Неисправности газораспределительного механизма

Основными неисправностями газораспределительного механизма (ГРМ) являются:

• нарушение тепловых зазоров клапанов (на двигателях с регулируемым зазором);
• износ подшипников, кулачков распределительного вала;
• неисправности гидрокомпенсаторов (на двигателях с автоматической регулировкой зазоров);
• снижение упругости и поломка пружин клапанов;
• зависание клапанов;
• износ и удлинение цепи (ремня) привода распределительного вала;
• износ зубчатого шкива привода распределительного вала;
• износ маслоотражающих колпачков, стержней клапанов, направляющих втулок;
• нагар на клапанах.

Можно выделить следующие причины неисправностей ГРМ (они, в основном, аналогичны причинам неисправностей кривошипно-шатунного механизма):

• выработка установленного ресурса двигателя и, как следствие, высокий износ конструктивных элементов;
• нарушение правил эксплуатации двигателя, в том числе использование некачественного (жидкого), загрязненного масла, применение бензина с высоким содержанием смол, длительная работа двигателя на предельных оборотах.

Самой серьезной неисправностью газораспределительного механизма является т.н. зависание клапанов, которое может привести к серьезным поломкам двигателя. Причин у неисправности две. Применение некачественного бензина, сопровождающееся отложением смол на стержнях клапана. Другой причиной является резонанс, ослабление или поломка пружин клапанов. В этом случае при достижении поршнем верхней мертвой точки клапан не успевает сесть в «седло». К счастью, данная неисправность на современных автомобилях встречается достаточно редко.

Отдельно необходимо сказать о неисправностях гидрокомпенсаторов. При использовании жидкого или сильно загрязненного масла гидрокомпенсатор перестает выполнять свою основную функцию, а именно автоматически компенсировать зазоры в ГРМ. Дальнейшая эксплуатация двигателя может привести к заклиниванию гидрокомпенсаторов.

Нарушение теплового зазора на двигателях с регулируемым зазором может произойти по причине износа подшипников и кулачков распределительного вала, износа зубчатого шкива привода распределительного вала, а также вследствие неправильной регулировки.

Неисправности ГРМ достаточно сложно диагностировать, т.к. сходные внешние признаки могут соответствовать нескольким неисправностям. Зачастую конкретная неисправность устанавливается непосредственным осмотром конструктивных элементов ГРМ со снятием крышки головки блока цилиндров.

Большинство неисправностей газораспределительного механизма приводит к нарушениям фаз газораспределения, при которых двигатель начинает работать нестабильно и не развивает номинальной мощности.

Внешние признаки и соответствующие им неисправности ГРМ

Признаки	Неисправности
металлический стук в головке блока цилиндров на малых и средних оборотах; снижение мощности двигателя	нарушение теплового зазора клапанов; износ подшипников, кулачков распределительного вала
металлический стук в головке блока цилиндров на холодном двигателе; снижение мощности двигателя
шум в районе привода распределительного вала; выстрелы в глушитель	износ и удлинение цепи (ремня) привода распределительного вала; износ зубчатого шкива привода
синий дым отработавших газов; снижение уровня масла в картере двигателя; снижение мощности двигателя	износ маслоотражающих колпачков, стержней клапанов, направляющих втулок; неисправности КШМ
звонкие металлические стуки (детонационные стуки) при разгоне автомобиля; работа двигателя с перебоями	нагар на клапанах; неисправности КШМ; бензин низкого качества
кратковременные провалы в работе холодного двигателя; снижение мощности двигателя; перегрев двигателя	снижение упругости и поломка пружин клапанов; зависание клапанов

Поршень с кольцами и пальцем

Поршень – это небольшая цилиндрическая деталь, изготовленная из алюминиевого сплава. Его основным назначением является преобразование давления выделяемых газов в поступательное движение, передаваемое в шатун. Возвратно-поступательное движение обеспечивается за счет гильзы.

