Постійне вдосконалення двигуна внутрішнього згоряння в цілях збільшення ККД і підвищення паливної економічності змусило інженерів серйозно переробити конструкцію ГРМ сучасних дизельних і бензинових моторів. Також зміни торкнулися пристрою поршневої групи і камери згоряння. Зазначені доопрацювання були зроблені для максимально ефективного наповнення циліндрів і їх якісної вентиляції, тобто одержання покращеного газообміну.
Рекомендуємо також прочитати статтю про те, що таке система зміни фаз газорозподілу. З цієї статті ви дізнаєтеся про те, які різновиди зазначених рішень встановлюються на різних двигунах, а також про принципи роботи та конструктивних особливостях подібних систем.
Якщо на ранніх етапах розвитку найбільш поширеним був двигун з двома клапанами на циліндр (1 впускний і 1 випускний клапан), то сьогодні повсюдно спостерігається збільшення кількості клапанів на один циліндр. Такі зміни добре ілюструє найбільш поширена версія автомобільного ДВС з чотирма циліндрами. Раніше подібні мотори часто були 8-клапанними, з одним распредвалом. Сьогодні такий агрегат часто є 16-клапанним варіантом з двома розподільними валами (для впускних і випускних клапанів), може оснащуватися системою зміни фаз газорозподілу і т. д.
Обрив ременя/ланцюга ГРМ: основні причини
Якщо порівнювати сучасні мотори з їх попередниками, сьогодні двигуни мають велику потужність і менший ресурс. Що стосується проблеми загину клапанів, саме для досягнення більшої віддачі від мотора відстань від поршня до клапана мінімально. Навіть злегка відкритий клапан гніт під час підйому поршня у ВМТ. Виходить, різні технічні інновації в двигунобудуванні ніяк не позначилися на добре відомої проблеми, яка притаманна переважній більшості двигунів незалежно від типу двигуна і виробника. Мова йде про загині клапанів при обриві приводного ременя або ланцюга ГРМ.
Важливим правилом під час експлуатації автомобіля є контроль стану ременя ГРМ і його своєчасна заміна. На ремені не повинно бути розшарувань, тріщин або інших дефектів. Також не допускається попадання різних техжидкостей на його поверхню. Поява писку, скрипу і інших сторонніх звуків вимагає від власника провести перевірку натягу і стану ременя ГРМ, а також натяжної та інших роликів.
Щоб відповісти на питання, коли потрібно міняти ремінь ГРМ, необхідно вивчити інструкцію по експлуатації конкретного автомобіля. Найчастіше на нових машинах ремінь змінюється через 60 тис. пройдених кілометрів або через 2-3 роки (залежно від того, що настане раніше). Планова заміна на оригінальний ремінь передбачає наступну заміну кожні 50 тис. км. Неоригінальні ремені бажано вибирати з обережністю і міняти кожні 40 тис. км
Тепер кілька слів про ланцюговому приводі. Ланцюг ГРМ вимагає менше уваги, так як заміна ланцюга в середньому необхідна один раз в 150-200 тис. км. і більш. При цьому необхідно стежити за натягом ланцюга, станом натяжителя і заспокоювача ланцюга. Посилення шуму під час роботи двигуна, поява металевого брязкоту й інші ознаки вкажуть на необхідність негайної перевірки даних елементів.
Рекомендуємо також прочитати статтю про те, що може свистіти під капотом на холодну. З цієї статті ви дізнаєтеся про можливі причини писку і скрипу, а також про способи визначення і усунення несправності.
Отже, повернемося до менш надійного порівняно з ланцюгом ременя. Ремінь ГРМ найчастіше рветься з наступних причин:
- зношування ременя в результаті тривалої експлуатації або використання вироби низької якості;
- заклинюванню помпи (водяного насоса);
- підклинювання колінчастого вала розподільчого вала;
- несправність натяжного ролика, заклинювання роликів ГРМ;
- руйнування ременя ГРМ в результаті попадання на його поверхню моторного масла;
- механічні пошкодження після контакту з гострими краями приводу ГРМ, шестірнею розподільних валів;
Чому гнуться клапана при обриві ременя або ланцюга ГРМ
Незважаючи на доопрацювання, загальний традиційний принцип роботи ГРМ і клапанного механізму двигуна залишається незмінним. Як відомо, підняття поршня у ВМТ (верхньої мертвої точки) означає, що в зазначений момент впускні і випускні клапани закриті. Це необхідно для створення тиску і герметизації камери згоряння.
