Цепи и ремни – соревнование без победы

Цепи – на них можно надеяться?

Сегодня используется три основных схемы, по которым работает привод распределительного механизма автомобиля: с использованием шестерен, при помощи зубчатого ремня, надетого на зубчатые шкивы, и цепи, приводимой в движение звездочкой коленвала.

Привод шестернями можно встретить в основном на старых двигателях, в конструкциях с нижним расположением распределительного вала. Это конструкторское решение не востребовано сегодня прежде всего из-за массивности шестеренчатого узла, его значительных габаритов, а также заметного шумового фона, создаваемого при контакте зубьев шестерен. Хотя, безусловно, конструкция имеет плюсы, среди которых основными являются простота и надежность.

Значительно большее распространение получили приводные цепи и зубчатые ремни. К главным преимуществам цепного привода ГРМ относится высокая надежность. Его применение для некоторых автопроизводителей является традицией, например, Mercedes-Benz производит моторы только с цепью, так же поступают и конструкторы BMW.

В промышленности используется множество видов цепей, но в автомобилях применяются в основном т.н. цепи Галля, или втулочно-роликовые цепи, представляющие собой разъемное соединение шарнирно соединенных валиками и втулками наружных и внутренних роликовых пластин. За счет того, что число звеньев может меняться, цепи изготавливаются разной длины, в соответствии с конкретными требованиями кинематической схемы, в работе которой они участвуют.

В конструкциях двигателей применяются приводные втулочные одно- и двухрядные цепи, отличающиеся износостойкостью и низким трением. Для уменьшения износа втулок на них надевают ролики с цементированной наружной поверхностью. Такие втулочно-роликовые цепи характеризуются уменьшенной шумностью за счет смягчающего зазора между роликом и втулкой, им свойственна высокая износостойкость даже при работе на очень высоких оборотах. Допустимая скорость цепи составляет от 8 до 15 м/с и ограничивается износом шарниров и шумом передачи. Но в цепных приводах с высоким качеством обработки сопрягаемых деталей, изготовленных из современных износостойких материалов, при эффективном смазывании скорость может достигать 35 м/с и более.

До последнего времени в приводах ГРМ использовались в основном двухрядные цепи, иногда даже трехрядные. Однако в последнее время, подчиняясь тенденции создания более компактных и легких двигателей при сохранении прежней мощности, конструкторы стали чаще использовать однорядные цепи. Появились и новые материалы, способные выдерживать значительные нагрузки при небольшой металлоемкости. Сегодня не редкость, когда цепь ГРМ легкового автомобиля внешне напоминает велосипедную.

Двухрядные цепи, безусловно, надежнее: обрыв одного звена не приводит к обрыву всей цепи, как в случае с однорядной. Да и нагрузка на детали приводной конструкции распределяется равномерно, за счет этого звездочки и цепи изнашиваются медленнее, несмотря на использовании менее прочных, чем ныне, сплавов.

И все же у цепных приводов ГРМ есть свои немалые плюсы. Цепь, находясь внутри двигателя, постоянно смазывается и полностью защищена от любых внешних воздействий, т.е. ни погодные условия, ни повышенная запыленность или влажность на работу цепи повлиять не могут.

Еще одним аргументом в пользу цепей является точное выдерживание фаз ГРМ. Все-таки современная цепь, даже однорядная, не говоря о двухрядной, растягивается крайне медленно, и это гарантирует сохранение высоких мощностных характеристик при эксплуатации двигателя на высоких оборотах, сохранение точной установки валов.

Срок эксплуатации цепей, особенно двухрядных, существенно превосходит эксплуатационный ресурс зубчатых ремней, он составляет в среднем 200 000 – 250 000 км. Конечно, прогресс не стоит на месте, и сегодня в Европе в моделях Ford Fiesta, B-Max, Focus и других устанавливают 1,0-литровый двигатель EcoBoost, в котором предусматривается интервал замены ремня ГРМ через 10 лет эксплуатации или при пробеге в 240 000 км.

Но в целом цепи значительно более износостойкие, по сравнению с ремнями, и если водитель регулярно следит за их натяжением и смазкой, то достаточно часты случаи, когда цепь не меняется в течение всего срока эксплуатации двигателя. Весомым положительным фактором цепей также является их способность длительное время работать в самых нагруженных режимах без изменений в фазах газораспределения, вызываемых, как известно, при перескакивании цепи на звездочке на один-два зуба. Ценным качеством цепей является возможность точного согласования работы всех элементов ГРМ, расположенных на достаточно отдаленном линейном расстоянии в конструкциях некоторых двигателей.

К главным недостаткам цепей относится их шумность. Хотя порой этот фактор играет положительную роль: повышенная шумность сигнализирует водителю о необходимости подтянуть цепь. Но в современных двигателях благодаря планкам-ускорителям, а также использованию натяжителей и прорезиненных звездочек работа цепей с точки зрения шума мало чем отличается от работы ременной передачи.

Поэтому специалисты рекомендуют не полагаться на слух, а контролировать состояние цепи каждые 100 000 км пробега. Хоть и редко, но цепи рвутся, причем зачастую не от собственного износа, а из-за попадания посторонних предметов под цепь или износа сопрягаемых деталей, часто преждевременный выход цепи из строя связан с недостатком смазки. Для цепи крайне важно соблюдение рекомендаций автопроизводителя в отношении количества, марки масла и интервалов его замены. Эффективность работы натяжителя, прямо влияющего на эксплуатационный ресурс цепи, зависит от давления в системе смазки. Если водитель не заметит вовремя падения уровня масла, то это в первую очередь проявится в ослаблении натяжения цепи.