Поршень состоит из юбки, головки и дна (днища). Дно может иметь разную форму (выпуклую, вогнутую или плоскую), в нем содержится камера сгорания. На головке расположены небольшие канавки для поршневых колец (маслосъемных и компрессионных).

Кольца компрессионного типа предотвращают возможное попадание газов в двигательный картер, а кольца малосъемного типа предназначены для удаления лишнего масла со стенок цилиндра.

Юбка оснащена специальными бобышками с отверстиями, для установления поршневого пальца, соединяющий поршень и шатун.

Шатун

Шатун – еще одна деталь КШМ, которая изготавливается из стали методом штамповки или ковки, оснащенная шарнирными соединениями. Шатун предназначен для передачи энергии движения от поршня к валу.

Шатун складывается из верхней, разборной нижней головки и стержня. Верхняя головка соединяется с поршневым пальцем. Нижнюю разборную головку можно соединять с шейкой вала с помощью крышек (шатунных).

Кривошип (колено)

К любому кривошипу (колено) крепится шатун поршня. Зачастую кривошип располагается от оси шеек в определенном радиусе, что определяет ход поршня. Именно эта деталь дала название кривошипно-шатунному механизму.

Коленчатый вал

Еще одна подвижная деталь механизма сложной конфигурации, изготовленная из чугуна или стали. Основным назначением вала является преобразование поступательного поршневого движения поршня во вращательный момент.

Коленчатый вал складывается из шеек (коренных, шатунных), щек (соединяющих шейки) и противовесов. Щеки создают равновесие при работе всего механизма. Внутри шейки и щеки оснащены небольшими отверстиями, через которые под давлением происходит подача масла.

Маховик

Маховик, как правило, установлен на конце вала. Изготавливается из чугуна. Маховик предназначен для повышения равномерного вращения вала для запуска двигателя с помощью стартера.

В настоящее время чаще применяются маховики двухмассового типа – два диска, которые достаточно плотно соединены между собой.

Блок цилиндров

Это неподвижная деталь КШМ, которая изготавливается из чугуна или алюминия. Блок предназначен для направления поршней, именно в них осуществляется весь рабочий процесс.

Блок цилиндров может быть оснащен рубашками охлаждения, постелями для подшипников (распределительного и коленчатого вала), точкой крепления.

Головка цилиндров

Эта деталь оснащена камерой сгорания, каналами (впускными и выпускными), отверстиями для свечей зажигания, втулками и седлами. Головка цилиндров изготавливается из алюминия.

Как и блок, головка также имеет рубашку охлаждения, которая соединяется с рубашкой цилиндра. А вот герметичность этого соединения обеспечивается специальная прокладка.

Закрывается головка небольшой штампованной крышкой, при этом между ними устанавливается резиновая прокладка, устойчивая к воздействию масел.

Поршень, гильза цилиндров и шатун образуют то, что автомобилисты обычно называют цилиндр. Двигатель может иметь от одного до 16, а иногда и больше цилиндров. Чем больше цилиндров, тем больше общий рабочий объем двигателя и, соответственно, тем больше его мощность. Но нужно понимать, что при этом одновременно с мощностью растет и расход топлива. Цилиндры в двигателе могут располагаться по различным компоновочным схемам:

• рядная (оси всех цилиндров располагаются в одной плоскости)
• V-образная компоновка (оси цилиндров располагаются под углом 60 или 120 градусов в двух плоскостях)
• оппозитная компоновка (оси цилиндров располагаются под углом 180 градусов)
• VR-компоновка (аналогично V-образной, но плоскости располагаются под небольшим углом относительно друг друга)
• W-образная компоновка представляет собой совмещение на одном коленчатом валу двух VR-компоновок, расположенных V-образно со смещением относительно вертикали

От компоновочной схемы зависит балансировка двигателя, а так же его размер. Наилучшей балансировкой обладает оппозитный двигатель, однако он редко используется на автомобилях из-за конструктивных особенностей.

