за что отвечает цепь грм в двигателе
Реальный ресурс цепи ГРМ или, сколько ходит цепной привод двигателя?
Многие автолюбители хотя бы один раз в жизни видели в натуре и не сомневаюсь, что слышали, для чего предназначена цепь системы газораспределения (ГРМ) двигателя автомобиля. Для тех, кто впервые в жизни столкнулся с таким понятием, как цепной привод поясним, что цепь газораспределительного механизма является ключевой деталью, которая призвана соединять коленчатый и распределительный валы двигателя друг с другом, приводя их в движение. Справочно заметим, что в некоторых типах силовых установок, цепь ГРМ может соединять не один, а два распределительных вала, пример тому система газораспределения DOHC с 16-ю клапанами.
Как мы знаем любой автомобиль приводится в движение благодаря коленчатому валу, который “толкают” поршни двигателя. Что касается распределительного вала, то его функция заключается в открытии клапанов силовой установки, причем в нужной последовательности с целью подачи смеси горючего и отвода выхлопных газов из камер сгорания цилиндров. Что касается цепной и ременной передач, то они выполняют единую задачу по взаимодействию приводных компонентов при помощи их соединения друг с другом.
Заметим, что определенная доля автовладельцев считают цепную передачу не надежной, дорогой в обслуживании, а также не практичной, так как данный узел двигателя очень тяжело диагностировать на растяжение и износ. Однако, так ли это? Почему тогда подавляющее большинство автопроизводителей в последние годы так активно стали оснащать свои транспортные средства цепной передачей? Значит все-таки не так страшна цепь ГРМ, как про нее говорят. Чтобы окончательно определить надежность, а также реальный ресурс цепи ГРМ, необходимо тщательно рассмотреть преимущества и недостатки, которыми обладает данный компонент двигателя, что мы и сделаем в нашей статье.
1. ОСОБЕННОСТИ, ИНТЕРВАЛЫ ОБСЛУЖИВАНИЯ И СЛАБЫЕ СТОРОНЫ ЦЕПИ ГРМ
Сразу отметим, что главной отличительной чертой цепи от ремня системы газораспределения двигателя является вид используемого материала и расположение приводной детали в силовой установке. Цепь ГРМ конструктивно, как правило, располагается внутри двигателя, а ремень ГРМ наоборот снаружи мотора под специальным кожухом. Кроме того, цепь всегда функционирует в смазке, оно же моторное масло, причем высокого качества, а ремню это все не требуется. Данный момент является также немаловажным отличием приводных деталей.
Как утверждают автомеханики, то по их мнению, приводная цепь ГРМ считается лучше ремня системы газораспределения двигателя по надежности. Специалисты утверждают, что самой сильной стороной цепи является именно материал, из которого она изготавливается, то есть металл однозначно крепче и практичней, чем химические резина-полимерные или тканевые волокна в ременной передаче. Однако, почему же некоторых автопроизводителей все же не устраивает цепь ГРМ и они не устанавливают ее на свои машины, а ставят морально устаревшие ремни? Ответ на этот вопрос кроется в недостатках приводной цепи системы ГРМ мотора.
Слабые стороны цепи ГРМ двигателя:
Высокая шумность работы: является одним из основных минусов цепной системы ГРМ. Отметим, что даже в новом и отлично настроенном двигателе, оснащенном цепью работа газораспределительного механизма всегда будет более шумной, чем с ремнем. А дело все в том, что во время движения металлической цепи по звездам, которые изготовлены из такого же материала, звука никак не избежать. У приводного же ремня в этом плане ситуация совсем иная.
Конструктивные особенности: порой играют не в пользу цепи ГРМ, так как некоторые производители автомобилей, в угоду все той же тишине и компактности (справочно: ременной мотор по размерам меньше цепного на 10-15%), не вправе устанавливать цепной привод, изготовленный из металлических звеньев, который в отличие от ремня идет внутри двигателя. Кроме того, некоторые автопроизводители для своих машин используют силовые установки, которые просто конструктивно не могут оснащаться цепным приводом, поэтому они отказываются от цепей в пользу ремня, который работает за пределами мотора и вращается, как бы в воздухе.
