АВТО БЛОГ YAMAHA-VOLGA.RU

Грм принцип работы: Газораспределительный механизм: устройство, типы, виды неисправностей

18 июня, 2020 by admin

Газораспределительный механизм: устройство, типы, виды неисправностей

Алина Деева

разобралась, как работает ГРМ

Профиль автора

Большинство водителей знают, что ремень ГРМ может порваться, а цепь — растянуться и проскочить.

Чтобы понять, как этого избежать, важно разобраться, что такое газораспределительный механизм и как он работает.

Внутри двигателя внутреннего сгорания — ДВС — горит топливовоздушная смесь: поступает в цилиндры, поршни сжимают смесь, она взрывается. Образуется давление газа, которое толкает поршни. А за наполнение цилиндров рабочей смесью и выпуск отработанных газов отвечает газораспределительный механизм — ГРМ. Он открывает и закрывает впускные и выпускные клапаны в соответствии с тактами работы двигателя.

Разберемся, что такое ГРМ, почему он так важен и какие с ним могут случиться проблемы кроме порвавшегося ремня или растянутой цепи.

Как устроен ГРМ

Объяснить простыми словами, как устроен и работает ГРМ, будет сложно — проще посмотреть видео. Но мы все же попытаемся.

ГРМ состоит из распредвала или распредвалов, цепного или ременного привода, впускных и выпускных клапанов, толкателей, гидрокомпенсаторов или регулировочных шайб и коромысла. Бывают ГРМ с системами изменения фаз газораспределения — в таких есть фазовращатели.

Распределительный вал вращается, открывает и закрывает клапаны: в одни поступает топливовоздушная смесь, в другие выходят отработавшие газы. Все происходит в определенной последовательности и с определенной частотой. Вал вращается, открывает и закрывает клапаны с помощью кулачков — специальных участков асимметричной формы.

Геометрия и степень износа кулачков влияют на длительность и степень открытия клапанов, а значит, и на работу двигателя в целом. Распредвал фиксируется подшипниками и фланцем.

6 способов сломать двигатель автомобиля

ГРМ может быть с одним или с двумя валами, но в большинстве современных двигателей два распредвала в головке блока цилиндров.

Шестерня распредвала располагается с торца, соединяется ремнем или цепью с шестерней на передней части коленвала — от нее и передается вращение.

Коленвал через шатуны получает механическую энергию от цилиндро-поршневой группы и отдает крутящий момент на трансмиссию и далее на колеса. Одновременно с этим коленвал приводит в движение распредвал. У коленвала сложная изогнутая форма.

Башмак нужен в ГРМ с цепным приводом, чтобы цепь не провисала. Он прилегает к самой цепи, на него давит гидронатяжитель.

Успокоитель прилегает к цепи и гасит остаточные колебания.

Натяжной ролик в ГРМ с ременным приводом отвечает за постоянное и равномерное натяжение ремня.

Клапаны, с которыми взаимодействуют кулачки распредвала, бывают впускные и выпускные. Это стержни с плоской тарелкой на конце.

Впускные клапаны цельные и с тарелкой большего диаметра. Когда они открываются, топливная смесь попадает в цилиндры двигателя. У выпускных клапанов внутри полый стержень с натриевым наполнителем. Благодаря такому решению клапан лучше охлаждается, ведь он отвечает за выпуск отработанных газов и работает при более высоких температурах.

В современных двигателях клапаны устанавливают в головке блока цилиндров — ГБЦ. Их обычно по два или четыре на цилиндр. Место контакта клапана и ГБЦ называют седлом.

Кроме самих клапанов в механизме есть:

1. Пружины — возвращают клапаны в исходное положение после открытия.
2. Маслосъемные колпачки — препятствуют попаданию масла в камеру сгорания.
3. Направляющие втулки — установлены в корпусе ГБЦ и определяют направление движения клапанов.
4. «Сухари» и «тарелки» удерживают пружину на стержне клапана.

Распредвал передает усилие на клапаны через толкатели. Они обычно стальные и могут быть механическими, роликовыми, бывают и гидротолкатели. Толкатель двигается линейно — внутри корпуса или по направляющей — и передает усилие на коромысло.

/guide/motor-oil/

Моторное масло: из чего состоит и как его правильно выбирать

Рокер, или коромысло, доводит усилие до самого клапана. Это рычаг с двумя плечами разной длины: более короткое получает усилие от толкателя, длинное давит на стержень клапана.

Детали ГРМ двигателя расширяются и сужаются под воздействием температуры. Чтобы это не влияло на работу ДВС, важно поддерживать тепловой зазор между клапанами и кулачками распредвала. В ГРМ с механическими толкателями зазор выставляют и регулируют вручную.

Гидрокомпенсаторы поддерживают зазор автоматически. Если совсем просто, это стальной корпус с полостью для масла и плунжерной парой внутри. Плунжерная пара состоит из металлического цилиндра — плунжера — и втулки, в которой он двигается. Плунжер ходит вверх-вниз под действием толкателя и компенсирует изменения теплового зазора.

Гидрокомпенсатор можно установить в любую часть привода клапанов — хоть в толкатель, хоть в рокер. В современных ДВС чаще встречаются гидрокомпенсаторы в толкателях — тогда кулачки распредвала давят на него напрямую, без помощи рокера.

Системы изменения фаз газораспределения устанавливают в газораспределительный механизм дополнительно. Они регулируют параметры ГРМ в зависимости от режима работы двигателя. Вот какие параметры ГРМ можно регулировать:

1. Моменты, в которые клапаны открываются и закрываются.
2. Время, на которое клапаны открываются.
3. Высоту, на которую клапаны поднимаются

ГРМ без системы изменения фаз может обеспечить работу ДВС только с одним набором параметров. Но двигателю на холостом ходу и двигателю на высоких оборотах требуются разные уровни очистки от отработанных газов и разная мощность.