Так же отличным балансом обладает рядный шестицилиндровый двигатель, но его применение на современных автомобилях практически невозможно из-за его громоздкости. Наибольшее распространение получили V-образные и W-образные двигатели из-за наилучшего сочетания динамических характеристик и конструктивных особенностей.

Признаки износа

Есть несколько симптомов изношенной цепи. Чтобы избежать капитального ремонта двигателя (что обычно очень дорого), необходимо менять цепь по мере ее удлинения.

Если двигатель работает на холостом ходу грубо и неравномерно, цепь уже «подогнана». Такая работа двигателя связана с тем, что изменились фазы газораспределения. Если цепь издает звуки в режиме холостого хода, это также один из признаков того, что вскоре могут произойти непоправимые сбои в работе синхронизации.

Если после снятия крышки видно, что натяжитель вышел на максимальное расстояние, если появился износ зубцов звездочек, то цепь лучше заменить.

Правильный выбор запасных частей

Как показывает практика, наиболее часто вызывает проблему при капитальном ремонте двигателя ГРМ. Причем далеко не всегда она кроется в несвоевременном обслуживании. В некоторых случаях все дело в запчастях. Дело в том, что есть оригинальные ремни, ролики и водяные насосы. Под словом «оригинальные» стоит понимать те запасные части, которые были установлены заводом изготовителем. В большинстве случаев они имеют достаточно длительный ресурс и хороший запас прочности при правильной эксплуатации и обслуживании. К примеру, водяная помпа рассчитана в среднем на 150 тысяч пробега. Такой интервал выдерживают абсолютно все детали, начиная от обводных роликов и заканчивая ремнем или же цепью. Но даже при приближении такого пробега, ГРМ может работать вполне нормально еще 30 или 50 тысяч километров. Но уже нет никакой гарантии, что его не оборвет в самый неподходящий момент. Тем не менее определенный запас производителем все же заложен.

Ну а сейчас следующая ситуация. Оригинальные детали на большую часть автомобилей стоят приличных денег. Исключением являются только некоторые автомобили семейства ВАЗ. Ремонт ГРМ «Жигулей» — не слишком затратное и сложное мероприятие. Ну а если под капотом 5-литровый монстр, то покупка оригиналов ГРМ на него обойдется не в одну сотню долларов. Вполне естественно, что автомобилисты хотят сэкономить, приобретая аналоги не самого лучшего качества. В результате уже через 10-20 тысяч километров появляется люфт в подшипниках, начинает подтекать помпа и т. п. Водитель в этом случае вынужден повторно менять детали ГРМ, что приводит к неоправданным затратам. В худшем случае придется выполнять такие работы, как ремонт клапанов ГРМ, а точнее, их полную замену.

Признаки и симптомы

Имеется шесть основных признаков того, что перескочил ремень ГРМ.

1. Двигатель автомобиля работает нестабильно.
2. Двигатель постоянно глохнет.
3. Ощутимая потеря мощности и тяги мотора.
4. Мотор запускается с проблемами или вообще не запускается.
5. Силовую установку клинит.
6. Звук работы мотора становится громче – появляется металлический стук.

Чаще всего бывает, что изделие перескакивает на один зуб, и из-за этого двигатель продолжает свою работу, но увеличивает расход топлива, а также появляются перебои в работе и запуске.

Если имеются подозрения на то, что произошёл перескок на несколько зубцов, то не следует запускать двигатель повторно. В худшем случае это может привести к тому, что клапана загнутся.

Самостоятельно или на сервисе

Натянуть ремень ГРМ удастся и самостоятельно, если
под рукой будут нужные инструменты. В частности, специальный регулировочный
ключ и базовый набор гаечных ключей. Ниже подробно о том, как самостоятельно
это сделать.