Не эффективно захватываются звенья: во время движения цепи по шестерням валов, как распределительного, так и коленчатого в сравнении с ремнем, что является доказанным фактом. Дело в том, что шестерни цепной системы газораспределения имеют широкие полоски для зацепления, а зубья цепи в придачу всегда находятся в смазке, что снижает цепкость компонентов двигателя друг с другом. Однако нельзя утверждать, что цепь работает совсем не эффективно – это не так, потому что в зацеп она входит вполне нормально, благодаря наличию двух рядов зубьев в своем строении. Если сравнивать цепь и ремень ГРМ, то как утверждают автомеханики, первый элемент все же намного быстрее может перескочить через зуб шестерни, нежели гибкий компонент мотора.
Натяжение: наравне с перескакиванием через зубья является очень серьезной проблемой для цепного привода системы газораспределения двигателя. Как мы уже знаем, приводной ремень является гибким компонентом, который легко гнется и настраивается при надобности, а вот цепь находится внутри мотора, в смазке, что значительно усложняет процедуру по ее подтягиванию, то есть выравниванию по натяжению.
Диагностика: также не является сильной стороной цепного привода, так как его гораздо сложнее проверять на износ, в отличие от ремня. Из-за этого, порой случаются ситуации, когда недосмотренный компонент двигателя в процессе сильного износа рвется и происходит “дружественная” встреча клапанов с поршнями, а это уже как ни странно приводит к капитальному ремонту силовой установки.
Кроме того, некоторые специалисты по обслуживанию и ремонту транспортных средств утверждают, что цепной механизм сложнее менять, так как необходимо разобрать почти половину мотора. Что же касается ременной передачи, то для замены там нужно только открутить защитный кожух, снять старый ремень и установить новый. Однако стоит учитывать тот факт, что ремень нужно обновлять, как минимум в 3-4 раз чаще, чем цепь.
Заметим, что на ресурс цепи напрямую влияет моторное масло, в котором работает компонент двигателя. Как мы знаем цепь функционирует внутри силовой установки, поэтому, чем лучше она смазывается, тем больше будет ее срок службы. Положительным образом на цепной механизм влияет частая замена моторного масла, так как благодаря этим действиям, мы убираем из двигателя ненужный мусор в виде песка и разного рода грязь, которые ускоренно разбивают, а также изнашивают систему газораспределения. Новое моторное масло помогает лучше скользить поршням, что обеспечивает снятие лишней нагрузки с цепного механизма автомобиля.
Таким образом, можно уверенно сказать, если мы хотим повысить ресурс цепи ГРМ и ее элементов, то нам просто, как воздух необходимо обновлять моторное масло примерно на 1-2 тысячи километров раньше регламентного срока производителя. Например, автопроизводитель заявляет срок по замене моторного масла 1 раз в 15 тысяч километров пробега, но менять его лучше уже на 13-14 тысячах, а в идеальном варианте на 9-10 тысячах километров пробега. Соблюдая правила по обслуживанию цепного механизма двигателя, цепь будет служить верой и правдой значительно дольше.
2. РЕАЛЬНЫЙ РЕСУРС ЦЕПИ ГРМ АТМОСФЕРНОГО И ТУРБИРОВАННОГО ДВИГАТЕЛЯ
Цепной привод системы газораспределения устанавливается, как на атмосферные, так и на турбированные двигатели. Что касается простых, атмосферных силовых установок, то конкретной информации, которая касалась бы точных сроков замены цепи толком нигде нет. Дек может она вечная? К сожалению, вечного, как и постоянного в этом мире ничего не бывает. Однако, как утверждают некоторые автопроизводители машин с атмосферными моторами, ресурс цепи ГРМ, как правило, не ограничен, то есть он закладывается на весь срок службы двигателя, а это не много, не мало, в среднем около 250-350 тысяч километров пробега. Но это не значит, что мы вообще не должны следить за цепью.
По мнению автомехаников, если автомобиль имеет пробег в 160-200 тысяч километров, то автовладельцу стоило бы уже прислушиваться к работе мотора на наличие излишнего шума, вибрации и биения. Если имеются эти нехорошие симптомы, то тогда нужно более тщательно диагностировать цепной механизм и при необходимости подтянуть или поменять компонент на новый.
Таким образом, основным диагностическим признаком, указывающим на скорый выход из строя цепного привода в атмосферных двигателях, является наличие постороннего звука со стороны цепи во время работы двигателя, а не какой-то конкретный пробег. Вот поэтому ресурс цепи довольно сильно разнится от производителя к производителю и от владельца к владельцу. Однако существует определенный алгоритм высчитывания приблизительного срока службы цепного привода мотора, который гласит, что если автомобиль обслуживается каждые 15 тысяч километров, то в этом случае цепь оптимально функционирует до 160-170 тысяч километров пробега, а если машина проходит техобслуживание каждые 10-12 тысяч километров, то цепь способна нормально работать до 300 тысяч километров пробега.
