Цепь или ремень: какой привод ГРМ лучше

Итог: Так что лучше?

Вам нравятся вопросы наподобие «Какая машина лучше?», на которые в принципе нет правильного ответа? Обычно такие вопросы вызывают бурную волну обсуждений и даже жесткой полемики. Сегодня же мы решили поговорить по поводу системы газораспределения (ГРМ) в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Все знают, что в ДВС для синхронизации работы двигателя используется цепь ГРМ или ремень.

Но чем они отличаются друг от друга? Уже давно многих автомобилистов интересует, что же лучше? И надо признать, что с тех пор, как на смену цепи ГРМ пришел ремень, споры среди автолюбителей не утихают. Особенно о современных моторах, к которым есть масса претензий по сроку службы. Надо признать, что это отличный вопрос.

В главах 1-5 мы расскажем вам, что с исторической точки зрения вариант с ремнем ГРМ не является ни лучшим, ни худшим, также как и цепь ГРМ. Наше личное мнение, что и цепь, и ремень ГРМ не являются идеальной системой газораспределения в двигателях внутреннего сгорания. В целом эта технология уже давно зарекомендовала себя надежной и прошла проверку временем.

В принципе, выяснение, что лучше – цепь или ремень ГРМ, – неблагодарное дело. Те, кто любит спорить на этот счет, все равно не достигнут истины. Все эти искусственные дебаты похожи на спор между теми, кто любит с пеной у рта доказывать, какой автомобиль лучше всех. 

Самое интересное, что те, кто спорит о том, какой тип привода системы газораспределения лучше, почему-то не задумываются, что вся система ГРМ – это бомба замедленного действия. Особенно в современных автомобилях. Именно из-за системы ГРМ двигатели автомобилей недолговечны. ГРМ – это слабое звено многих автомобилей.

Как мы уже не раз отметили, определить точно, что же лучше – ремень или цепь, не представляется возможным. Те же, кто спорит об этом, теряют время. Это искусственный бессмысленный спор. Каждый тип привода ГРМ имеет свои плюсы и минусы. Все зависит от типа и конструкции двигателя, а также от стоимости замены ремня/цепи ГРМ в конкретном автомобиле.

  • Лучшая точность синхронизации способствует повышению производительности и снижению выбросов
  • Пониженные гармоники коленчатого вала (непостоянная скорость), влияющие на динамику и фазу газораспределения
  • Снижение требований к смазке (масло не требуется для ремня)
  • Простота регулировки (для гонок)

Плюсы цепей ГРМ

  • Цепь имеет больший ресурс
  • При замене цепи ГРМ требуется замена меньшего количества компонентов

Сложнее, чем ремень. Главная причина заключается в том, что ременной привод ГРМ, как правило, находится снаружи двигателя, а цепной — внутри. Именно поэтому для замены цепи приходится около часа разбирать все «окружение» механизма ГРМ, а также снимать защитные крышки двигателя, которые, как правило, одноразовые. Таким образом, и по нормо-часам, и по количеству запчастей замена цепи ГРМ всегда более сложная, более долгая и более дорогая процедура.

Кроме того, конструкции некоторых моторов, например Audi или BMW, имеют в приводе не одну, а сразу три цепи: отдельно привода ГРМ, отдельно масляного насоса и отдельно распредвалов. Например, по регламенту замена системы цепей в двигателях BMW выполняется со съемом двигателя со всеми вытекающими по разбору и стоимости.

Редакция журнала «Движок» выражает благодарность СТО «Дилижанс» и компании Febi за помощь в подготовке материала.

   Что было раньше цепь или ремень

Любой двигатель внутреннего сгорания в своей конструкции должен иметь механизм, который обеспечит своевременное наполнение камеры сгорания рабочей смесью и отвод отработавших газов. Этим занимается механизм газораспределения, который часто называют ГРМ. В его конструкцию входят несколько деталей, это:

  1. Клапан (впускной и выпускной), которые наполняют камеру сгорания и отводят продукты сгорания. Устанавливают их в головке блока цилиндров (ГБЦ).
  2. В ГБЦ предусмотрено место для установки одного или двух распределительных валов. Эта деталь отвечает за правильное распределение рабочих фаз в процессе работы мотора, открывает или закрывает в нужный момент клапан.
  3. Устройство, которое передаёт вращательное движение от коленчатого вала к распределительному и некоторым другим агрегатам, называемое приводом ГРМ.