1. Поставить
   машину на ровную площадку, обесточить аккумулятор.
2. Открыть
   капот, демонтировать защитный кожух с ГРМ.
3. Ослабить
   крепление натяжного ролика.
4. Осуществить
   процедуру натяжения, используя регулировочный ключ. Надо вставить в специальные
   отверстия на гайке рожки ключа. Затем провернуть инструмент против часовой
   стрелки.
5. После
   натяжения зафиксировать ролик, завернув гайку крепления.
6. Проверить
   степень натяжения с помощью весов. Если что-то не так, повторить процедуру.

Однако выполнить данный процесс удается не всегда и
не у всех

А при отсутствии опыта, можно легко повредить смежные элементы ГРМ.
Нужно действовать максимально осторожно или сразу доверить натяжку ремня
специалистам

Натяжение ремня ГРМ — процедура сложная, она имеет
свои нюансы. Инструкция действий может отличаться, в зависимости от модификации
автомобиля. На некоторых моделях ролик выполняет двойную функцию — не только
просто натягивает, но и улучшает сцепление зубьев в определенном месте, а также
показывает индикацию.

Трудность
в том, что улучшение сцепления с шестерней, усиливает износ ремня. Мастера все
это знают, поэтому учитывают дополнительную точку износа и угол изгиба во время
работы.

Еще для нормальной регулировки крайне важно
выкрутить свечи зажигания, так как вращение распредвала при наличии компрессии
в ДВС очень вредит ремню. Да и вообще, крутить за болт распредвала не
рекомендуется! Лучше это делать путем проворота водяного насоса — в частности, на Опелях и автомобилях, где присутствует
эксцентрик

Другая сложность — перетягивание ремня. Оно
настолько же вредно, как и слабое натяжение. Ресурс изделия сокращается в этом
случае почти втрое. Но и это еще не все. Одновременно большим нагрузкам
подвергается помпа и ролик, так как из-за перетяга увеличивается температура и
сила противодействия.

Порванный ремень ГРМ
Перетяжка ремня ГРМ может привести к его
разрыву

Вот что конкретно может произойти из-за
перетягивания:

• уменьшается
  ресурс привода ГРМ;
• изнашивается ролик и натяжное
  оборудование;
• повреждается
  водяной насос;
• загибается шпилька, выполняющая функцию
  опоры ролика.

Естественно, могут повредиться и другие системы
автомобиля. Например, может нарушиться компрессия.

Как проводить
регулировку, если вытянулся ремень ГРМ — самостоятельно или в СТО, решать вам. При наличии
должного опыта, конечно, можно провести эту операцию. В иных случаях лучше не
рисковать, а сразу отвезти машину в проверенный автосервис.

Устройство ГРМ

Для начала кратко вспомним, как устроены эти механизмы. На большинстве моделей двигателей газораспределительный механизм состоит из следующих узлов и деталей.

Итак, клапанами управляет распределительный вал. Чаще всего его изготавливают из стали или чугуна. Он установлен в картере. Этот картер перекрывает крышка ГРМ. Также на современных двигателях распределительный вал можно найти в головке блока цилиндров. Когда вал вращается, то он воздействует на кулачки, которые, в свою очередь, воздействуют на свой клапан.

Также в конструкции предусмотрены толкатели – они бывают стальными или чугунными. Их функция – передать усилие от распределительного вала и кулачков к клапанам.

В механизме есть два клапана — впускные и выпускные. Их задача – подача топливной смеси в камеру сгорания и затем удаление отработанных газов. Клапан – это стержень с плоской головкой. Впускные и выпускные элементы отличаются друг от друга. Отличие касается диаметра головки или тарелки. Изготавливают эти элементы ГРМ из стали и жаропрочной стали (в случае с выпускными клапанами). Ножка представляет собой стержень с канавкой. Она нужна для того, чтобы фиксировались пружины. Клапана могут двигаться только к втулкам. Чтобы в цилиндры не попадало масло, применяют уплотнительные колпачки. К каждому из клапанов прикрепляют наружную, а также внутреннюю пружину. Штанги в устройстве ГРМ необходимы, чтобы передавалось усилие от толкателей на коромысло.