Таким образом, если мы постоянно следим за своей машиной и не ленимся делать техобслуживание, как можно чаще, то с уверенностью можно сказать, что цепной механизм будет последним узлом в двигателе, который мы поменяем. Однако не все так радужно с турбированными двигателями, особенно от Фольксваген и его моторов “TSI” и “TFSI“, в которых цепь действительно слабая, но это касается в основном силовых установок с объемами в 1.2 и 1.4 литра.
Что касается двигателей, оснащенных турбо нагнетателем, то в этих установках работают другие правила и законы функционирования. Как мы знаем турбомоторы зачастую обладают большим крутящим моментом и усилием, следовательно, они мощнее, чем атмосферные собратья. Вот поэтому цепной механизм в таких моторах имеет иной срок службы, как правило, меньший.
Основной проблемой двигателей с турбинами является вытягивание цепи, в следствии чего она просто перескакивает на зубец, и силовая установка перестает нормально функционировать. Косвенными симптомами, которые указывают на проблемы с цепью ГРМ в турбо моторах являются повышенный расход масла, топлива и троение силовой установки с потерей тяги. В самом крайнем случае, мотор просто перестает заводится.
Особенно характерны проблемы с растяжением цепи для моторов производства VAG с объемами в 1.2 и 1.4 литра с маркировкой TSI. Дело в том, что с этими двигателями конструкторы сильно просчитались и допустили конструктивную ошибку, которая касается ширины металлического полотна цепи. Почему-то ширина цепи в данных моторах оказалось очень узкой.
Справочно заметим, что обладатели автомобилей с моторами 1.2 и 1.4 TSI первых годов выпуска получили “подарки” в виде скорой замены цепей. Причем такие замены происходили уже на 30 тысячах километров пробега для моторов 1.2 TSI, а для силовых установок с объемом в 1.4 TSI с мощностью в 122 лошадиные силы, цепь обновлялась на 70-80 тысячах километров пробега. Кроме того, двигатели 1.8 и 2.0 TSI в стороне не остались и также обновляли свои цепи довольно рано, примерно на 110-120 тысячах километров пробега.
Как мы понимаем, выше обозначенные пробеги очень тяжело назвать большими, причем даже для современных автомобилей, которые сплошь и рядом делаются маркетологами, то есть одноразовыми. А теперь давайте пофантазируем и представим, как функционировал бы ремень ГРМ в условиях турбо мотора. Быстрее всего ремню стало бы уже плохо на 10-15 тысячах километров пробега.
Справочно заметим, что если отбросить недоработанные двигатели TSI и TFSI первых годов выпуска и проанализировать нормальные турбо моторы, то получается, что средний ресурс цепи составляет около 150-170 тысяч километров пробега и не более того. Но это все же приблизительные цифры, а вообще нужно читать регламенты производителей, где четко прописан срок службы и частота обслуживания турбированного двигателя.
Для справки отметим, что в случае обнаружения посторонних звуков со стороны цепи ГРМ во время работы двигателя, то рекомендуется незамедлительно обратиться на станцию технического обслуживания для тщательной проверки компонента механизма газораспределения и возможной его замены. Таким образом, если мы обладаем атмосферным мотором, то можно сильно не волноваться по поводу цепного привода, потому что пробеги таких механизмов составляют в среднем около 300 тысяч километров, а вот турбо двигатели – это, в какой-то степени, кот в мешке, может повести, а может и нет.
Таким образом, при своевременном обслуживании и правильной эксплуатации автомобиля, оснащенного цепью системы газораспределения силовой установки, проблем, связанных обрывом или растяжением цепной передачи, не возникнет, за исключением конструктивно недоработанных моторов.
ИСТОЧНИК МАТЕРИАЛА — НАШ КАНАЛ ЯНДЕКС ДЗЕН
Цепной привод ГРМ. Виды цепей и особенности подбора масла.
Когда-то на заре внедрения цепного привода ГРМ, считалось, что цепи почти вечные и не требуют ни внимания ни обслуживания и уж тем более замены…действительно, цепь старых ДВС была 2х и даже 3х рядной — ее действительно невозможно оборвать сразу. Вместо этого она растягивается и начинает довольно сильно шуметь (процесс может затянуться до полумиллиона км), но при этом крайне редко перескакивает на один-два зуба по шестерням привода. Красота — да и только.