Что установлено в конкретном двигателе в приводе ГРМ цепь или ремень, или шестерни, зависит от предпочтений конструкторов силового агрегата. Газораспределение в моторах было и будет всегда, а привод механизма ГРМ менялся неоднократно. Первые образцы двигателей имели расположение клапанного механизма в блоке цилиндров, приводились они в движение толкателями от коленчатого вала. После переноса их в ГБЦ, был разработан привод для механизма ГРМ.

двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания

Такие моторы (с верхним расположением клапанов) позволили снять больше мощности при равном рабочем объёме ДВС с нижним расположением клапанов. Первоначально в приводах ГРМ стали использовать цепь. Она могла быть однорядной, двухрядной и для повышения надёжности, даже трёхрядной. Для обеспечения работы цепи дополнительно устанавливался механизм её натяжения и «успокоитель». Цепь работала совместно с роликами, а в дальнейшем они были заменены зубчатыми шестернями.

Первое упоминание о применении зубчатого ремня в приводе ГРМ появилось в далёком 1956 году. Это был гоночный автомобиль Devin Sports Car, изготовленный в Америке. До применения такой конструкции привода в обычных автомобилях прошло около тридцати лет. В настоящее время бо́льшая часть производимых моторов имеет ремень в приводе ГРМ, а цепь использует ограниченное количество компаний. Среди них можно назвать BMW, Toyota, Mitsubishi и некоторые другие.

Читать далее:  Как проверить датчик скорости: схема, разъем и признаки неисправности регулятора привода спидометра

Цепь или ремень: какой привод ГРМ лучше

В некоторых моторах используется комбинированный привод ГРМ, в которых одновременно работают цепь и зубчатый ремень. Чтобы стало понятно, что лучше в приводе механизма ГРМ, следует более подробно рассмотреть обе конструкции этого механизма. Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки.

То есть сегодня нет принципиальной разницы между характеристиками ремня и цепи?

Как ни крути, а железная цепь, работающая в масляной ванне, и без рывковых нагрузок ходит все-таки больше, чем ремень. Это связано с материалами и технологиями изготовления последних. Стальная ударопрочная цепь в меньшей степени подвержена внешним воздействиям. Однако, вопреки заблуждениям, никаких «вечных» цепей не существует.

Главным слабым местом цепи являются подшипники скольжения, то есть детали, с помощью которых соединяются звенья цепи. Соединения и их упоры несут вибрационную нагрузку, и со временем втулки изнашиваются, цепь растягивается и появляется люфт. Уже он, в свою очередь, механически воздействует на шестерни, на которых появляются следы выработки на зубьях. Именно поэтому при замене цепи ГРМ часто требуется и замена шестеренок, потому что работа новой цепи на изношенных зубьях даст не лучший эффект.

На самом деле, например, температурные нагрузки практически не критичны и для современных ремней, а вот механические воздействия ремни могут не пережить. Кстати, изламывать новые ремни перед установкой, проверяя на гибкость, категорически запрещено, поскольку внутри них применяются стекловолоконные ткани.

   Какой ремонт дороже

Цена замены зубчатого ремня в механизме ГРМ в некоторых случаях может быть несколько выше против его цепного аналога, поскольку вместе с ним обычно меняют натяжной ролик, помпу насоса охлаждающей жидкости. На стоимость замены цепи влияет степень подготовительных работ при такой операции.

На отдельных моторах приходится демонтировать большое количество деталей на двигателе и в подкапотном пространстве. Есть такие модели автомобилей, у которых для замены цепи приходится полностью демонтировать двигатель.

Как определить износ цепи?

Глобальной сложности в определении износа цепи нет. На современных двигателях могут быть специальные смотровые окошки, где видны деления натяжителя цепи. Как только они достигают определенных значений, цепь требует замены. Если окошка нет, можно провести осмотр цепи и ее натяжителя эндоскопом.