/guide/wheel-drive/

Какой привод выбрать: RWD, FWD, 4WD или AWD

Вот что можно сделать, чтобы системы изменения фаз подстраивали параметры ГРМ под разные режимы работы двигателя:

1. Регулировать движение распредвала с помощью гидроуправляемой муфты.
2. Применять кулачки различной формы.
3. Регулировать высоту подъема клапана с помощью эксцентрикового вала и промежуточного рычага.

Как работает ГРМ

Газораспределительный механизм действует синхронно с тактами работы двигателя. У современных автомобилей четырехтактные ДВС, а значит, четыре фазы работы. Опишем процесс на примере бензинового двигателя:

1. На такте впуска распредвал через цепной или ременной привод начинает вращаться от вращения коленвала. Кулачки распредвала набегают на толкатели, которые передают движение коромыслу. Длинное плечо коромысла опускается вниз и надавливает на стержень клапана впуска. Клапан сжимает пружину, открывается и впускает топливную смесь.
2. На такте сжатия кулачок распредвала сходит с толкателя, клапан впуска под действием пружины садится на место. Клапан выпуска остается закрытым. Рабочая смесь сжимается внутри цилиндра.
3. Во время рабочего такта двигателя все клапаны закрыты. Срабатывает свеча зажигания, сгорает топливовоздушная смесь.
4. На такте выпуска кулачки распредвала снова надавливают на толкатели, а те передают движение на коромысло, которое открывает клапаны выпуска. Отработанные газы выходят в выпускной коллектор.

При переходе от такта выпуска к такту впуска впускные и выпускные клапаны открыты одновременно: так цилиндр лучше очищается от отработанных газов. Моменты и продолжительность открытия и закрытия клапанов подбираются для каждого типа двигателя.

/osmotr-avto/

Как осмотреть автомобиль с пробегом

Типы ГРМ в зависимости от управления впуском и выпуском

ГРМ различаются по количеству распредвалов, по их положению, по числу клапанов и так далее.

В зависимости от механизма впуска и выпуска топлива ГРМ могут быть поршневые, золотниковые, гильзовые и клапанные:

1. В поршневых ГРМ впуск и выпуск производит сам поршень, который открывает и закрывает окна в стенке цилиндра. Это двухтактные ДВС, у них нет ГРМ как такового — просто окна в стенках цилиндра.
2. В золотниковых ГРМ открытием окон впуска и выпуска управляет золотниковый клапан. Он вращается вокруг неподвижной оси внутри цилиндрической втулки.
3. У гильзовых ГРМ в цилиндре двигателя две гильзы, одна внутри другой. Они двигаются в противоположных направлениях, а впуск и выпуск происходят, когда совпадают окна цилиндра и гильзы.
4. В клапанных ГРМ за впуск и выпуск отвечают тарельчатые клапаны. Они открываются и закрываются под действием кулачков распредвала.

В ДВС легковых автомобилей используют только клапанное управление газораспределением. Клапанный механизм может различаться по расположению распредвала. Раньше были широко распространены двигатели с нижневальной компоновкой — в блоке цилиндров. Но в современных ДВС вал устанавливают сверху, в головке блока цилиндров.

/guide/china-auto/

Что нужно знать о китайских машинах

Есть два вида верхневальных ГРМ по количеству распредвалов, клапанов на цилиндр и по типу привода.

ГРМ с распредвалом в блоке цилиндров. Нижнеклапанные двигатели с валом в блоке цилиндров компактные и экономичные. Их нет в легковых автомобилях с середины 1990-х.

Верхнеклапанные двигатели с распредвалом в блоке цилиндров послужили переходом к верхневальным ДВС, но двигатель V8 до сих пор производят с такой компоновкой. Его ставят на машины «Дженерал-моторс», например на Джип Ранглер 2020 года.

ГРМ с распредвалом в головке блока цилиндров. Клапаны впуска и выпуска приводит в движение один распредвал в головке блока. В одном двигателе могут сочетаться разные механизмы воздействия на клапаны: например, коромысла для клапанов впуска и толкатели для выпуска. Система single overhead camshaft — SOHC — в современных ДВС встречается редко, но один распредвал у двигателей на автомобилях платформы B0: например, Рено Логан, Лада Гранта и Ниссан Альмера.

У ГРМ с двумя распредвалами — double overhead camshaft, или DOHC, — один открывает и закрывает клапаны впуска, другой — клапаны выпуска. У современных автомобилей обычно по четыре клапана на цилиндр, их приводят в движение толкатели. Схема DOHC сегодня самая распространенная в производстве двигателей для легковых авто.

/list/avtonovinki-zima-2022/

6 автомобилей, которые вышли на российский рынок зимой 2022

Типы ГРМ в зависимости от привода

Привод бывает ременной, цепной и зубчатый, или шестеренчатый, — в зависимости от того, что именно связывает коленвал и распредвал. В современных ДВС не бывает зубчатого ГРМ.

В ременном приводе ГРМ вращение от коленвала передает зубчатый ремень, который вынесен за картер ДВС. Он не требует дополнительной смазки и снижает уровень шума. Обслуживать такой привод относительно недорого и несложно.

Ресурс ремня сравнительно невелик — 60 000—70 000 км. Но, например, на Ауди А4 четвертого поколения, которые выпускались в 2007—2013 годах, производитель рекомендует менять ремень каждые 150 000 км пробега. На Ауди А6 с двигателем 2. 0 TD CAGB ремень может пройти более 200 000 км — как хорошая массивная цепь.

Обрыв ремня у 16-клапанного ДВС может привести к загибу клапанов и серьезным повреждениям самого двигателя — восстановление обойдется дорого. У одновальных ДВС поршень цилиндра не достает до клапанов даже в самом верхнем положении — если ремень внезапно порвется, велика вероятность, что машина просто заглохнет и больше не запустится. Например, так у большинства 8-клапанных двигателей для Лад.

