моторная цепь, зубчатый ремень – преимущества и недостатки

 

В высокофорсированных моторах европейских автопроизводителей для привода ГРМ с 50-х годов и вплоть до конца 80-х преобладало использование моторных цепей. В отечественном же автопроме стали массово применять цепи только в 80-х, а до этого же конструкторы в основном прибегали к шестеренчатому приводу.

Безусловно, цепной привод работал намного тише, для его эффективной работы не требовалось чуть ли не ювелирной точности установки распредвалов, точной выдержки зазоров, контроля одинаковой твердости компонентов, отпала необходимость в муфтах гашения крутильных колебаний.

Примерно в одно время с моторными цепями в механизмах ГРМ стали использовать зубчатые ремни: к этому времени появились материалы и технологии, на основе которых промышленность освоила выпуск достаточно надежных и в то же время значительно более дешевых, чем цепи, ремней.

Надо заметить, что цепи в приводах ГРМ еще достаточно распространены, поскольку имеют свои немалые преимущества: в большинстве современных авто обрыв зубчатого ремня приводит к серьезной поломке двигателя, тогда как изготовленная из качественных материалов цепь, регулярно смазываемая соответствующей смазкой, может служить практически в течение всего срока эксплуатации машины. Обрывы цепей крайне редки и связаны, как правило, с неисправностями либо износами не цепей, а звездочек или каких-то иных деталей конструкции, например натяжителя. Но чаще всего выход из строя цепной передачи происходит из-за неквалифицированного обслуживания машины, в результате которого под цепь попадают посторонние предметы.

При покупке автомобиля с пробегом, в случае когда есть сомнения в его реальном пробеге, специалисты настоятельно рекомендуют первым делом поменять ремень ГРМ, а вместе с ним помпу, натяжной и направляющие ролики. И все это может стать в копеечку. Один из недостатков ремней – «непереносимость» попадания на их поверхность ГСМ, которые могут появляться, например, за счет износа сальников, и любых других химически активных веществ. Значительно возрастает износ ремня при попадании на него любых абразивных частиц, поэтому необходимо следить за целостностью и надежностью защищенности ремня специальным кожухом.

В цепном приводе ГРМ гидронатяжитель автоматически поддерживает необходимую натяжку цепи, выдерживая минимально допустимый люфт, у подавляющего же большинства двигателей ремни натягиваются вручную, с помощью смещения специального натяжного ролика, хотя сегодня есть и примеры использования в двигателях Ford, Mitsubishi и некоторых других автоматических гидромеханических натяжителей ремня.

Цепной привод ГРМ практически всегда использовался в престижных моделях BMW, Jaguar, Mercedes-Benz. Хотя есть примеры использования моторных цепей и в конструкциях компактных двигателей: роликовая цепь в механизме привода ГРМ позволяет укоротить длину мотора на 20…25 мм, зубчатый же ремень с шириной до 30 мм такой возможности не дает. Тенденцией последнего времени является рост популярности цепных передач в приводах ГРМ. Применяются одно- и двухрядные роликовые цепи, причем последние чаще, т.к. они меньше подвержены растяжениям и износу.

Однако если посмотреть на общую статистику производства двигателей, то зубчатый ремень сегодня все-таки занимает главенствующее положение. Ремни более выгодны автопроизводителям: зубчатый ремень позволяет снизить себестоимость производства машины, ведь узел цепного привода стоит дороже. Также цепь создает повышенный шумовой фон, при использовании цепной передачи появляется необходимость применения натяжных приспособлений, усложняется конструкция блока и головки, масса узла цепной передачи заметно выше массы ремня. Ремень же не требует смазки, она даже ему «противопоказана», как писалось выше, а гибкость зубчатого ремня открывает конструктору возможность дополнительного «маневра» при проектировании новых двигателей.

На что обращать внимание, работая с зубчатым ремнем

В узел ременного привода входят следующие компоненты: зубчатый шкив коленчатого вала, ремень ГРМ, натяжной ролик, шкив помпы, хотя последний элемент во многих конструкциях имеет отдельный привод. В зависимости от конструкции двигателя в узел могут быть включены один или даже несколько паразитных роликов.

В случае автомобиля «со стажем» на ресурс привода ГРМ существенно влияет состояние посадочных поверхностей зубчатых шкивов. Появление биения этих поверхностей – а такое явление часто возникает после некачественного ремонта – резко снижает ресурс ремня. Отрицательно влияет на срок службы ремня и износ рабочих поверхностей шкивов. В результате износа диаметр шкива хоть и очень незначительно, но уменьшается, а это приводит к изменению шага зубьев шкива. Возникает несоответствие между шагом зубьев шкива и ремня, и ремень начинает «провисать» на шкиве. Со шкивом начинают контактировать только те зубья, которые располагаются вблизи захода на шкив и схода с него, поэтому нагрузка на эти зубья в разы возрастает и происходит разрушение этой части зубьев, а затем, если не принять меры, возможен и разрыв ремня.

Определившись с состоянием шкивов, следует внимательно осмотреть сам ремень.

Конечно, когда ремень установлен на шкивах и закрыт кожухом, то осмотреть его сложно, тем более что для тщательного осмотра требуется изучить не только наружную, но и внутреннюю сторону ремня, вывернув его зубьями наружу: именно там часто можно обнаружить трещины. Снять ремень желательно, даже если требуется выполнить некоторые демонтажные работы. Хотя во многих автомобилях, сняв защитную крышку с фронтальной части двигателя, очень хорошо можно рассмотреть состояние ремня.