Распределительный вал вращается за счет привода. Он может быть цепным или ременным. Привод передает вращение от коленчатого вала. Распределительный делает один оборот на два оборота коленчатого – это рабочий цикл двигателя.

Износ краев ремня

Если ремень визуально сильно изношенный с одного из краев, то, возможно, есть повреждения на фланце или несносность. В таком случае его нужно однозначно менять.

Долгое время считалось, что цепь значительно надежней ременного привода. И это действительно так, но и цепь далеко не бессмертна. Случаются и неисправности цепи ГРМ. Если рвется ремень, то существует пусть небольшой, но шанс спасти мотор. В случае с обрывом цепи ситуация может быть значительно хуже. Цепь массивнее ремня, и если оборвется, то буквально перемалывает двигатель. Происходит сильное повреждение клапанов и поршней. В целом, неисправность цепи одна – она рвется.

Среди причин можно выделить качество масла. Ресурс цепи составляет 250 тысяч километров, но так долго они редко ходят. Широко известны случаи, когда цепь в двигателе обрывало при пробеге 100, а также 60 тысяч километров. Но это чаще заводской дефект в конкретных автомобилях. Нередко неполадки связаны не только с маслом, но и с ошибками инженеров.

Ремень ГРМ — его роль в двигателе

• Система газораспределения является одной из наиболее важных систем, которая имеет решающее значение для работы двигателя. Какова его роль?
• Контролирует подачу свежего воздуха в отдельные баллоны (когда начинается и заканчивается подача, а также его продолжительность) путем открытия и закрытия впускных клапанов;
• Контролирует процесс удаления выхлопных газов из отдельных цилиндров, открывая и закрывая выпускные клапаны.
• Работа системы газораспределения должна быть тесно синхронизирована с работой коленчатого вала и точным положением поршней в отдельных цилиндрах в определенный период времени.

Почему на ладе калина горит чек: причины и способы устранения неисправности

В одном из самых популярных решений, используемых в современных двигателях, впускные и выпускные клапаны открываются и закрываются при воздействии кулачков на распределительный вал (или на распределительные валы, если их два). Кулачки воздействуют на клапаны через стеклянные толкатели или рычаги клапанов.

Для чего нужен ремень ГРМ? Он передает привод от шестерни, установленной на коленчатом валу, на шестерню, установленную на распределительном валу (или на двух отдельных передачах, если используются два распределительных вала).

Почему используются шестерни? Как мы упоминали ранее, все работы по синхронизации должны быть идеально синхронизированы с движениями поршней. Именно поэтому ремень имеет специальные зубцы

При установке нового ремня ГРМ крайне важно установить и заблокировать все шестерни (коленчатый вал и распределительные валы) в соответствии с маркировкой (характеристиками) на корпусе двигателя

Что произойдет, если колеса будут двигаться во время сборки? Система газораспределения будет работать неправильно, что вызовет проблемы с запуском силового агрегата, а также с его правильной работой (двигатель может быть явно слабее). В крайних случаях двигатель может быть поврежден.

Ремень ГРМ должен иметь достаточное натяжение во время работы. Кроме того, используются дополнительные направляющие элементы, называемые роликами.

Помимо передачи привода на распределительные валы, ремень ГРМ также приводит в движение вспомогательные устройства, которые оказывают огромное влияние на правильное функционирование двигателя. Это насос охлаждающей жидкости (ключевой элемент системы охлаждения, обеспечивающий движение охлаждающей жидкости), а также масляный насос (ключевой элемент системы смазки, обеспечивающий давление моторного масла).

Ремень ГРМ является расходным материалом с ограниченной долговечностью. Каждый производитель автомобилей, который использует ремень ГРМ, определяет свой максимальный срок службы. Он делает это несколькими способами.