Кроме того, опытный механик спокойно может выявить износ цепи на слух, поскольку изношенная цепь при работе издает специфический призвук, который ни с чем не спутать. Он появляется из-за того, что на холодном запуске плохо работает система удержания масла, в этот момент цепь работает не от натяжения и имеет избыточный свободный ход, что может привести к перескоку цепи и повреждению двигателя.

Еще один метод определения износа цепи — расположение распределительного и коленчатого вала. Если оно превышает определенные градусы, то получается рассогласование, которое может изнашивать цепь.

Зависит. Основная нагрузка на цепь ГРМ ложится при старте, когда ей нужно сдвинуть с места все валы. Чем больше по объему и размеру мотор, тем, соответственно, больше нагрузка, выше износ. V-образные двигатели имеют две головки блока, которые также добавляют нагрузки. А вот наличие турбонаддува на ГРМ почти не влияет, поскольку турбина включается в работу уже на заведенном моторе. Разве что из-за меньшей степени сжатия на турбомоторах старт чуть проще. Собственно, на равномерном ходу износ и цепи, и ремня минимальный.

Не стоит забывать, что механизм ГРМ состоит не только из цепи. Различные пластиковые элементы конструкции ГРМ также изнашиваются, поскольку и они сопротивляются температуре и химической среде, а потому тоже требуют замены.

Что выбрать

Таким образом, выбор автомобиля с тем или иным приводом ГРМ ставит автовладельца в тупик, поскольку у каждого типа имеются значительные достоинства и недостатки. Цепи считаются более надёжным способом передачи, однако на современных автомобилях они не слишком долговечны, а стоимость их замены достаточно высока.

Ремень, в свою очередь, тоже изнашивается относительно быстро, но зато он выгодно отличается простотой и дешевизной замены. Стоит сказать, что производители автомобилей точно так же не могут отдать однозначное предпочтение какому-либо одному типу привода. Более того, на некоторых моторах (например, производства Volkswagen) используется цепь и ремень одновременно.

Читать далее:  Бесконтактная система зажигания – устройство, принцип работы

Сам мотор представляет собой довольно сложную систему, которая может быть более или менее надёжна в зависимости от производителя, модельного ряда, года выпуска и ряда прочих факторов. Выбирать автомобиль следует не по типу привода ГРМ, а ориентируясь прежде всего на надёжность двигателя в целом и опыт владельцев конкретной модели.

Какой вариант для владельца будет лучше, определить довольно сложно. Всё зависит от выбора модели двигателя или автомобиля. Можно найти примеры отличной работы в механизмах ГРМ как цепей, так и зубчатых ремней. Так, фирма BMW длительный период использовала в механизмах только цепи. Сегодня она производит ряд моторов с зубчатым ремнём в ГРМ.

Независимо от того какой вид передачи ГРМ предпочтёт водитель, следует вовремя и с высоким качеством обслуживать механизм, использовать рекомендованные расходные материалы, тогда проблемы с исправностью этого узла обойдут его стороной.

Эволюция системы газораспределительного механизма

Основная цель использования цепей или ремней ГРМ в двигателях внутреннего сгорания – это транспортирование энергии (крутящего момента) от вращения коленвала к устройству клапанов в головке блока, которые обычно управляются распределительным валом (распредвалом). 

Эту проблему не так сложно решить. Очевидное решение – это использование шестерен. Именно с помощью них легко передавать крутящий момент в боковом направлении. 

Да, это шестерни той Volvo P1800S 1966 года, которая проехала почти 5 млн километров. Мотор в этой машине без единого ремонта пробежал больше 3 млн километров. Далее был проведен дорогой ремонт, и машина снова наездила более 1 млн километров. А теперь о грустном. 

Как вы думаете, выгодно ли автопроизводителям выпускать такие автомобили, которые могут служить владельцу длительный промежуток времени? Ведь чем больше ресурс автомобиля, тем меньше продажи автопроизводителей. Вы представляете, сколько бы сегодня ходили автомобили, если бы они все оснащались для передачи крутящего момента от коленвала на распредвал зубчатыми шестернями? Представьте, если бы вы были генеральным директором компании, которая продавала продукт, служивший 50 лет, а не 10.