При разрыве тяжелая металлическая цепь может отбивать куски металла, повреждаются поршни и клапаны. Редко обрыв заканчивается «легким испугом», чаще автовладельца ожидает дорогостоящий ремонт. Для предотвращения необходимо контролировать выход штока натяжителя, износ зубьев звездочек, которые видны после демонтажа крышки. С помощью диагностического компьютера-тестера можно определить сдвиг фаз газораспределения, но наиболее доступный способ, как писалось выше, это обратить внимание на повышенный шум. Необычные звуки – стук, треск, особенно если они возникают сразу после пуска или при длительной работе на холостом ходу, – являются поводом безотлагательно посетить СТО. Следует помнить, что при замене цепи меняются и звездочки, и направляющие.

Компания «СибСпецДеталь» многие годы успешно занимается производством запчастей на ВАЗ, ГАЗ, предлагая обширный выбор крестовин, шрусов, амортизаторов, сцеплений, маятниковых рычагов и т.д. В конце прошлого года компания вывела в продажу и новый продукт – комплект привода ГРМ с двухрядной втулочно-роликовой цепью для двигателей ЗМЗ 406, 405, 409. Производитель заявляет, что новые комплекты имеют ресурс работы до 250 000 км пробега. Привод обеспечивает подъем мощности двигателя более чем на 10% за счет снижения трения в цепной передаче, снижается расход топлива.

Многие отечественные водители отдают предпочтение продукции ООО «Автомобильный стандарт». Компания выпускает запчасти для двигателей ВАЗ, ЗМЗ. Производитель предлагает комплекты ГРМ с двухрядными и однорядными втулочно-роликовыми цепями. Вместо цепей на 72 и 92 звена в некоторых комплектах используются сокращающие энергопотери цепи 70/90 звеньев. В таких цепях за счет пониженного, по сравнению с конкурентами, трения не происходит интенсивного нагрева цепи, износ и звездочек, и звеньев цепи минимальный, башмаки натяжения и успокоители имеют значительной срок службы.

Из иностранных компаний выделяются отличным качеством цепи ГРМ немецкой компании Iwis. Ими, как правило, комплектует свои ремкомплекты ГРМ компания Swag, известный в мире поставщик запчастей для автотранспорта.

Заказы на запчасти размещают у разных производителей компании Ruville, Febi – известные европейские поставщики автокомплектующих. Специалисты этих компаний стремятся производить максимально возможный контроль за соблюдением технологий при изготовлении, но все же качество поставляемых деталей иногда вызывает сомнения.

Компании Dello, AutoMega, Hans Pries (прежнее название Topran) и другие подобные им предлагают под своим брендом цепи, изготовленные, как правило, в странах третьего мира. Цена продукции «демократичная», но и качество часто хромает.

Ремни – достойные конкуренты цепей?

Привод ГРМ зубчатым ремнем получил в настоящее время более широкое распространение, чем цепью. Себестоимость ремня ниже стоимости цепи, да и заменить ремень на новый – процедура намного более легкая, чем замена цепи ГРМ, и главное – более дешевая. Замена ремня обходится автовладельцу раза в три дешевле, чем замена цепи, а если меняется цепь на V-образном двигателе, то разница может быть и еще большей. Ремень легче цепи, не подвержен коррозии, не растягивается вследствие износа – максимально допустимое удлинение до 0,3%, при его работе шума возникает меньше, и к тому же ременная передача не требует смазки, позволяет упростить всю конструкцию привода.

Надо также сказать, что конструкции ремней постоянно модернизируются, появляются все новые и новые материалы, эксплуатационный ресурс ремней постоянно растет. На последних двигателях прослеживается тенденция применения ремней с более широкими и высокими зубьями, имеющими сложные эвольвентные профили, в отличие от применявшихся традиционно трапецеидальных. Уже не редкостью являются ремни, рассчитанные на 120 000–150 000 км пробега.

Но все-таки в наших условиях после пробега в 60 000–70 000 км ремень лучше заменить. Материал зубчатых ремней может менять свои свойства при низких зимних температурах, на ресурс ремня в значительной степени влияет его защищенность от попадания любых загрязнений, особенно абразивной пыли и масла.

Рынок ремней отличается наличием немногочисленной группы производителей – лидеров, контролирующих до 95% всех продаж запчастей ГРМ. Номенклатура ремней большая, они отличаются шагом, профилем зуба. Сегодня торговля предлагает только 36 типоразмеров ремней различной ширины, от 8,6 до 36 мм. Хороший продукт должен характеризоваться оптимальным соотношением уровня цена/качество, этому критерию соответствуют в полной мене ремни компании Gates (США), немецких ContiTech, Optlbelt – эти производители и лидируют по уровню продаж. Bosсh, TWR, Lemforder, Roulunds, Mitsuboshi и подобные им бренды, предлагающие также ремни хорошего качества, представлены на нашем рынке гораздо меньше.

Надо отметить, что рынок ремней наполнен подделками. Например, среди большого ассортимента представленных на наших прилавках ремней итальянской компании Dayco, продукция которой частично предлагается под маркой Pirelli, нередко встречаются изделия крайне низкого качества, хотя в Европе продукция компании пользуется доверием.

Но даже и вполне официально произведенные ремни ContiTech, изготовленные, например, в Румынии, водители стараются не покупать и обращают внимание на страну происхождения, считая, что лучшее качество демонстрируют оригинальные немецкие. Очень разнятся качеством ремни, предлагаемые чешской торговой маркой AndyCar: одни покупатели остаются довольны своим выбором, у других же ремень очень быстро приходит в негодность.

А вопрос о том, что лучше – цепь или ремень, как мы видим, похоже, в ближайшем будущем не разрешится, и поклонники каждого из этих видов передач остаются пока каждый при своем мнении.