С ременным приводом можно купить автомобиль любого размера: какую угодно Гранту, Поло 2015 года выпуска и моложе, все поколения Логана, новый Ленд Ровер Дискавери с дизельным двигателем 3.0 и старые авто бизнес-класса. Ремни ГРМ на БМВ и Мерседесах по надежности не уступают массивной долговечной цепи, но встречаются только на старых машинах, которые не выпускают с середины 1990-х.

/audi-80-cheap-restore/

Как я бюджетно привела в порядок 30-летнюю Ауди 80

Цепной привод ГРМ. Механизм приводит в движение цепь, которую устанавливают в корпусе двигателя. Цепному приводу необходима смазка и дополнительные детали вроде башмака и успокоителя.

Обычно срок службы цепи — 150 000—200 000 км, поэтому менять ее нужно реже, чем ремень, но стоит она прилично дороже. У некоторых современных двигателей ресурс цепи почти как у ремня — около 100 000 км. Например, у Тигуана предпоследнего поколения с двигателем 1,4 л или у Октавии с 1,8 л. Необходимость соответствовать жестким экологическим требованиям вынуждает автопроизводителей уменьшать вес авто и узел ГРМ в том числе.

В отличие от ремня, который может внезапно оборваться, цепь со временем растягивается и может перескочить на один, два и более зубьев. Фазы распределения ГРМ сместятся, появятся проблемы в работе двигателя. Это не так страшно и дорого, как если бы загнуло клапаны, хотя бывают и тяжелые случаи.

Например, если на цепных двигателях концерна VAG 1,2 и 1,4 л проскочит цепь, придется ремонтировать головку блока цилиндров и менять клапаны. А если все пойдет совсем плохо и клапан повредит стенки цилиндра, придется менять двигатель целиком.

В основном цепной привод устанавливают в двигатели легковых автомобилей бизнес-класса и внедорожники. У концернов «Мерседес» и БМВ комплектация с цепью ГРМ есть практически у всего модельного ряда. «Тойота» ставит цепной привод на Хайлюкс и Ленд Крузер, «Ниссан» — на Икстрейл и Патфайндер.

/bmw-tune/

Я дооснастил свою БМВ и сэкономил 540 тысяч

Вместе с тем цепи все чаще встречаются у малолитражек и авто эконом-класса. ДВС с цепным приводом есть у Тойоты Ярис, Фольксвагена Поло седан до 2014 года, у Шкоды Октавии и Рапид, у Киа Рио и Форда Фокуса.

Типичные неисправности ГРМ

От работы ГРМ зависит стабильность работы двигателя, поэтому механизм важно своевременно обслуживать. В системе ГРМ много деталей, каждая из которых может выйти из строя. Вот как это может почувствовать водитель:

1. Двигатель стучит на малых оборотах, машина разгоняется медленнее — мощность явно упала. Стоит проверить тепловой зазор и состояние кулачков и подшипников распредвала.
2. Двигатель стучит, пока не прогреется: возможно, неисправны гидрокомпенсаторы.
3. Двигатель шумит в районе распредвала, в выхлопной системе что-то стреляет. Сбились фазы ГРМ.
4. Синий дым из выхлопной трубы, уровень масла в двигателе падает. Стоит проверить состояние маслосъемных колпачков, стержней и направляющих втулок клапанов.
5. Кратковременные перебои в работе двигателя, падает мощность, температура выше стандартной несмотря на то, что с охлаждающей жидкостью все в порядке, — возможно, износились пружины клапанов. Самая тяжелая форма такой неисправности — зависание клапанов. Это когда пружина настолько износилась, что не может вернуть клапан на место, он остается в открытом положении дольше, чем нужно, и может встретиться с поршнем. С современными авто такое бывает очень редко.

Работы по диагностике и ремонту ГРМ

Капитальный ремонт двигателя

От 15 000 Р для ВАЗ, от 30 000 Р для иномарок

Замена клапана со снятием и установкой цепи или ремня и головки блока цилиндров

От 5500 Р + 6000 Р + 4000 Р

Замена гидротолкателей со снятием и установкой цепи или ремня

От 3000 Р + 6000 Р

Замена маслосъемных колпачков со снятием и установкой цепи или ремня

От 2500 Р + 6000 Р

Замена распредвала со снятием и установкой цепи или ремня

От 2000 Р + 6000 Р

Замена цепи ГРМ

От 6000 Р

Снятие и установка ГБЦ

От 4000 Р ременной, от 6500 Р цепной

Замена ремня ГРМ

От 3500 Р

Регулировка клапанов

От 2500 Р

Диагностика двигателя

700—1500 Р

Цены на запчасти для ремонта ГРМ на 21 марта 2022 года

Цепь ГРМ

От 35 000 Р за неоригинальный комплект, от 18 000 Р за одну цепь

Комплект ремня ГРМ с роликами

От 10 000 Р для ВАЗ, от 18 000 Р для иномарок

Распредвал

От 8000 Р на ВАЗ, от 20 000 Р за неоригинальный распредвал на иномарку

Втулки клапанов, комплект из 16 штук

От 3500 Р для ВАЗ, от 6500 Р для иномарок

Гидрокомпенсаторы

От 3000 Р для ВАЗ за комплект из 8 штук, от 700 Р за штуку для иномарок

Клапан

От 200 Р для ВАЗ, от 1500 Р для иномарок

Пружины клапанов

От 100 Р, но бывают и очень дорогие пружины

Устройство, Принцип Работы и Назначении, Основные Неисправности, Способы Диагностики и Ремонта

Содержание

Основой любых силовых агрегатов и главной составляющей двигателей внутреннего сгорания является сложный газораспределительный механизм (ГРМ). Назначение газораспределительного механизма состоит в управлении впускными и выпускными клапанами двигателя. На такте впуска он открывает впускной клапан, смесь, состоящая из воздуха и топлива или воздуха (для дизельных двигателей), попадает в камеру сгорания. На такте выпуска — открытием выпускного клапана из камеры сгорания ГРМ удаляет отработанные газы.

