Ремень газораспределительного механизма (также сокр. «ремень ГРМ») — компонент поршневого двигателя для синхронизации вращения коленвала и распределительного вала, зубчатый ремень (также называемого кулачкового ремня), либо цепь газораспределительного механизма, либо набор зубчатых колес. Синхронизация валов гарантирует, что клапаны двигателя открываются и закрываются в нужное время в зависимости от положения поршней.
Принцип работы
правитьВ большинстве поршневых двигателей распределительный вал (валы) механически соединен с коленчатым валом. Коленчатый вал приводит в движение распределительный вал (через ремень ГРМ, цепь ГРМ или толкатели), который, в свою очередь, приводит в действие впускные и выпускные клапаны.[1] Эти клапаны позволяют двигателю впускать воздушно-топливную смесь и выпускать выхлопные газы.[2]
Наиболее распространенными устройствами для передачи привода являются зубчатые резиновые ремни, металлические цепи ГРМ или набор специальных шестерней. Зубья ремня (цепи, шестерни) входят в зацепление как с коленчатым валом, так и с распределительным валом, тем самым синхронизируя их движение.
Во многих старых двигателях с верхним расположением клапанов распределительный вал был расположен в блоке рядом с коленчатым валом, поэтому использовалась простая система зубчатых передач. В двигателях с верхним расположением распределительного вала в основном используются зубчатые ремни или цепи ГРМ, поскольку они лучше подходят для передачи момента. Цепи ГРМ были распространены до 80-х годов, однако вновь получили некоторую популярность и после 90-х, так как цепь реже, чем ремень, требует замены.
Зубчатые резиновые ремни
правитьФраза «ремень ГРМ» обычно относится к резиновому зубчатому ремню . Преимущества зубчатых ремней обычно заключаются в более низкой стоимости, сниженных потерях на трение, малой шумности, нетребовательности к смазке[3]. Основным недостатком является то, что ремни со временем изнашиваются, поэтому рекомендуется замена ремней через определенные промежутки времени[4][5]. Часто рекомендуется одновременная замена водяной помпы двигателя, так как водяная помпа также подвержена износу и легкодоступна при замене ремня ГРМ.
Ремни ГРМ обычно располагаются перед двигателем и часто находятся за крышкой для защиты от пыли и мусора. Однако в некоторых двигателях с 2008 года используются «мокрые» ремни, при которых ремень смазывается моторным маслом для уменьшения трения[6]. В некоторых конструкциях двигателей ремень ГРМ также может использоваться для привода других компонентов, таких как водяной насос и масляный насос .
Устройство
правитьРемень ГРМ обычно изготавливается из резины, хотя некоторые ремни изготавливаются из полиуретана или неопрена[7][8]. Структура ремня усилена специализированными армирующими нитями, а зубчатая поверхность усилена тканевым покрытием[9].
Резина утрачивает свои свойства при высоких температурах и при контакте с моторным маслом: срок службы ремня ГРМ снижается в горячих или негерметичных двигателях. Кроме того, на срок службы армирующих элементов также влияют вода и другие жидкости: важно, чтобы ремень, который может подвергаться воздействию воды, мог быстро отводить воду.
Старые ремни имеют трапециевидные зубья, что приводит к их быстрому износу. Новые технологии производства позволяют изготавливать изогнутые зубы, которые работают тише и служат дольше.
Обычными видами поломок ремней ГРМ являются либо «сточенные» зубья (гладкий участок ремня, где ведущая шестерня будет проскальзывать), либо расслоение и распутывание армирующих нитей. Обрыв ремня из-за свойств армирующих волокон встречается редко[10]. Зачастую преждевременный выход ремня из строя связан с грязью, смешивающейся с топливом и смазкой, что ускоряет процесс износа[11].
История
правитьGlas 1004 1962 года был первым серийным автомобилем, в котором использовался ремень ГРМ. Двигатель Pontiac OHC Six 1966 года был первым серийным автомобилем в США, в котором использовался ремень ГРМ,[12][13] а двигатель Fiat Twin Cam 1966 года был первым серийным двигателем, в котором использовался ремень ГРМ с двумя распределительными валами.