Осмотр необходим для выявления явных дефектов – трещин, раскрошившихся или срезанных зубьев, надрывов. К сожалению, состояние материала ремня визуально определить практически невозможно. Автору известен случай, когда визуальный осмотр при 100 000 км пробега показал отличное состояние зубчатого ремня, а через 500 км он порвался.

В общем случае специалисты рекомендуют менять ремень после 60–70 тыс. км пробега, объясняя это тем, что, во-первых, к установленной норме пробега нужно приплюсовывать износ ремня, получаемый, когда он интенсивно работает при зимних прогревах двигателя, в процессе нахождения в пробках и т.д., а во-вторых, это наиболее безопасный пробег для зубчатого ремня при любом стиле езды. Манера езды, конечно, оказывает немаловажное влияние на «жизненный» ресурс ремня: агрессивный стиль, с резким переключением скоростей и вдавливанием педали газа «в пол», безусловно, сокращают срок службы не только зубчатого ремня, но и всех механизмов автомобиля.

Надо сказать, что сегодня в продаже представлены ремни корейского производства, интервал замены которых не превышает 40 000 км пробега. Также можно найти ремни, на которые нанесено покрытие из политетрафторэтилена, в быту называемое тефлоном. Покрытие уменьшает трение ремня, увеличивает износостойкость. У некоторых ремней с внутренней стороны, где расположены зубья, или же с обратной, плоской стороны наносится дополнительный тканевый слой, который служит для придания ремню жесткости и предотвращает возможности перекоса ремня в работе и износ боковин. Производители подобных зубчатых ремней гарантируют их надежную работу на протяжении 100–150 тыс. км пробега, но массового распространения такие инновационные ремни пока не получили. Безусловно, известны случаи, когда ремни «выхаживают» до 250 тыс. пробега и даже более, но езда с таким ремнем – это большой риск.

Следует также отметить, что если за 70 000 км пробега качественный ремень чаще всего не претерпевает большого износа, то ролики изнашиваются заметно. Ремень же в подавляющем большинстве случаев рвется не из-за собственного износа, а вследствие заклинивания одного из роликов или распредвала либо слишком большого углового ускорения на шкиве, неправильно выполненной натяжки, нарушения соосности, когда шкивы и ролики находятся не в одной плоскости и ремень работает с перекосом, и еще массы причин. Сильное же повреждение ремня, скорее всего, означает попадание в привод постороннего предмета.

Наряду с визуальным контролем состояния ремня не менее важно контролировать его растяжение и при необходимости восстанавливать нужный уровень натяжки. Состояние ремня рекомендуется контролировать через каждые 50 000 км пробега, а если появляется повышенный шум со стороны двигателя, особенно при пуске холодного мотора, то это сигнал, который может означать, что ремень ГРМ растянут и его необходимо срочно подтянуть, либо самостоятельно, либо обратившись на СТО. Даже сильно изношенный ремень, если его натянуть и убрать провисание, вполне сможет пройти еще минимум 10 000–20 000 км. Если же не принять мер, не подтянуть ослабленный ремень, то можно уверенно ждать в скором времени, что часть зубьев ремня будет срезана, а может, и сразу ремень будет разорван.

Для проверки натяжения ремня может понадобиться демонтаж некоторых элементов двигателя. Например, в Chevrolet нужно снимать воздушный фильтр и крышку ГРМ. Натяжку ремня определяют на свободном участке его маршрута, пробуя перекрутить ремень вокруг его оси двумя пальцами. Если получается закрутить ремень вокруг своей оси на 90°, то натяжка ремня в норме. Перетянутый же ремень быстро выведет из строя натяжной ролик и помпу. А зубья недостаточно натянутого ремня могут вполне перескочить на шкиве на один или несколько шагов, что вызовет нарушение фаз газораспределения, при которых двигатель начинает работать нестабильно и не развивает номинальной мощности.

Устанавливаемый ремень должен быть изготовлен производителем, которого рекомендует автопроизводитель. Приобретая новый ремень, необходимо убедиться, что срок его хранения не превышает 5 лет – именно столько времени, и не более, рекомендуют хранить ремни большинство производителей. Однако дата производства ремня обычно наносится на его наружную поверхность, а вытаскивать и затем засовывать ремень обратно в упаковку крайне нежелательно. Для продольной устойчивости приводного ремня в его оболочку, изготовленную из синтетического неопренового каучука, включен гибкий корд из стекловолокна. Силовой каркас позволяет почти полностью предотвратить растяжение ремня, но на таких ремнях производитель наносит предупредительную надпись «Не сгибать», в связи с тем что стекловолоконный корд не терпит значительных перегибов. При сгибе ремня с небольшим радиусом запросто могут появиться трещины, снижается допустимое усилие растяжения. Поэтому дату выпуска ремня следует искать на упаковке.

Установку ремня должен выполнять профессионал, лучше, если это будет опытный специалист, гарантирующий, что зона действия ремня максимально защищена от попадания пыли, грязи, влаги, масла, а сам ремень правильно натянут. Соблюдая требования автопроизводителя и используя ремни высокого качества от известных брендов, водитель гарантированно снимает какие-либо проблемы, связанные с работой привода ГРМ. Более того, качественная работа привода повысит экономичность двигателя и надежность работы автомобиля в целом.