В погоне за увеличением объема салона моторный отсек стали укорачивать, а на переднеприводных машинах двигатель вообще поставили поперек, оставив для двигателя очень немного места. Для компенсации нагрузки на кузов стали применять подрамники. В этих условиях размеры цепи тоже стали сильно сокращать, из двух-трехрядной она стала однорядной, да еще и очень компактной и легкой. Толщина цепи ГРМ современного V6/V8 не больше, чем толщина велосипедной цепи. Ширина цепи важна не только потому, что нужно облегчить саму цепь, но и потому, что она находится в масляной ванне двигателя, а не снаружи, как ремень. Это значит, что блок цилиндров и головка блока должны быть длиннее аккурат на ширину цепи с некоторым запасом. Весь этот лишний металл тянет на несколько килограммов. Но слишком тонкая цепь стала рваться, доводя до абсурда весь смысл установки цепного привода ГРМ и приводя к растяжению и даже обрыву на совсем уж смешных пробегах — 50-60т.км., который переживет любой ремень.
Да, она начинает шуметь сильнее перед тем, как сдастся окончательно, но цепи и так шумят, на фоне звукового фона ее предсмертный лязг не всегда выделяется. Двухрядные цепи могли работать при обрыве одной из ветвей, да и нагрузка на них распределялась равномерно. Меньше был износ зубьев звезд, так что даже при использовании менее прочных сплавов цепь действительно могла считаться «вечной». Фактически до капитального ремонта двигателя беспокоиться о ее состоянии было не нужно в принципе. Достаточно было знать — что она есть.
Апогей идотизма эволюции — пластинчатые цепи Морзе, крайне требовательные к маслам, вязкости, содержанию противоизносных компонетов интервалу их замены и даже давлению масла (смазывается цепь — форсунками), очень любящие «полакомиться» шестернями привода распредвалов и приводной шестерней коленвала, а в некоторых случаях цепь приводит маслянный насос, с довольно скромной шестерней, которая может пострадать в первую очередь. Набраны они из пластин, плотно стянутых в пакеты, эти пластины трутся между собой изнашивая как друг друга, так и все вокруг. К тому же, при неудачном стечении обстоятельств перескакивает и вызывает встречу клапанов и поршней…а при разборе оказывалось что цепь вроде бы на своем месте, а компрессии нет. Их достоинства — тишина в работе и возможность раскрутить двигатель до весьма не маленьких оборотов без опасности обрыва цепи. Она же к сожалению делает диагностику цепи Морзе без разборки крайне сложной (не везде есть возможность быстро снять клапанную крышку или есть окно для просмотра состояния гидронатяжителя цепи), эти цепи вплоть до момента обрыва могут вообще себя не проявлять. Просто бац — и приехали…на капиталочку.
Складывается впечатление, что привод с цепью имеет сплошные недостатки. Но если бы все было так плохо, то ремень вытеснил бы его давно. Так в чем же преимущества? На первом месте стоит полная защищенность от всех внешних негативных факторов: попадания воды, снега, льда, низких температур. Цепь не боится морозов и жары, пыли и прочих неприятностей, которые могут повлиять на ресурс ремня.
Вторым важным качеством является точность установки фаз ГРМ. Цепь не растягивается под нагрузкой — только со временем из-за износа, а значит двигатель на высоких оборотах сохранит точную установку валов, что в свою очередь является залогом сохранения хороших мощностных характеристик на очень высоких оборотах.
Третьим плюсом является устойчивость к локальным перегрузкам в несколько раз больше номинальных. То есть при исправном натяжителе цепь с зуба на зуб не перескочит, и фазы газораспределения не собьет.
Также нельзя не отметить, что на системах с изменяемыми фазами ГРМ фазовращатели на распредвалах с цепным приводом не должны быть герметичными, а значит, они проще по конструкции и надежнее. Секрет прост: принцип работы фазовращателей основан на циркуляции масла. Ремень, как мы знаем, масла «боится», а цепь — нет.
Используемый в приводе цепей гидронатяжитель плохо работает при малом давлении масла (особенно при низких температурах) и может допускать перескоки цепи при старте и скачках давления, а значит, плохо совместим с системами старт-стоп и регулируемыми маслонасосами. Как минимум проработка этого узла становится дороже, а число отказов больше. И очень часто натяжитель не срабатывает при обратном вращении двигателя, например, при каких-то операциях в сервисе или при установке машину на передачу на горке, в этом случае цепь легко перескакивает на один или несколько зубьев и при старте двигателя…
Что интересно, производители современных двигателей постоянно экспериментируют — то поставят роликовую цепь, то поставят пластинчатую Морзе, то опять вернутся к допотопному ремню ГРМ, но до сих пор так и не вернулись к надежным и бессмертным 2х рядным роликовым цепям, лишь в дизелях эти цепи до сих пор сохранились.
