Постоянное совершенствование двигателя внутреннего сгорания в целях увеличения КПД и повышения топливной экономичности заставило инженеров серьезно переработать конструкцию ГРМ современных дизельных и бензиновых моторов. Также изменения коснулись устройства поршневой группы и камеры сгорания. Указанные доработки были сделаны для максимально эффективного наполнения цилиндров и их качественной вентиляции, то есть получения улучшенного газообмена.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое система изменения фаз газораспределения. Из этой статьи вы узнаете о том, какие разновидности указанных решений устанавливаются на разных двигателях, а также о принципах работы и конструктивных особенностях подобных систем.
Если на ранних этапах развития наиболее распространенным был двигатель с двумя клапанами на цилиндр (1 впускной и 1 выпускной клапан), то сегодня повсеместно наблюдается увеличение количества клапанов на один цилиндр. Такие изменения хорошо иллюстрирует наиболее распространенная версия автомобильного ДВС с четырьмя цилиндрами. Ранее подобные моторы зачастую были 8-и клапанными, с одним распредвалом. Сегодня такой агрегат зачастую является 16-клапанным вариантом с двумя распределительными валами (для впускных и выпускных клапанов), может оснащаться системой изменения фаз газораспределения и т.д.
Содержание статьи:
Обрыв ремня/цепи ГРМ: основные причины
Если сравнивать современные моторы с их предшественниками, сегодня двигатели имеют большую мощность и меньший ресурс. Что касается проблемы загиба клапанов, именно для достижения большей отдачи от мотора расстояние от поршня до клапана минимально. Даже слегка приоткрытый клапан гнет во время подъема поршня в ВМТ. Получается, различные технические инновации в двигателестроении никак не отразились на хорошо известной проблеме, которая присуща подавляющему большинству двигателей независимо от типа мотора и производителя. Речь идет о загибе клапанов при обрыве приводного ремня или цепи ГРМ.
Важным правилом во время эксплуатации автомобиля является контроль состояния ремня ГРМ и его своевременная замена. На ремне не должно быть расслоений, трещин или других дефектов. Также не допускается попадание различных техжидкостей на его поверхность. Появление писка, скрипа и других посторонних звуков потребует от владельца произвести проверку натяжения и состояния ремня ГРМ, а также натяжного и других роликов.
Чтобы ответить на вопрос, когда нужно менять ремень ГРМ, необходимо изучить инструкцию по эксплуатации конкретного автомобиля. Зачастую на новых машинах ремень меняется через 60 тыс. пройденных километров или через 2-3года (в зависимости от того, что наступит раньше). Плановая замена на оригинальный ремень предполагает следующую замену каждые 50 тыс. км. Неоригинальные ремни желательно выбирать с осторожностью и менять каждые 40 тыс. км.
Теперь несколько слов о цепном приводе. Цепь ГРМ требует меньше внимания, так как замена цепи в среднем необходима один раз в 150-200 тыс. км. и более. При этом необходимо следить за натяжением цепи, состоянием натяжителя и успокоителя цепи. Усиление шума во время работы двигателя, появление металлического лязга и другие признаки укажут на необходимость немедленной проверки данных элементов.
Рекомендуем также прочитать статью о том, что может свистеть под капотом на холодную. Из этой статьи вы узнаете о возможных причинах писка и скрипа, а также о способах определения и устранения неисправности.
Итак, вернемся к менее надежному сравнительно с цепью ремню. Ремень ГРМ чаще всего рвется по следующим причинам:
- износ ремня в результате длительной эксплуатации или использование изделия низкого качества;
- заклинивание помпы (водяного насоса);
- подклинивание коленчатого вала, распределительного вала;
- неисправность натяжного ролика, заклинивание роликов ГРМ;
- разрушение ремня ГРМ в результате попадания на его поверхность моторного масла;
- механические повреждения после контакта с острыми краями привода ГРМ, шестерней распределительных валов;
Почему гнутся клапана при обрыве ремня или цепи ГРМ
Несмотря на доработки, общий традиционный принцип работы ГРМ и клапанного механизма двигателя остается неизменным. Как известно, поднятие поршня в ВМТ (верхней мертвой точки) означает, что в указанный момент впускные и выпускные клапаны закрыты. Это необходимо для создания давления и герметизации камеры сгорания.