Устройство газораспределительного механизма

Газораспределительный механизм состоит из следующих элементов:

1. 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.
2. Толкатели, изготовленные также из чугуна или стали. В их задачу входит передача усилия от кулачков на клапаны.
3. 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.
4. Штанги. Они необходимы для передачи усилия от толкателей к коромыслу.
5. 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.

Работа газораспределительного механизма

Работа системы газораспределения поделена на четыре фазы:

1. Впрыск топлива в камеру сгорания цилиндра.
2. Сжатие.
3. Рабочий ход.
4. Удаления газов из камеры сгорания цилиндра.

Рассмотрим подробнее принцип действия газораспределительного механизма.

1. Подача топлива в камеру сгорания цилиндра происходит за счет движения коленвала, который передает свое усилие на поршень и он начинает движения из так называемой ВМТ (это точка, выше которой поршень не поднимается) в НМТ (это точка, соответственно, ниже которой поршень не опускается). При этом движении поршня одновременно открывается впускной клапан и топливно-воздушная смесь заполняет камеру сгорания цилиндра. Впрыснув положенное количество топливно-воздушной смеси клапан закрывается. При этом коленвал поворачивается на 180 градусов от своего начального положения.
2. Сжатие. Дойдя до НМТ поршень продолжает свое движение. Меняя свое направление в ВМТ, в этот момент в цилиндре и происходит сжатие топливно-воздушной смеси. При подходе поршня к высшей точке фаза сжатия заканчивается. Коленчатый вал продолжает свое движения и поворачивается на 360 градусов. И на этом фаза сжатия закончена.
3. Рабочий ход. Воздушно-топливная смесь воспламеняется свечей зажигания, когда поршень находится в высшей точке цилиндра. При этом достигается максимальный момент сжатия. Затем поршень начинает двигаться к нижней точке цилиндра, так как на поршень оказывают огромное давление газы, образовавшиеся при горении воздушно-топливной смеси. Это движение и есть рабочий ход. При опускании поршня до НМТ фаза рабочего хода считается завершенной.
4. Удаления газов из камеры сгорания цилиндра. Поршень движется к высшей точке цилиндра, все это происходит при усилии, которое оказывает коленчатый вал газораспределительного механизма двигателя.
   При этом открывается выпускной клапан и поршень начинает избавлять камеру сгорания цилиндра от газов, которые образовались после сгорания топливно-воздушной смеси в камере сгорания цилиндра. После достижения высшей точки и освобождения ее от газов. Поршень начинает свое движение в низ. Когда поршень доходит да НМТ, то рабочая фаза удаления газов из камеры сгорания цилиндра считается законченной, а коленчатый вал совершает оборот на 720 градусов от своего начального положения.

Для точной работы клапанов газораспределительной системы происходит синхронизация с работой коленчатого вала двигателя.

Неисправности ГРМ

Основные неисправности газораспределительного механизма:

• Уменьшение компрессии и хлопки в трубопроводах. Как правило, происходит после появления нагара, раковин на поверхности клапана, их прогорания, причиной чего является не плотное прилегания впускных и выпускных клапанов к седлам. Также оказывают влияние такие факторы, как деформации ГБЦ, поломка или износ пружин, заедание клапанного стержня во втулке, полное отсутствие промежутка между коромыслом и клапанами.
• Уменьшение мощности, троение мотора, а также металлические стуки. Появляются эти признаки, потому что впускные и выпускные клапана не полностью открываются, и часть воздушно-топливной смеси не попадает в камеру сгорания цилиндра. Следствием этого является большой тепловой зазор или поломка гидрокомпенсатора, что и становится причиной неполадки и не штатной работы клапанов.
• Механический износ деталей, таких как: направляющих втулок коленвала, шестерни распредвала, а также смещение распредвала. Механический износ деталей, как правило, происходи при достаточном сроке работы мотора и работы двигателя в критических пределах.
• Так же происходит выход из строя двигателя по причине износа зубчатого ремня, который имеет свой гарантийный срок службы, цепи, которая при длительном сроке работы и постоянном на нее воздействии становится менее работоспособной, успокоителя цепи и натяжителя зубчатого ремня.

В данных случаях не редко заменяют газораспределительный механизм, однако возможен и ремонт поврежденной детали газораспределительного механизма.

Диагностика ГРМ

Газораспределительный механизм имеет 2 свойственные неполадки — неплотное примыкание клапанов к гнездам и невозможность полностью открыть клапаны.

Неплотное примыкание клапанов к гнездам обнаруживается по таким показателям: хлопки, возникающие иногда во впускной либо выпускной трубе, уменьшение мощности мотора.

• возникновение нагара на поверхности клапанов и гнезд;
• формирование раковин на рабочих фасках и искривление головки клапана;
• неисправность пружин клапанов.

Неполное открытие клапанов сопровождается стуком в троящем моторе и уменьшением его мощности. Данная поломка возникает в следствии значительного промежутка меж стержнем клапана и носком коромысла. К характерным поломкам для ГРМ нужно причислить кроме того изнашивание шестерен распредвала, толкателей, направляющих клапана, смещение распредвала и изнашивание втулок и осей коромысел.

Практика демонстрирует, что на газораспределительный механизм приходится примерно четвертая часть всех отказов мотора, а уже на предотвращение этих отказов и восстановление ГРМ уходит 50% трудоёмкости обслуживания и ремонтных работ. Для диагностирования поломок применяют следующие параметры:

1. определяют фазы газораспределительного механизма автомобиля;
2. измеряют тепловой зазор между клапаном и коромыслом;
3. измеряют промежуток между клапаном и седлом.

Измерение фаз газораспределения

Подобное диагностирование ГРМ двигателя выполняется на заглушенном моторе с помощью особого набора устройств, среди которых имеются указатель, моментоскоп, малка-угломер и прочие дополнительные приборы. Для того, чтобы фиксировать период раскрытия впускного клапана на 1-ом цилиндре, необходимо покачивать вокруг своей оси коромысло, а далее направить коленвал мотора до момента появления зазора меж клапаном и коромыслом. Малка-угломер для замера разыскиваемого зазора ставится прямо на шкив коленвала.

