Цепь ГРМ — когда заменять и как распознать ее неисправность?

Двигатели с синхронизацией, приводимой в движение цепью, раньше считались менее громоздкими. Цепь ГРМ его нужно было заменить только при капитальном ремонте двигателя. В современных автомобилях потребление цепь ГРМ не является чем-то удивительным. Почему это происходит, каковы они симптомы вытянутой цепи ГРМ? Почему следует обратить внимание на эту проблему? Все, что вам нужно знать о цепи привода ГРМ!

Привод ГРМ — плюсы и минусы различных решений

В автомобилях и мотоциклах с четырехтактными двигателями на протяжении всей истории использовалось несколько типов приводов газораспределения. Это были:

• шестерни;
• королевские бои;
• цепной привод;
• привод зубчатого ремня.

Первые два решения очень дорогие и сложные в строительстве, сегодня уже почти неслыханные. Королевский вал — это валик, на концах которого расположены корончатые колеса. Они позволяют передавать вращательное движение под углом 90 градусов. Сначала от коленчатого вала к распределительному приводу, а затем от коронного колеса к распределительному валу. Их можно встретить на немногих старинных мотоциклах и танковых двигателях. Хотя они были очень прочными, их большой вес и высокая стоимость производства почти полностью исключили их из рынка. 

На протяжении десятилетий почти исключительно приводы ГРМ использовались на цепочке или зубчатом ремне. Преимуществом цепи ГРМ является ее долговечность и прочность, стальные звенья не должны растягиваться и изнашиваются довольно медленно. 

В менее напряженных двигателях, цепи ГРМ, используемые, например, в Toyota и Mercedes, могли работать без каких-либо сбоев даже свыше 500 тыс. км пробега (если автомобили были правильно обслужены). Таким образом, цепи ГРМ обеспечивали пользователям особую экономию, потому что он не требовал регулярной замены.

В 70-х годах XX века в конструкции автомобильных двигателей стали преобладать зубчатые ремни (изготовленные из резины на основе ткани и пластика). Такой привод ГРМ был легче и дешевле, а кроме того, резиновый ремень позволял приводить через него больше навесного оборудования. На многих старых двигателях с цепью водяной насос двигался с многоклиновым ремнем, что было гораздо менее надежным источником привода, чем зубчатый ремень.

В последние два десятилетия популярность цепей ГРМ снова возросла, наряду с развитием тенденции сокращения размеров. В напряженных двигателях малого объема резиновый ремень не выдерживал нагрузок. Поэтому многие конструкторы решили заменить его строкой. Однако в таких тяжелых условиях не удалось сохранить прочность этого элемента на уровне старых автомобилей. В большинстве случаев рекомендуется заменить его после определенного пробега, как и в случае с ремнем ГРМ. 

К сожалению, многие новые конструкции имели проблемы с преждевременно изнашивающимися цепями. Если водитель этого не заметил, это могло иметь серьезные последствия. 

Цепь ГРМ – почему это так важно?

Система газораспределения является одним из основных компонентов четырехтактного двигателя. Он отвечает за управление работой впускных клапанов, через которые топливовоздушная смесь или воздух (в двигателях с непосредственным впрыском) подается в цилиндр, и выпускных клапанов, через которые выхлопные газы выводятся из моторных отсеков. 

Клапаны должны быть открыты и закрыты в точно подобранный момент, в течение определенного времени. Если этот процесс нарушен, в лучшем случае сгорание не будет происходить оптимально, двигатель потеряет мощность, будет генерировать больше загрязнений, а внутри него начнет собираться нагар. Наихудший случай-столкновение поршня с открытым клапаном. Это приводит к изгибу штока или отрыву головки клапана. Если клапан прогнется, он перестанет работать. Если он развалится, он разрушит поршень и цилиндр. 

Практически во всех современных автомобилях механизм газораспределения (ролики, толкатели и клапаны) устанавливается в головку двигателя. Раньше использовались системы с валом и клапанами в блоке (двигатели с нижним клапаном), затем довольно долго были популярны блоки с верхним клапаном с валом в блоке (OHV). Возможно, последний такой двигатель, доступный для коммерческой продажи в Европе, был установлен на Skoda 1.4 MPI (производный от чешского двигателя, еще разработанного для Skoda 1000mb, примерно в 2000 году заменен двигателем, производным от VW). 