Цепи ГРМ
правитьЦепи ГРМ получили более широкое распространение в автомобильных двигателях, выпускаемых с 90-х годов, из-за отсутствия необходимости регулярного технического обслуживания по замене резинового ремня ГРМ. В то же время, хотя сами цепи подвержены минимальному износу, смазка цепи или выход из строя натяжителя и направляющих цепи могут потребовать ремонта механизма газораспределения. Ранние признаки износа цепи привода ГРМ — дребезжащий шум в передней части двигателя[14].
Последствия выхода из строя
правитьОтказ ГРМ не позволит запустить двигатель. Многие современные двигатели так называемые «втыковые»[15] — потеря синхронизации между коленчатым и распределительным валами приведёт к столкновению клапанов с поршнями и капитальному ремонту двигателя с заменой поршней, шатунов и клапанов.
См. также
править- пояс Гилмера
- Двигатель помех
- Толкатель
- Змеиный ремень
Ссылки
править- ↑ Timing belt: problems, tensioner, what happens if it breaks, when to replace. www.samarins.com. Дата обращения: 14 марта 2022. Архивировано 17 апреля 2023 года.
- ↑ Engine Timing System. www.grc.nasa.gov. Дата обращения: 14 марта 2022. Архивировано 17 апреля 2023 года.
- ↑ All About Your Vehicle's Timing Belt. www.carparts.com. Дата обращения: 14 марта 2022. Архивировано 17 апреля 2023 года.
- ↑ Gates - Timing Belt Replacement Guide with illustration of V6 timing belt installation and list of engines and replacement recommendations. Gates Corporation. Дата обращения: 23 октября 2010. Архивировано из оригинала 16 октября 2007 года.
- ↑ It's All in the Timing. Car Care Council. (2008). Дата обращения: 23 октября 2010. Архивировано из оригинала 30 октября 2010 года.
- ↑ Dayton. Belt-In-Oil Timing Drives: A Sign Of The Times In The Auto Industry (амер. англ.). Counterman Magazine (29 мая 2018). Дата обращения: 31 октября 2021. Архивировано 31 октября 2021 года.
- ↑ "Timing Belts - GT2, T5, XL and more | Belt Corporation of America". Belt Corporation of America (англ.). Архивировано из оригинала 19 августа 2016. Дата обращения: 20 апреля 2017.
- ↑ Handbook Of Timing Belts And Pulleys. Stock Drive Products / Sterling Instrument. Дата обращения: 20 апреля 2017. Архивировано 16 мая 2017 года.
- ↑ Handbook of rubber bonding. — Shrewsbury, Shropshire [England] : Rapra Technology Ltd, 2001. — ISBN 1-85957-167-0.
- ↑ Fundamentals of Design: Topic #5 - Power Transmission Elements I. Massachusetts Institute of Technology. Дата обращения: 20 апреля 2017. Архивировано 13 июля 2017 года.
- ↑ Top 6 Causes of Timing Belt Failure - Insight - Acorn Industrial Services (англ.). www.acorn-ind.co.uk (август 2016). Дата обращения: 20 апреля 2017. Архивировано 22 апреля 2017 года.
- ↑ Inside the 1966 Pontiac OHC 6. www.macsmotorcitygarage.com (12 ноября 2020). Дата обращения: 14 марта 2022. Архивировано 17 апреля 2023 года.
- ↑ Norbye, Jan P. Expanding on Excellence: The 5-Series and 3-Series // BMW - Bavaria's Driving Machines. — Skokie, IL : Publications International, 1984. — P. 191. — ISBN 0-517-42464-9.
- ↑ Siegel, Ira (2007-04-05). "Rattling noise could be from worn timing chain". Chicago Sun Times. Архивировано из оригинала 1 октября 2011. Дата обращения: 23 октября 2010.
- ↑ Bennekom. Audi A4 Car Timing Belt Quality (2005). — «Example of an Audi belt that broke before the recommended replacement interval.» Дата обращения: 23 октября 2010. Архивировано из оригинала 11 июля 2011 года.