Измерение теплового промежутка между клапаном и коромыслом

Тепловой зазор измеряют при помощи набора щупов либо иного особого устройства. Это набор из металлических пластинок длиной в 100мм, толщина которых обязана быть не больше 0,5мм. Коленвал мотора поворачивают вплоть до верхней предельной точки, в период такта сжатия подобранного для контроля цилиндра. Непосредственно благодаря щупам разной толщины, поочередно вставляемым в сформировавшееся отверстие, и измеряется зазор.

Данный метод не может дать результата при диагностировании ГРМ, когда неравномерен износ торца штока и бойка коромысла, а трудоемкость этого метода весьма значительная. Увеличить точность замеров позволяет особое устройство, которое состоит из корпуса и индикатора по типу часов. Подпружиненная подвижная рама содержит персональное соединение с ножкой этого индикатора. Раму фиксируют между коромыслом и клапанной пружиной. Когда открывается клапан, в период поворота коленвала, на индикаторе ставят 0. Распознает тепловой зазор последующее показание прибора, снимаемое в период поворота коленвала.

Определение промежутка между клапаном и седлом

Его можно оценить по объему воздуха, который будет выходить через уплотнитель перекрытых клапанов. Эта процедура прекрасно объединяется с чисткой форсунок. Когда они уже сняты, убирают валики коромысел и прикрывают все клапаны. Затем в камеру сгорания под большим давлением происходит подача сжатого воздуха. Поочередно на любом из контролируемых клапанов ставят устройство, которое позволяет измерить расход воздуха. Если потеря воздуха превысит разрешенную, выполняется ремонт газораспределительного механизма.

Процесс ремонта ГРМ

Частенько необходимо производить техническое обслуживание газораспределительного механизма. Основной проблемой являются износ шеек, кулачков вала и увеличение зазоров в подшипниках. Для того, чтобы устранить зазор в подшипниках коленчатого вала, производят его ремонт путем шлифовки опорных шеек и углубления канавок для подачи масла. Шейки нужно отшлифовать под ремонтный размер. После завершения ремонтных работ по восстановлению коленвала, нужно произвести проверку высоты кулачков.

На опорных поверхностях под шейки коленвала не должно быть никаких даже самых незначительных повреждений, а корпуса подшипников обязаны быть без трещин. После чистки и промывки распредвала обязательно нужно проверить зазор между его шейками и отверстием опоры головки цилиндра.

Для определения точного зазора требуется знать диаметр шейки распредвала, это позволит произвести установку соответствующего ей подшипника. Установив его на корпус, замерьте внутренний диаметр подшипника, затем отнимите его от диаметра шейки и таким образом найдете величину зазора. Он не может превышать 0,2мм.

Цепь не должна иметь никаких механических повреждений, быть растянутой более чем на 4мм. Цепь газораспределительного механизма можно регулировать: отверните стопорный болт на пол оборота, поверните коленвал на 2 оборота, затем стопорный болт нужно повернуть до упора.

Если у вас возникли вопросы — оставляйте их в комментариях под статьей. Мы или наши посетители с радостью ответим на них

Поделиться с друзьями:

Система изменения фаз газораспределения (VVT)

Базовая Теория

После многоклапанная технология стала стандартом в конструкции двигателя, регулировка фаз газораспределения становится следующим шагом к увеличению мощности двигателя, независимо от мощности или крутящего момента.

Как вы знаете, клапаны активируют дыхание двигателя. время дыхания, т. то есть время впуска и выпуска воздуха контролируется формой и фазой угол кулачков. Для оптимизации дыхания двигатель требует разных фаз газораспределения на разных скоростях. Когда обороты увеличиваются, продолжительность такта впуска и выпуска уменьшается настолько, что приток свежего воздуха становится невозможным. достаточно быстро входит в камеру сгорания, при этом выхлоп становится не быстрым достаточно, чтобы покинуть камеру сгорания. Поэтому лучшее решение — открыть впускные клапаны закрываются раньше, а выпускные клапаны закрываются позже. Другими словами, Перекрытие между периодом всасывания и периодом выхлопа должно быть увеличивается с увеличением оборотов.

 
Без переменной Технология Valve Timing инженеры привыкли выбирать лучший компромисс времени. Например, фургон может иметь меньшее количество перекрытий из-за преимуществ низкой скорости. выход. Гоночный двигатель может использовать значительное перекрытие для высокой скорости. власть. Обычный седан может принять оптимизацию фаз газораспределения для средних оборотов, так что как управляемость на низких скоростях, так и выходная мощность на высоких скоростях будут не слишком жертвовать. Независимо от того, какой из них, результат просто оптимизирован для определенной скорости.

С Изменяемые фазы газораспределения, мощность и крутящий момент могут быть оптимизированы в широком диапазоне оборотов. Наиболее заметные результаты:

• Двигатель может увеличить обороты выше, что увеличивает пиковую мощность. Например, 2-литровый Neo VVL от Nissan. выходная мощность двигателя на 25% больше пиковой мощности, чем у его версии без VVT.
• Низкооборотный крутящий момент увеличивается, что улучшает управляемость. Например, двигатель Fiat Barchetta 1,8 VVT обеспечивает 90% пикового крутящего момента. от 2000 до 6000 об/мин.

 
Более того, все эти преимущества приходят без каких-либо недостатков.

Переменная Лифт

В некоторых конструкции подъем клапана также может варьироваться в зависимости от частоты вращения двигателя. На высоте скорость, более высокая подъемная сила ускоряет впуск и выпуск воздуха, тем самым еще больше оптимизируя дыхание. Конечно, на меньшей скорости такой подъем приведет к обратным эффектам, таким как ухудшение процесса смешивания топлива и воздуха, что снижает мощность или даже приводит к пропуску зажигания. Поэтому лифт должен изменяться в зависимости от частоты вращения двигателя.