Конструкция системы ГРМ

Распредвал двигателя состоит из:

• распредвала;
• толкателей клапанов (или рычагов и толкателей);
• впускных клапанов;
• выпускные клапаны;
• привода ГРМ.

Вал, или два распредвала, оканчиваются шестерней. Они вращаются со скоростью, равной ½ оборотов коленчатого вала (в четырехтактном двигателе необходимо два оборота вала для полного рабочего цикла. Контурные кулачки на валу нажимают на толкающий механизм и через него открывают клапаны. Когда вал поворачивается и давление кулачка прекращается, пружина, расположенная на штоке клапана, закрывает его. 

Привод ГРМ представляет собой соединение между коленчатым валом и распределительными валами. Это коробка передач, в которой приводной элемент-это колесо, установленное на цапфе коленчатого вала, а ведомый, колеса на распредвале. За привод отвечает цепь или зубчатый ремень.

Если в двигателе используется цепь привода ГРМ, это за пределами зубчатых колес, используются направляющие элементы, такие как слайды. Также необходим натяжитель, чаще всего гидравлический (напряжение зависит от давления моторного масла), который отвечает за выравнивание изменений длины цепи под воздействием температуры. Цепь работает под герметичной крышкой и смазывается моторным маслом.

Цепной распредвал, как и на ремне, чаще всего устанавливается в передней части двигателя. Однако в некоторых конструкциях он находится сзади (со стороны коробки передач), что затрудняет его обслуживание. 

Работа системы ГРМ

Во время первого хода воздух всасывается в цилиндр через открытый впускной клапан. Выпускной клапан закрыт. Во втором и третьем тактах в цилиндр подается соответствующее количество топлива (через инжектор) или топливно-воздушной смеси. Смесь сжимается и зажигается (в бензиновом двигателе при помощи искры от свечи). Впускной и выпускной клапаны закрыты.

При на четвертом такте поршень в цилиндре движется вверх, так что он выталкивает выхлопные газы. Распредвал через переходные элементы открывает выпускной клапан.

В двигателях с более совершенной конструкцией работа клапанов дополнительно модифицируется системами изменения фаз газораспределения. Благодаря их использованию двигатели становятся более гибкими, экономичными и чистыми.

Ослабленная цепь ГРМ — симптомы и причины износа

Цепи современных систем газораспределения работают под большой нагрузкой. Они также часто очень длинные и приводят в движение многие компоненты приспособления. В старых силовых агрегатах цепь была короче и нагружалась только синхронизацией, к тому же они обычно имели меньшую мощность и работали на более низких оборотах. Это приводит к тому, что в настоящее время типичная цепь работает в гораздо более сложных условиях.

В конструкциях, относящихся к началу эпохи сокращения размеров, таких как блоки Prince (EP3 – 1.4 и EP6-1.6), используемые в Mini, BMW (как двигатель N13) и автомобилях концерна PSA (Peugeot, Citroen) или 1.4 TSI/TFSI (EA111) концерна VW, важно было то, что большинство инженеров никогда не создавали двигатели с цепным газораспределением. Из-за этого произошли структурные ошибки. Двигатели были построены так же, как и двигатели с зубчатым ремнем, но заменены цепью, которая менее гибкая и требует более плавных путей управления. Также часто неправильно подбирались материалы, из которых рекомендовалось изготавливать цепи. Приведенные выше ошибки приводили к тому, что цепи преждевременно вытягивались и могли начать создавать проблемы уже после 50 тыс. км. 

Симптомы вытянутой цепи ГРМ или отказ системы

Проблемы с приводом ГРМ в основном сигнализируются акустическими симптомами. Звук сломанной синхронизации цепь довольно характерна. Слишком слабо натянутая цепь впадает в дрожь и начинает „дребезжать”. Звук металлический и сначала слышен в основном на холодном двигателе.