Выбор масла в зависимости от вида цепи ГРМ.
Роликовые цепи, даже в удешевленном, однорядном виде не страдают провисаниями, быстрым износом, не любят «кушать» звезды — никаких особенностей нет, даже на малозольных и маловязких маслах эти цепи ходят очень долго (трение качения втулка-ролик и втулка-шестерня очень невелико), вплоть до капремонта в связи с критическим износом ЦПГ. Заливать можно не особо заморачиваясь на вязкости (даже W20 не доставляет проблем по крайней мере цепи, что было проверено множеством хондаводов, катающих по 350т.км. такие двигатели исключительно на W20 маслах, веря в «тонкие» масляные каналы), содержанием ZDDP или ZP. Ровно все то, что в обычный двигатель с ремнем ГРМ. Нередко пробег таких цепей переваливает за 500т.км даже на неподходящих маслах.
Для цепей Морзе (пластинчатых) все гораздо сложнее…имеет значение и ее ширина и количество зубьев и натяжение…но в целом масла можно заливать исключительно полнозольные (ACEA A3/B3 A3/B4, MB 229.1/229.3/229.5, RN700/RN710, W30 API SG/CD-SL/CF, W40 API SG/CD-SN/CF), с вязкостью не менее чем W30 (A5/B5 это минимум, никаких вам A1/B1), иначе произойдет ее достаточно быстрый износ, а также износ приводной шестерни и шестерен распредвалов. Возможно применение ILSAC GF4-GF5 масел, но не для всех двигателей. Надо ли напоминать что продукты износа цепи и шестерен работаю как абразив, попутно изнашивая распредвалы, постели, вкладыши и шейки коленвала? Думаю и ЦПГ тоже достается. Кому-то может показаться ресурс 100т.км. цепи на среднезольниках нормой, но на полнозольниках эти цепи свободно выхаживают до 250-350т.км. городского пробега, а то и больше. К сожалению, на современных ДВС в связи с увлечением производителей маловязкими маслами W16 W20, среднезольными маслами с пониженной золой (до 0,8%) и пониженным содержанием фосфора (600-800ppm, с соответствующим снижение содержания ZDDP, хотя лед тронулся — изобрели ZP) эти цепи редко выхаживают даже 100т.км. городского пробега, не растянувшись и не потребовав замены. И это не проблема этих цепей, проблемой является масло, абсолютно не подходящее под данный тип цепей. Апофеозом проблем являются двигатели с непосредственным впрыском топлива — с малозольными маслами приходится менять цепь и шестерни до 100т.км., а с полнозольными маслами разбирать и чистить впускные каналы и клапаны до 50т.км. «Забавный» выбор. Что чистить клапана с каналами, что менять цепи с звездами…
Исключением из данного правила являются японские двигатели с пластинчатой цепью Морзе (например Toyota/Daihatsu/Suzuki), свободно катающиеся на маловязких маслах W20 W30 ILSAC с пониженной золой вплоть до 350т.км. минимум и крайне редко требовавшие замены цепи и шестерен. На них цепь обычно меняют на всякий случай, а не в результате растяжения. Вероятнее всего в данном случае двигатели проектировали инженеры, а не экономисты и маркетологи.
И запомните — любая цепь дает сильнейшую нагрузку на любое на масло, буквально механически уничтожающая полимерный загуститель и вязкую базу — ломая их молекулы в более мелкие и снижая вязкость (получить из нормального W40 водичку W20 при неудачном стечении обстоятельств — легко!), разрушающая противоизнозные компоненты масла (площадь трущихся частей цепи, особенно Морзе — поистине огромна) и продуцирует большое количество металлических абразивов из твердых сплавов, из которых состоит как сама цепь так и шестерни. Поэтому масла на таких двигателях нужно менять как можно чаще. Оптимально 5000-6000км городского пробега. Конечно, полнозольный пакет может не сработаться за это время (т.к. объем картера двигателей с такими цепями как правило больше), но браковочными показателями масла станут резкое снижение вязкости, вышедшего из диапазона, накопление продуктов износа и заметное снижение содержания противоизносных компонентов.