1) VVT с переключением кулачков

Компания Honda в конце 80-х впервые применила VVT на дорожных автомобилях запустив свою знаменитую систему VTEC (электронное управление синхронизацией клапанов). Первый появился в Civic, CRX и NS-X, затем стал стандартным для большинства моделей.

Вы можете рассматривайте это как 2 набора кулачков, имеющих разные формы, чтобы обеспечить разную синхронизацию и поднимать. Один комплект работает при нормальной скорости, скажем, ниже 4500 об/мин. Другой замены на более высокой скорости. Очевидно, что такая компоновка не позволяет изменение фаз газораспределения, поэтому двигатель работает скромно ниже 4500 об/мин, но выше этого он внезапно превратится в дикое животное.

Это система действительно улучшает пиковую мощность — она ​​может поднять красную линию почти до 8000 об / мин. (даже 9000 об/мин в S2000), как двигатель с гоночными распредвалами, и увеличить максимальную мощность на целых 30 л. с. для 1,6-литрового двигателя !! Однако, чтобы использовать такой прирост мощности, вам нужно поддерживать кипение двигателя выше порог оборотов, поэтому требуется частое переключение передач. Как низкоскоростной крутящий момент прироста слишком мало (помните, кулачки нормального двигателя обычно служат поперек 0-6000 об/мин, при этом «медленные кулачки» двигателя VTEC еще нужно обслужить от 0 до 4500 об / мин), управляемость не будет слишком впечатляющей. Суммируя, Система смены кулачков лучше всего подходит для спортивных автомобилей.

Хонда уже улучшил свой двухступенчатый VTEC до трехступенчатого для некоторых моделей. Конечно, чем больше у него стадии, тем более утонченным он становится. Он по-прежнему предлагает менее широкий распространение крутящего момента, как и другие бесступенчатые системы. Однако смена кулачка система остается самой мощной VVT, так как никакая другая система не может изменить Lift клапана, как это делает.

Honda новейший трехступенчатый VTEC был применен в Civic sohc двигатель в японии. Механизм имеет 3 кулачка с разной синхронизацией и профилем подъема. Обратите внимание, что размеры у них тоже разные — средний кулачок (быстрый тайминг, высокий подъем), как показано на диаграмме выше, является самым большим; правый боковой кулачок (медленно тайминг, средний подъем) среднего размера; левый боковой кулачок (медленная синхронизация, низкая лифт) самый маленький.

Это Механизм работает следующим образом:

Ступень 1 (низкая скорость): 3 части коромысла движется самостоятельно. Поэтому левый коромысло, которое приводит в действие левый впускной клапан, приводится в действие левым кулачком с низким подъемом. Правый коромысло, которое приводит в действие правый впускной клапан, приводится в действие правым кулачком среднего подъема. Оба время кулачков относительно медленное по сравнению со средним кулачком, который не приводит в действие клапан сейчас.

Ступень 2 (средняя скорость) : гидравлическое давление (на картинке окрашены в оранжевый цвет) соединяет левое и правое коромысла вместе, оставив средний коромысло и кулачок работать сами по себе. Поскольку правый кулачок больше левого кулачка, эти соединенные коромысла на самом деле управляется правым кулачком. В результате оба впускных клапана работают медленно, но средний подъем.

Этап 3 (высокая скорость): гидравлическое давление соединяется все 3 коромысла вместе. Поскольку средний кулачок самый большой, оба впускных клапаны фактически приводятся в действие этим быстрым кулачком. Таким образом, быстрые сроки и высокая подъем достигается в обоих клапанах.

Очень похожа на систему Honda, но правильная и левые кулачки с таким же профилем. На малой скорости оба коромысла приводятся в движение. независимо от этих медленных, низкоподъемных правого и левого кулачков. На высоте скорости, 3 коромысла соединены вместе так, что они приводятся в движение быстродействующий средний кулачок с высоким подъемом.

Вы может подумать, что это должна быть двухступенчатая система. Нет это не так. Начиная с Ниссан Нео ВВЛ дублирует тот же механизм в выпускном распредвале, 3 ступени могли быть получают следующим образом:

Этап 1 (низкая скорость): впускной и выпускной клапаны работают в медленном режиме.
Этап 2 (средняя скорость): быстрый конфигурация впуска + конфигурация медленного выпуска.
Этап 3 (высокая скорость): оба впускные и выпускные клапаны находятся в быстрой конфигурации.

2) VVT с фазированием кулачка

VVT с фазированием кулачка является самым простым, дешевым и наиболее часто используемым механизм на данный момент. Тем не менее, его прирост производительности также наименьший, очень правда справедливо.

В основном, он изменяет фазы газораспределения за счет смещения фазового угла распределительных валов. Для например, на высокой скорости впускной распредвал будет проворачиваться вперед на 30 так для более раннего приема. Это движение контролируется системой управления двигателем. система в соответствии с необходимостью и приводится в действие шестернями гидравлического клапана.

Обратите внимание, что VVT с фазировкой кулачков не может изменять продолжительность открытия клапана. Он просто позволяет раньше или позже открыть клапан. Ранее открытые приводит к более раннему закрытию, конечно. Он также не может изменять подъем клапана, в отличие от кулачковый VVT. Тем не менее, VVT с фазировкой кулачка является самой простой и дешевой формой VVT, потому что для каждого распределительного вала требуется только один гидравлический привод фазирования, в отличие от другие системы, использующие индивидуальный механизм для каждого цилиндра.

Непрерывный или Дискретный

Проще VVT с фазировкой кулачка имеет на выбор всего 2 или 3 фиксированных угла переключения, например либо 0, либо 30. Лучшая система имеет непрерывное переменное смещение, скажем, любое произвольное значение от 0 до 30 зависит от оборотов в минуту. Очевидно, что это обеспечивает наиболее подходящие фазы газораспределения на любой скорости, таким образом значительно повысить гибкость двигателя. Более того, переход настолько гладкий, что почти не заметен.