Подобное дребезжание может появиться во время езды. Это сигнализирует проблемы с натяжителем. Это не всегда означает, что эта часть выходит из строя. Гидравлический натяжитель питается от моторного масла, если его уровень или давление слишком низкое, нет возможности работать. В такой ситуации может произойти замирание всего двигателя, и проблема с цепью является лишь косвенным симптомом.

Если частота дребезжания увеличивается с оборотами двигателя, это ослабленная цепь ударяется о корпус или о направляющую. Это свидетельствует о очень сильном растяжении цепи, и это последний момент для замена цепи ГРМ она спасла двигатель от более серьезных повреждений. 

Если игнорировать все акустические симптомы, со временем появится неравномерная работа силового агрегата, выраженная потеря мощности и повышенное сгорание. Это свидетельствует о неправильной синхронизации фаз газораспределения. 

Нарушение регуляции газораспределения приводит к неправильному сгоранию смеси, что приводит к загрязнению, в том числе к очень большому количеству сажи. Она образует нагар на инжекторах (в дизелях и бензиновых двигателях с непосредственным впрыском), на клапанах, благодаря чему со временем попадает и во впускную систему. Большое количество нагара может заблокировать поршневые кольца, что приведет к продувке и сгоранию моторного масла. Это означает еще больше нагара, который в конечном итоге приведет к заклиниванию двигателя. 

Потеря синхронизации может сопровождаться загоранием индикатор Check engine на приборной панели. Ошибка в регистре OBD обычно связана с датчиком положения распределительного вала. Описанные симптомы могут появиться в разное время в зависимости от модели автомобиля и используемых запасных частей. 

Во многих силовых агрегатах в последующих сериях устранялись конструктивные ошибки и применялись более прочные элементы. Если у вас есть двигатель в автомобиле, который имеет частые проблемы с цепью ГРМ, стоит проверить, какие изменения в нем внес производитель. Во многих случаях их также можно внедрить в более старый двигатель, так что риск неисправности значительно снизится.

Звук неисправного ГРМ также может появиться из-за ошибки установки во время замены.

Долговечность цепи ГРМ – как ее максимально продлить?

На это, сколько заменить цепь ГРМ, может повлиять на качество обслуживания. Наиболее важным фактором здесь является моторное масло. По двум причинам. Во-первых он обеспечивает смазку и цепи. Недостаточно смазанный ГРМ, он работает с чрезмерным трением, нагревается, а цепь становится мягче и быстрее растягивается.

Во-вторых, как мы уже упоминали, натяжитель цепи также питается моторным маслом. Чтобы предотвратить проблемы с синхронизацией, необходимо:

• используйте высококачественное моторное масло в соответствии с рекомендациями производителя автомобиля;
• своевременно менять масло (раз в год или 10-15 тыс. км);
• контролировать и дополнять уровень моторного масла;
• избегайте динамичного вождения на холодном двигателе.

Последний момент связан с тем, что масло только после нагревания приобретает полные смазочные свойства. Это имеет немного меньшее значение с очень современными синтетическими маслами, которые в основном сохраняют вязкость и технические характеристики, даже когда их температура близка к 0 ° C, но спокойная езда в течение первых 5 минут после начала движения, безусловно, не повредит. 

Как отключить цепь ГРМ?

Если после запуска автомобиля вы услышите грохот, сначала проверьте уровень масла. Также стоит обратить внимание на его цвет — в дизельных агрегатах обычно масло даже в исправном двигателе и после небольшого пробега будет довольно темным, загрязненным сажей, но в бензиновых двигателях это свидетельствует об очень сильном его износе. Это может означать, что он потерял свои свойства и должен быть заменен (вместе с масляным фильтром). 

Если уровень и цвет масла будут правильными, к сожалению, необходимо будет посетить механика. Не всегда потребуется замена цепи, иногда выходят из строя скользящие или гидравлические натяжители, их замена должна быть достаточной. 

Если есть растяжение, нет другого эффективного способа сделать это, как отключить цепь ГРМ, чем его замена. 

Как проходит замена цепи ГРМ?