Якщо відбувається обрив ременя ГРМ, тоді клапана просто не встигають закритися, що означає їх зіткнення з піднімається вгору поршнем. У момент обриву ременя ГРМ распредвали одразу зупиняються. Така негайна зупинка відбувається з двох причин:
- так як пропадає приводний зусилля від ременя або ланцюга;
- на самі кулачки розподільного вала надають уповільнює вплив поворотні пружини;
Що стосується колінчастого вала, даний елемент КШМ продовжує обертатися по інерції. Інерційне обертання вала не залежить від того, на якій передачі і з якою швидкістю рухався автомобіль, на яких обертах працював двигун і т. д. Маховик все одно провертає колінчастий вал. Іншими словами, якщо обірвало ремінь ГРМ, тоді механізм газорозподілу відразу зупиняється і клапана залишаються відкритими, в той час як колінвал продовжує обертатися і рухомі поршні б’ють по відкритим в цей час клапанів.
Результатом обриву ременя стає те, що поршень зустрічається з клапанами, після чого негайно відбувається загин клапанів. Найчастіше гнеться стрижень клапана, хоча іноді також можливі різні деформації тарілки клапана. Рідше можна зустріти пошкодження самого поршня, які також є наслідком обриву ременя і загину клапанів.
Інженерам і автовиробникам добре знайома ця проблема. Для запобігання наслідків обриву ременя/ланцюга ГРМ у деяких старих ДВС на поршні виконувалися спеціальні проточки під клапана. Зазначені проточки фактично забезпечували необхідне вільний простір, яке дозволяло відкритим клапанів не зіткнутися з рухомим вгору поршнем. У таких моторах після обриву приводу клапана не гнулися.
Сучасні двигуни також мають характерні виїмки на поршні. Варто відзначити, що дані проточки дозволяють уникнути ризику пошкодження клапана на працюючому двигуні. При обриві ременя ГРМ на таких моторах зазначені проточки не рятують від загину клапанів, тобто клапана все одно гніт навіть при наявності спеціальних поглиблень на поршні.
На яких двигунах гне клапана: як дізнатися
Через серйозність даної проблеми і високої вартості подальшого ремонту багатьох автолюбителів турбує питання, як дізнатися, гніт або не гне на моторі клапана при обриві ременя ГРМ. Щоб точніше довідатися і визначити, гнуться чи клапана на конкретному двигуні, можна скористатися наступними рекомендаціями:
- Детально вивчити технічну документацію на двигун від виробника. Додамо, що проведення візуального огляду, а також різні дані з таблиць все одно не дають 100% впевненості, що при обриві приводного ременя клапана не гнуться. Також не рекомендується сліпо довіряти твердженнями на профільних автофорум або спиратися на інформацію з інших більш або менш авторитетних джерел. Іншими словами, достовірність будь-яких даних необхідно ставити під сумнів і перевіряти ще раз.
- Ще одним способом є так звана «фізична» перевірка, яка дозволяє самому дізнатися, гнуться чи клапана. Даний спосіб дозволяє визначити ймовірність загину клапанів, тобто підтвердити або спростувати можливість контакту клапана з поршнем.
Для того, щоб дізнатися, гніт або не гне клапана, знадобиться зняти ремінь ГРМ. Далі поршень в першому циліндрі виставляється в положення ВМТ, після чого розподільний вал механізму газорозподілу провертається на 720 градусів. Якщо в процесі проворота распредвала не спостерігається упору, тоді необхідно здійснити аналогічну перевірку шляхом почергового підняття в ВМТ поршнів у всіх інших циліндрах ДВЗ. Якщо распредвал ніде не впирається, тоді висока ймовірність того, що на даному двигуні клапана при обриві ременя не гне.
Що стосується різної технічної інформації, яка наведена в таблицях, а також посилаючись на досвід автомеханіків і простих водіїв, сумарні дані дозволяють відзначити:
- найчастіше клапана не гне на простих 8-клапанних двигунах;
- зазвичай клапана гнуться на 16 — клапанних і 20-клапанних двигунах;
- клапана гне практично на всіх дизельних двигунах;
- загин клапанів відбувається на більшості моторів у разі обриву ланцюга ГРМ, тобто на двигунах з ланцюговим приводом ГРМ;
- клапана зазвичай гнуться на двигунах малолітражних автомобілів з робочим об’ємом від 1.1 до 1.4 літра;