Насколько мы можем судить, руководители крупных автомобильных компаний решили в один прекрасный момент в истории автопромышленности спроектировать двигатели так, чтобы уменьшить их срок службы. Мы не знаем, сделано это специально или по необходимости. Но суть от этого не меняется. 

Цепь или ремень: какой привод ГРМ лучше

Начав проектировать двигатель с меньшим ресурсом, автокомпании стремились в первую очередь к своей выгоде, чтобы эксплуатируемые в мире автомобили быстрее оказывались на свалке, что увеличивало бы продажи новых автомобилей. Но как это сделать без жалоб автовладельцев? Очень просто. Нужно придумать умную новую технологию!

Первое решение проблемы долговечности двигателей, которое мы хотим обсудить, довольно показательно – замена металлических зубчатых шестерен на шестерни с нейлоновыми зубьями, которые установлены прямо на металл. 

Это шестерни от двигателя модели Chrysler 383 1969 года. Важно знать, что эти шестерни дороже, чем обычный металлический шестереночный механизм.

Все потому, что нейлон очень дорогой. Как альтернативу можно, конечно, использовать более дешевый пластик. Но и пластиковые шестерни на самом деле дороже стальных. Ведь для производства пластиковых шестерен нужно в 30 раз больше материала, чем при производстве металлических. Только так можно добиться, чтобы пластиковая шестерня выдерживала ту же нагрузку, что и стальная.

Как вы думаете, какое оправдание придумали автопроизводители, которые недавно стали вместо стальных шестерен использовать пластиковые? Они объяснили замену стальных шестерен необходимостью сделать двигатели тише. Однако это слабый аргумент, в который могут поверить только дилетанты. Об этом ниже. 

Глава 2: Цепь ГРМ

Когда некоторые производители стали использовать нейлоновые шестерни, выявилась одна проблема: шестерни были слишком слабыми. В итоге автопроизводители стали получать множество критики. Следующей технологией передачи энергии для синхронизации двигателя стали цепи ГРМ. Это более умный способ уменьшить ресурс двигателей так, чтобы потребители не жаловались.

Важное значение в этом механизме имеет задняя пружина, которая помогает держать цепь в натяжке при переключении скоростей на велосипеде. Ведь когда цепь перескакивает на другую звездочку, длина ее прямого сегмента изменяется. Если бы не было специального механизма, то при переключении скоростей цепь на велосипеде провисла бы или даже слетела.

Этой проблемы в машине не существует. Но есть в автомобилях свои заморочки. Например, цепь ГРМ со временем изнашивается (причем если сравнивать с зубчатыми шестернями, износ цепи происходит очень и очень быстро). Это приводит к увеличению эффективной длины цепи с течением времени. Поэтому автопроизводители оснастили цепь ГРМ натяжителем для устранения ее провисания.

В принципе, использовать цепь не было необходимости. Тем более что крутящий момент от коленвала на распредвал нужно передавать на небольшие расстояния. Но нет. Автопроизводители сознательно решили оснастить все двигатели цепью ГРМ, которая очень быстро изнашивается по сравнению с шестернями. 

Это, безусловно, решало проблемы долговечности моторов 60-х годов. 

Читать далее:  Мицубиси аутлендер: коробка вариатор, особенности и надежность

На левой картинке вы можете увидеть двигатель, оснащенный длинными толкателями клапанов (схема OHV). Этот мотор использует небольшую цепь. Справа вы видите двигатель с системой OHC или DOHC, где используется длинная цепь. Конструкция слева рассчитана на более длительный срок службы. Также конструкция мотора слева дешевле и легче.

Но многие автопроизводители используют множество различных технологий, чтобы предотвратить подобную асимметрию в синхронизации двигателя в результате износа цепи или ее растяжения. 

В некоторых моторах есть системы переменной синхронизации клапанов, например, такие как VTECH или VANOS. В таких моторах натяжитель цепи подключен к устройству опережения синхронизации. На таких моторах в случае провисания цепи от износа она автоматически немного продвигается на несколько звеньев. 