Впуск и выхлоп

Некоторые дизайн, такой как система BMW Double Vanos, имеет VVT с фазировкой фаз газораспределения как на впускном, так и на выпускном распределительных валах, что позволяет больше перекрываются, следовательно, более высокая эффективность. Это объясняет, почему BMW M3 3.2 (100 л.с./литр) более эффективен, чем его предшественник M3 3.0 (95 л.с./литр), у которого VVT ограничивается впускными клапанами.

В E46 3-й серии, двойной Vanos сдвиг впуска распредвала в максимальном диапазоне 40 . Распредвал выпускных клапанов 25.

По картинке легко понять его работу. Конец распределительный вал имеет зубчатую резьбу. Резьба соединена колпачком, который может двигаться к распределительному валу и от него. Потому что резьба шестерни не в параллельно оси распределительного вала, фазовый угол сдвинется вперед, если крышка толкнул в сторону распределительного вала. Аналогично, стянув крышку с распределительного вала приводит к смещению фазового угла назад.

Ли толчок или тяга определяется гидравлическим давлением. Есть 2 камеры рядом с крышкой и заполнены жидкостью (эти камеры на картинке окрашены в зеленый и желтый цвета соответственно) Тонкий поршень отделяет эти 2 камеры, первая жестко крепится к крышке. Жидкость попадает в камеры через электромагнитные клапаны, которые контролируют гидравлическое давление воздействуя на какие камеры. Например, если система управления двигателем сигнализирует клапан в зеленой камере открыт, тогда гидравлическое давление воздействует на тонкий поршень и протолкните последний вместе с крышкой к распределительному валу, таким образом сдвиг фазового угла вперед.

Непрерывный изменение времени легко реализуется путем размещения крышки в подходящем месте. расстояние в зависимости от оборотов двигателя.

Тойота VVT-i (Переменная синхронизация клапанов — интеллектуальная) распространяется на все больше и больше его модели, от крошечного Yaris (Vitz) к Супре. Его механизм более или менее такой же, как у BMW Vanos, это также бесступенчатая конструкция.

Однако, слово «Интегиллент» подчеркивает умный программа управления. Он не только изменяет синхронизацию в зависимости от частоты вращения двигателя, но и рассмотрите другие условия, такие как ускорение, движение вверх или вниз по склону.

3) Замена кулачка + VVT с фазированием кулачков

Комбинация VVT с переключением фаз газораспределения и VVT с фазированием кулачков может удовлетворить требование как максимальной мощности, так и гибкости на протяжении всего оборота диапазон, но он неизбежно сложнее. На момент написания только Toyota и Porsche такие конструкции. Однако я верю, что в будущем все больше и больше спортивных автомобилей будут принять этот вид VVT.

является самой сложной конструкцией VVT. Его мощные функции включают в себя:

• Непрерывный регулировка фаз газораспределения
• 2-ступенчатая переменная подъем клапана плюс продолжительность открытия клапана
• Применимо к обоим впускные и выпускные клапаны

 
Система может быть рассматривается как комбинация существующих VVT-i и Хонды VTEC, хотя механизм регулируемого подъема отличается от Хонда.

Нравится VVT-i, система изменения фаз газораспределения реализована сдвиг фазы всего распределительного вала вперед или назад с помощью гидропривод прикреплен к концу распределительного вала. Время рассчитывается системой управления двигателем с частотой вращения двигателя, ускорением, подъем в гору или спуск и т.п. принимая во внимание. Более того, изменение является непрерывным в широком диапазоне до 60, поэтому переменная синхронизация сама по себе, пожалуй, самая совершенная конструкция на сегодняшний день.

Что делает VVTL-i превосходным по сравнению с обычным VVT-i буквой «L», что означает подъем (подъем клапана). как все знают. Давайте посмотрим на следующую иллюстрацию:

Как и VTEC, система Toyota использует один коромысло. толкатель для приведения в действие обоих впускных клапанов (или выпускных клапанов). Так же есть 2 камеры лепестки, действующие на этот толкатель коромысла, лепестки имеют различный профиль — один с более длительным профилем открытия клапана (для высокой скорости), другой с более короткая продолжительность открытия клапана (для низкой скорости). На малой скорости медленно кулачок приводит в действие толкатель коромысла через роликовый подшипник (для уменьшения трения). Высокоскоростной кулачок не оказывает никакого влияния на толкатель коромысла, потому что под его гидравлическим толкателем достаточно места.

< Плоский крутящий момент выход (синяя кривая)

Когда скорость увеличилась до пороговой точки, скользящий штифт толкается гидравлическое давление для заполнения пространства. Высокоскоростной кулачок становится эффективным. Обратите внимание, что быстрый кулачок обеспечивает более продолжительное открытие клапана, в то время как скользящий штифт добавляет подъем клапана. (для Honda VTEC и продолжительность, и подъемная сила равны реализуется кулачками)

Очевидно, переменная продолжительность открытия клапана представляет собой двухступенчатую конструкцию, в отличие от непрерывной конструкции Rover VVC. Однако ВВТЛ-и предлагает регулируемый подъем, который значительно увеличивает выходную мощность на высоких скоростях. Сравнивать с Honda VTEC и аналогичными конструкциями для Mitsubishi и Nissan, система Toyota имеет бесступенчатую регулировку фазы газораспределения, что помогает ему достичь гораздо лучших низких и средних скоростей гибкость. Поэтому это несомненно лучший ВВТ на сегодняшний день. Тем не менее, это также более сложный и, вероятно, более дорогой в строительстве.

 
Говорят, что Porsche Variocam Plus был разработан на основе Variocam, который обслуживает Carrera. и Бокстер. Однако я нашел их механизмы практически ничем не делятся. Variocam был первым представлен на модели 968 в 1991 году. В нем использовалась синхронизирующая цепь для изменения фазового угла распределительного вала, таким образом обеспечивается 3-ступенчатая регулировка фаз газораспределения. 996 Каррера и Boxster также используют ту же систему. Этот дизайн уникален и запатентован, но фактически уступает гидроприводу, предпочитаемому другими автопроизводителями, тем более не позволяет столько же изменений фазового угла.