Если происходит обрыв ремня ГРМ, тогда клапана попросту не успевают закрыться, что означает их столкновение с поднимающимся вверх поршнем. В момент обрыва ремня ГРМ распредвалы сразу останавливаются. Такая немедленная остановка происходит по двум причинам:
- так как пропадает приводное усилие от ремня или цепи;
- на сами кулачки распределительного вала оказывают замедляющее воздействие возвратные пружины;
Что касается коленчатого вала, данный элемент КШМ продолжает вращаться по инерции. Инерционное вращение вала не зависит от того, на какой передаче и с какой скоростью двигался автомобиль, на каких оборотах работал двигатель и т.д. Маховик все равно проворачивает коленчатый вал. Другими словами, если ремень ГРМ оборвало, тогда механизм газораспределения сразу останавливается и клапана остаются открытыми, в то время как коленвал продолжает вращаться и движущиеся поршни бьют по открытым в это время клапанам.
Результатом обрыва ремня становится то, что поршень встречается с клапанами, после чего немедленно происходит загиб клапанов. Зачастую гнется стержень клапана, хотя иногда также возможны и различные деформации тарелки клапана. Реже можно встретить повреждения самого поршня, которые также являются последствием обрыва ремня и загиба клапанов.
Инженерам и автопроизводителям хорошо знакома данная проблема. Для предотвращения последствий обрыва ремня/цепи ГРМ в некоторых старых ДВС на поршне выполнялись специальные проточки под клапана. Указанные проточки фактически обеспечивали необходимое свободное пространство, которое позволяло открытым клапанам не столкнуться с движущимся вверх поршнем. В таких моторах после обрыва привода клапана не гнулись.
Современные двигатели также имеют характерные выемки на поршне. Стоит отметить, что данные проточки позволяют избежать риска повреждения клапана на работающем двигателе. При обрыве ремня ГРМ на таких моторах указанные проточки не спасают от загиба клапанов, то есть клапана все равно гнет даже при наличии специальных углублений на поршне.
На каких двигателях гнёт клапана: как узнать
По причине серьезности данной проблемы и высокой стоимости последующего ремонта многих автолюбителей беспокоит вопрос, как узнать, гнет или не гнет на моторе клапана при обрыве ремня ГРМ. Чтобы точнее узнать и определить, гнутся ли клапана на конкретном двигателе, можно воспользоваться следующими рекомендациями:
- Подробно изучить техническую документацию на двигатель от производителя. Добавим, что проведение визуального осмотра, а также различные данные из таблиц все равно не дают 100% уверенности, что при обрыве приводного ремня клапана не гнутся. Также не рекомендуется слепо доверять утверждениям на профильных автофорумах или опираться на информацию из других более или менее авторитетных источников. Другими словами, достоверность любых данных необходимо ставить под сомнение и перепроверять.
- Еще одним способом является так называемая «физическая» проверка, которая позволяет самому узнать, гнутся ли клапана. Данный способ позволяет определить вероятность загиба клапанов, то есть подтвердить или опровергнуть возможность контакта клапана с поршнем.
Для того, чтобы узнать, гнет или не гнет клапана, понадобится снять ремень ГРМ. Далее поршень в первом цилиндре выставляется в положение ВМТ, после чего распределительный вал механизма газораспределения проворачивается на 720 градусов. Если в процессе проворота распредвала не наблюдается упора, тогда необходимо произвести аналогичную проверку путем поочередного поднятия в ВМТ поршней во всех остальных цилиндрах ДВС. Если распредвал нигде не упирается, тогда высока вероятность того, что на данном двигателе клапана при обрыве ремня не гнет.
Что касается различной технической информации, которая приведена в таблицах, а также ссылаясь на опыт автомехаников и простых водителей, суммарные данные позволяют отметить:
- зачастую клапана не гнет на простых 8-клапанных моторах;
- обычно клапана гнутся на 16- клапанных и 20-клапанных двигателях;
- клапана гнёт практически на всех дизельных двигателях;
- загиб клапанов происходит на большинстве моторов в случае обрыва цепи ГРМ, то есть на двигателях с цепным приводом ГРМ;
- клапана обычно гнутся на двигателях малолитражных автомобилей с рабочим объемом от 1.1 до 1.4 литра;