Цепь или ремень: какой привод ГРМ лучше

Но во всех этих примерах при использовании цепи ГРМ мы не видим систем, предотвращающих быстрый износ цепей. Вместо того чтобы придумывать, как увеличить срок службы цепей ГРМ, автопроизводители все сделали для того, чтобы сильно натянутая цепь испытывала максимальное механическое трение. Это означает, что со временем нарушается не только натяжка цепи, что приводит к ее износу, но и изнашиваются также натяжители цепи.

Глава 3: Ремни ГРМ

Проблему долговечности двигателей можно решить с помощью ремней? Если вы инженер в автомобильной компании, которая поручила вам придумать, как сократить срок службы двигателей, то вы, конечно, не остановитесь на цепях ГРМ. Вы обязательно придумаете еще что-нибудь, с радостью сообщив своим руководителям, что вместо цепей ГРМ нужно использовать ремни ГРМ.

Именно так это и произошло в истории автопромышленности. Ремни ГРМ стали следующим шагом по заговору против автовладельцев, мечтающих всю жизнь владеть одним автомобилем. Ремни ГРМ пришли на смену цепям во многих автомобилях. 

Ремни газораспределительного механизма появились на сцене еще в 1962 году. Но на раннем этапе ремни не стали так популярны, поскольку в те годы еще не было технологий, способных производить крепкие ремни. И все дело было в резине, из которой изготавливали первые ремни. Известно, что резина при больших температурах быстро стареет.

В итоге первые ремни ГРМ служили очень недолго и рвались, что нередко приводило к существенной поломке двигателя. Затем ремни стали более надежными, и автопроизводители стали отказываться от цепей, также заявив, что это необходимо, чтобы уменьшить шум двигателей. Но, несмотря на технологии производства ремней ГРМ, они все равно по сроку службы уступают цепям ГРМ.

В современных автомобилях ремни ГРМ служат более длительный срок по сравнению со старыми автомобилями. В некоторых машинах ремень ГРМ нужно менять каждые 100-150 тыс. км, тогда как совсем недавно в некоторых автомобилях автопроизводители рекомендовали менять ремень каждые 30-45 тыс. км. 

Но это не значит, что теперь ремни ГРМ имеют преимущество перед цепью. Также это не значит, что вы должны бежать покупать автомобили только с цепью ГРМ. Все не так просто. 

Следующим решением проблемы долговечности автомобилей был переход автопроизводителей с использования обычных цепей на цепи, которые используют изогнутые пластиковые направляющие. Этот пластик разваливается со временем. Но вы не удивляйтесь. Это изначально и придумано так, чтобы эти пластиковые направляющие вышли из строя через определенный пробег автомобиля.

С инженерной точки зрения для того чтобы эффективно передавать крутящий момент по длинной цепи, необходима дополнительная шестерня. Но в вышеуказанном примере в видео цепь в современных моторах изогнута и постоянно взаимодействует не с шестерней, как положено, а с куском ПЛАСТИКА!

Итак, мы посмотрели, как автопроизводители перешли от шестерней на цепи ГРМ, а затем на ремни ГРМ, и теперь снова решили использовать цепи. Осталось теперь разобраться, что дешевле обслуживать – автомобиль с ремнем ГРМ или цепью? Конечно, здесь все зависит от марки и модели конкретного автомобиля. Но в целом все примерно то на то и выходит, как это ни покажется сначала странным.

Ремень ГРМ, конечно, стоит дешевле цепи. Но как только к ремню ГРМ вы приобретаете шкивы и все остальное, стоимость замены ремня ГРМ и приводных роликов будет примерно сопоставима со стоимостью замены цепи ГРМ.

Если говорить о старых подержанных автомобилях, то, конечно, предпочтительнее покупать автомобиль с классической цепью, которая относится к древней технологии, проверенной временем. Если же говорить о новых современных автомобилях, то сегодня лучше приобретать автомобили с ремнем ГРМ, поскольку новые цепные технологии газораспределительного механизма, набирающие снова популярность, несовершенны и менее надежны, чем старые классические цепные системы ГРМ.

Но с автомобилями, использующими ремни ГРМ, нужно быть внимательным, поскольку ремни имеют свойство неожиданно рваться от износа или заводского брака. В этом случае многие двигатели ждет поломка, из-за того что клапаны мотора встретятся с поршнями. 

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
AutoJiza
Adblock
detector