• Изготовитель указывает максимальный пробег, после которого ремень должен быть заменен (например, первая замена после 120 000 км, каждый последующий каждые 60 000 км) или максимальный период времени, после которого ремень должен быть заменен (например, каждые 5 лет). Заменяется в зависимости от того, что наступит первым (автомобиль будет проезжать пробег, указанный производителем, или время, установленное производителем).
• Изготовитель определяет пробег, после которого ремень должен проверяться во время обслуживания (например, каждые 30 000 км) и заменяться в случае повреждения. В этом случае также устанавливается предел, после которого ремень должен быть заменен (например, каждые 5 лет).

Ремень также должен быть заменен при установке нового насоса охлаждающей жидкости, нового масляного насоса, масла или других жидкостей. Ремни, снятые для любого ремонта, не устанавливаются заново. Использованные ремни от разборки никогда не используются, выбираются только новые в соответствии с рекомендациями производителя автомобиля.

Стоит также послушать рекомендации механиков для некоторых моделей автомобилей. Во многих случаях механики советуют сократить интервал замены ремня ГРМ до половины рекомендаций производителя.

Перед началом регулировки

Установка ремня производится при отпущенном натяжном механизме ролика-успокоителя. Возможно, регулировку необходимо будет произвести несколько раз, снимая и устанавливая ремень заново со следующей последовательностью: — отпустить стопорный болт натяжного механизма. Он проходит через продольный вырез в шарнире основания; — ослабить ролик руками, обеспечить ему свободный ход и снять ремень; — произвести регулировку ГРМ; — надеть ремень так, чтобы шлицевые насечки совпадали с пазами на шкивах; — натянуть ролик при помощи рычага (монтировки) и затянуть фиксирующий болт; — проверить натяжения ролика: между шкивами он должен проворачиваться на 90°, но не более.

Стоимость ремонта

Средняя цена замены ремня и ролика в автосервисах варьируется от одной до трех тысяч рублей. Ценовой диапазон обусловлен тем, что замена запчастей на иномарки обходится примерно в 2-3 раза дороже, чем на отечественные.

Если выяснится, что все же необходимо заменить насос водяного охлаждения двигателя и сальник коленвала, цена увеличится еще на 1 — 1,5 тысячи рублей.

Несмотря на то, что на рынке представлен большой выбор продуктов с разным уровнем цен, следует выбирать только те марки, которые рекомендованы производителем, или их качественные аналоги. Использование недорогих запчастей может привести к серьезным поломкам и дорогостоящему ремонту.

Например, если клапаны погнуты из-за проскальзывания ремня, потребуется заменить почти всю головку блока цилиндров. Даже в том случае, если ремонт будет производиться вручную, стоимость замены клапанов, помпы, ремня, заливки маслом и антифризом и других деталей составит не менее 10 000 рублей.

Вывод

Сегодня я постарался доказать, что не все признаки замены ремня ГРМ, о которых говорят «бывалые» автовладельцы являются истинной. Следует придерживаться простых правил:

• Строгое соблюдение регламента. Бывают случаи, что ремешок потребует замены раньше, чем заверяют автопроизводители. Просто пользуйтесь опытом владельцев таких же машин, они вам точно подскажут, сколько будет «ходить» ремень;
• Интересуйтесь в профильных сервисах во время очередного ТО. Мастера подскажут, у них есть опыт ремонта определенных марок авто, им стоит доверять;
• Визуально можно самостоятельно осмотреть только тот ремень ГРМ, который не скрыт под защитным кожухом или плитой. Но таких машин становится все меньше. В других случаях не стоит с этим заморачиваться;
• Не существует срока годности ремня. Есть только пробег и моточасы работы двигателя. Причины я рассказывал выше;
• Попадание на привод ГРМ агрессивных веществ может сократить срок его службы, но точных признаков этого найти затруднительно;
• Шум может служить хорошим поводом «полезть» к ремню газораспределительного механизма. Большая вероятность, что ему «хана».

Источник