Когда появляются первые признаки растяжки цепи ГРМ, обязательно нужно посетить хороший автосервис, обладающий соответствующими знаниями, инструментами и доступом к технической информации производителя автомобиля.

Замена цепи ГРМ она должна включать также установка нового гидравлического натяжителя, направляющих и шестерен. Многие производители запчастей предлагают полные комплекты цепей ГРМ, которые также включают насос охлаждающей жидкости (его также необходимо заменить, если он приводится в движение цепью).

Сам процесс замены зависит от модели автомобиля и типа двигателя. Предварительные действия и демонтаж обычно выполняются следующим образом:

• спуск от двигателя хладагента и моторного масла;
• снятие Кожухов двигателя;
• снятие крышки клапанов и других элементов, необходимых для доступа к элементам привода ГРМ;
• демонтаж кожуха газораспределения (на автомобилях с распредвалом со стороны КПП обычно приходится вынимать двигатель из отсека);
• блокировка коленчатого поршня и газораспределительной системы в правильном положении (блокировки адаптированы к конкретному двигателю);
• снятие натяжителя цепи, 
• фотография цепь с колесами;
• демонтаж скользящих и зубчатых колес;
• демонтаж жидкого насоса и других компонентов арматуры.

После выполнения вышеуказанных шагов сроки демонтируются и можно приступать к сборке. Он проходит по схеме:

• обмен уплотнения коленчатого вала и распредвала (симмеринги);
• сборка жидкого насоса;
• установка компонентов ГРМ (обратный порядок демонтажа);
• фото фиксаторов ГРМ; 
• монтаж корпуса ГРМ;
• замена прокладок разобранных элементов (например, крышки клапанов);
• сборка всех деталей двигателя;
• заливка двигателя маслом;
• пополнение хладагента;
• проверка правильности работы силового агрегата.

Использование блокировок имеет важное значение, они сводят к минимуму риск ошибки. В современном двигателе даже перестановка газораспределения на 1 зуб может привести к столкновению поршня с клапаном и разрушению всего силового агрегата. 

Сколько заменить цепь ГРМ?

На старых автомобилях не рекомендуется регулярно заменять цепь. Это нужно было сделать, если появились симптомы чрезмерного растяжения. В некоторых двигателях это продолжалось десятки лет, в других, например, в Fiat 126p/малыше, это часто происходило после небольшого пробега из-за плохого качества самих цепей.

В настоящее время большинство производителей не предполагают, что цепи будут долговечными. Их замена рекомендуется обычно раз в 5 лет или каждые 180-200 тыс. км.

На некоторых двигателях, у которых были частые проблемы с цепью, стоит сократить этот период до 140 или даже 120 тыс. км. В этом случае стоит доверять советам других пользователей, которые проверили, какой пробег в среднем выдерживают компоненты привода ГРМ.

Цепь ГРМ в современных двигателях он заменяется с частотой, близкой к зубчатому ремню, поэтому не стоит поддаваться старому убеждению, что двигатели с таким типом ГРМ будут дешевле в эксплуатации. Утешает тот факт, что комплекты ГРМ с цепью и ремнем существенно не отличаются по цене. В цепные комплекты входит меньше элементов (на ремне распредвала обычно имеется несколько натяжных и направляющих роликов) и хотя отдельные из них стоят дороже, цена в целом аналогична.

Стоит ли заменять цепь ГРМ самостоятельно?

В своей машине вы услышали свободная цепь ГРМ. Симптомы они усиливаются, и вы уверены, что их замена будет необходима. Вы справились с заменой ремня ГРМ, поэтому вы думаете сделать это самостоятельно. Это хорошая идея?

Замена цепи это сложнее, чем замена ремня. Он также требует специальных, довольно дорогих, замков, без которых есть очень большая вероятность переключения ГРМ. Для ремня колеса остаются на месте, поэтому легко установить синхронизацию в обозначенных точках. 

Замена цепи сроки должны быть заказаны квалифицированными специалистами. В противном случае вам придется считаться с ошибками, которые могут привести к трудовым проблемам системы ГРМ, повреждение систем изменения фаз газораспределения и даже разрушение всего силового агрегата.