Следовательно, наконец, Variocam Plus, используемый в новом 911 Turbo Follow использует популярный гидравлический привод вместо цепи. Один известный Эксперт Porsche назвал изменение фаз газораспределения непрерывным, но, похоже, противоречащее официальному заявлению, сделанному ранее, в котором раскрывалась система имеет 2-ступенчатые фазы газораспределения.

Однако, самым влиятельным изменением «Плюса» является добавление регулируемый подъем клапана. Это реализуется с помощью регулируемых гидрокомпенсаторов. Как как показано на рисунке, каждый клапан обслуживается тремя кулачками — центральный имеет явно меньший подъем (всего 3 мм) и более короткая продолжительность открытия клапана. В Другими словами, это «медленная» камера. Два внешних кулачка точно такой же, с быстрым таймингом и высоким подъемом (10 мм). Выбор камеры лепестков производится регулируемым толкателем, который на самом деле состоит из внутреннего толкатель и внешний (кольцевой) толкатель. Они могли быть сцеплены вместе штифт с гидравлическим приводом, проходящий через них. Таким образом, «быстро» Кулачки кулачка приводят в действие клапан, обеспечивая высокий подъем и продолжительное открытие. Если толкатели не зафиксированы вместе, клапан будет приводиться в действие «медленный» кулачок через внутренний толкатель. Внешний толкатель будет двигаться независимо от толкателя клапана.

Как видно, механизм регулируемого подъема необычайно прост и компактен. регулируемые толкатели лишь немного тяжелее обычных толкателей и зацепляются почти не осталось места.

Тем не менее, на данный момент Variocam Plus предлагается только для впускные клапаны.

4) Уникальный вездеход Система VVC

Rover представила собственные системные вызовы VVC (Variable Valve Control) в MGF. в 1995. Многие специалисты считают его лучшим ВВТ, учитывая его всесторонность. способность — в отличие от VVT с переключением кулачков, он обеспечивает бесступенчатую регулировку фаз газораспределения, таким образом улучшить подачу крутящего момента на низких и средних оборотах; и в отличие от VVT с фазировкой кулачка, это может удлинить продолжительность открытия клапанов (и непрерывно), тем самым повысить власть.

В основном, VVC использует эксцентриковый вращающийся диск для привода впускных клапанов каждых двух цилиндр. Поскольку эксцентричная форма создает нелинейное вращение, открытие клапанов период может быть разным. Все еще не понимаете? ну любой умный механизм должен быть трудным для понимания. В противном случае Rover не будет единственным производителем автомобилей, использующим это.

ВВЦ есть один недостаток: поскольку каждый отдельный механизм обслуживает 2 соседних цилиндра, Для двигателя V6 нужно 4 таких механизма, а это недешево. V8 тоже нужно 4 таких механизм. V12 установить невозможно, так как недостаточно места для установите эксцентриковый диск и ведущие шестерни между цилиндрами.

EGR (рециркуляция отработавших газов) принятая технология для снижения выбросов и повышения эффективности использования топлива. Однако это это VVT, которые действительно используют весь потенциал EGR.

В теории, необходимо максимальное перекрытие между впускными клапанами и выпускными клапанами открывается всякий раз, когда двигатель работает на высокой скорости. Однако, когда автомобиль работает на средней скорости по шоссе, другими словами, двигатель работает на небольшая нагрузка, максимальное перекрытие может быть полезным для уменьшения расхода топлива расход и выброс. Поскольку выпускные клапаны не закрываются до тех пор, пока впускные клапаны были открыты какое-то время, часть выхлопных газов рециркулирует обратно в цилиндр одновременно с впрыскивается новая топливно-воздушная смесь. В составе топливно-воздушной смеси заменяется выхлопных газов, требуется меньше топлива. Поскольку выхлопные газы состоят в основном из негорючий газ, такой как CO2, двигатель нормально работает на обедненной топливной смеси / воздушной смеси, не препятствуя воспламенению.

Теория и принципы изменения фаз газораспределения

Нет сомнений в том, что специалисты по двигателям увидят в своих магазинах больше двигателей с регулируемой фазой газораспределения (VVT), поскольку поколение автомобилей, оснащенных этой технологией, начинает проникать в сферу обслуживания.

На самом деле нынешние версии ВВТ массово внедрялись в отечественное производство около 10 лет назад.

Принципы работы
Теория изменения фаз газораспределения проста. Представьте столб воздуха, проходящий через двухдюймовую трубу со скоростью 250 футов в секунду. Внезапно поток воздуха перекрывается клапаном на конце трубы.

Кинетическая энергия воздуха поддерживает его движение до тех пор, пока на клапане не начнет развиваться волна сжатия. Оптимальное время для открытия клапана и достижения наибольшего расхода воздуха наступает, когда эта волна сжатия достигает своего пика. Напротив, лучшее время для открытия выпускного клапана наступает, когда на клапане возникает вакуумная волна.

Система изменения фаз газораспределения использует эти волны давления и вакуума для достижения большего расхода воздуха через двигатель данного размера. Опережение фаз газораспределения увеличивает крутящий момент двигателя на низких оборотах, а запаздывание фаз газораспределения увеличивает крутящий момент на высоких оборотах. Модуль управления трансмиссией (PCM) определяет положение фаз газораспределения на основе данных, поступающих от датчиков положения распределительных валов или датчиков фаз газораспределения. Помните об этой терминологии, потому что некоторые автомобили могут использовать оба типа датчиков на одном двигателе.

Номенклатура деталей
Деталь, которая фактически контролирует положение распределительного вала (и синхронизацию клапанов), называется «фазером». Конструкция VVT Phaser включает поршневую и лопастную конфигурации. В любом случае фазер использует давление моторного масла, чтобы подтолкнуть поршень или вращающиеся лопасти к мощной пружине.

Comments |0|