Что означает грм в автомобиле

Для нормальной работы автомобильного мотора необходимо обеспечить своевременную подачу воздухотопливной смеси в камеры сгорания, с выпуском отработанных газов.

Для этой цели служит ряд клапанов, управляемых системой тяг и толкателей, получивший название газораспределительного механизма. В предлагаемом обзоре рассматриваются особенности ГРМ: что это такое и для чего применяется в машине.

Общее описание и назначение

В первую очередь необходимо разобраться, что такое ГРМ – общепринятая аббревиатура этого устройства. Газораспределительным механизмом двигателя называют систему узлов, задача которой состоит во впуске в камеры сжатия цилиндра горючего или его смеси с воздухом (для соответствующих типов моторов), с последующим выпуском отработанных газовых составов.

Впускные и выпускные элементы должны срабатывать определенным образом, в заданный промежуток времени, с учетом условий чередования и продолжительности циклов при функционировании силового агрегата.

Это описание позволяет понять, что такое ГРМ в автомобиле. Ведь горючая смесь должна поступать в цилиндры в необходимый момент, а когда проходит такт сжатия и рабочего хода, пространство камер сгорания нужно герметично закрыть, изолировав от внешней среды.

Поэтому назначение ГРМ состоит в синхронном открытии и закрытии клапанов точно в заданный момент, с учетом чередования и длительности каждого такта при работе мотора.

Как устроен ГРМ?

Подробнее об устройстве ГРМ. В современных силовых агрегатах узлы газораспределительного механизма скомпонованы в верхней части мотора. Эта система включает ряд деталей, объединенных общей задачей.

Рассматривая особенности ГРМ, из чего он состоит, понятно, что конструкция данного устройства разработана с включением следующих узлов:

• Распределительного вала – конструктивно сложная деталь, для изготовления которой применяют прочный стальной сплав или чугун. Узел подлежит точной обработке, чтобы добиться высокой чистоты поверхности. Размещен в головке блока цилиндров. В устаревших моделях моторов эту деталь устанавливали в картере, но сейчас эта схема ГРМ вышла из употребления. Включает ряд эксцентриков, повернутых под разными углами, которые приводят в действие клапаны, с их последовательным открытием и закрытием. Геометрия кулачков определяет продолжительность пребывания клапанного элемента в открытом или закрытом положении. Разнонаправленное расположение эксцентриков позволяет чередовать срабатывание клапанов по отдельным цилиндрам в различное время.

• Привода – гибкая связь или зубчатое зацепление, применяемые, чтобы передать вращающий момент на распредвал с коленчатого. В зависимости от типа ГРМ, распределительный вал приводится в действие ремнем, цепью или системой зубчатых колес и шестерен. Разница в количестве оборотов достигнута изменением диаметра приводного и ведомого шкивов или соответствующим соотношением количества зубьев элементов, участвующих в зацеплении. Если конструкция предполагает гибкую связь, дополнительно предусмотрено применение натяжного ролика, успокоителя и башмака.

• Клапанов на впуске и выпуске – закрывают впускные и выпускные отверстия камер сжатия, установлены в головке блока цилиндров. Конфигурация этой детали включает цилиндрический стержень, который оканчивается плоской головкой в виде тарелки. Исполнение деталей на впуске и выпуске различное. Впускной клапанный элемент сделан цельным, размер его тарелки больше, чтобы обеспечить интенсивное наполнение цилиндра свежим воздухом. Для изготовления выпускного клапана применяют жаростойкую сталь. Чтобы улучшить отвод тепла, эту деталь выполняют полой, внутреннюю полость заполняют натриевым наполнителем. Под воздействием высокой температуры, этот материал расплавляется, распределяя тепловую энергию по всей детали, с головки на стержень. На тарелках клапанных устройств сняты фаски, чтобы они плотнее прилегали к отверстию, обеспечивая герметичность.

• Толкателей – промежуточные звенья, передающее воздействие кулачков коленчатого вала на клапаны. Делают из легированного стального сплава высокой прочности. Нужно добиться надлежащей износостойкости, чтобы снизить выработку деталей от трения в условиях воздействия высоких температур. Бывают механическими, роликовыми и гидрокомпенсирующими. Чтобы система работала правильно, требуется настройка теплового зазора между эксцентриками коленвала и толкателями. При использовании гидрокомпенсаторов или гидротолкателей, эти узлы настраивают оборудование автоматически, что отменяет необходимость дополнительного вмешательства.

• Коромысла или рычагов. Исполнение и конфигурация этих деталей зависят от вида ГРМ. В простом варианте ставят коромысло, оформленное двуплечим рычагом, движения которого носят колебательный характер.

• Гидравлического контура для изменения газораспределительных фаз при работе силового агрегата – применяют на отдельных моделях, чтобы повысить эффективность дожигания топлива, для сокращения вреда, наносимого окружающей среде от функционирования двигателя внутреннего сгорания.

Кроме основных узлов, это устройство укомплектовано следующими дополнительными элементами, что также входят в ГРМ:

• Пружинами – нужны для возврата клапанов в исходную позицию после срабатывания.
• Маслосъемными колпаками – сальники, предотвращающие проникновение смазки внутрь цилиндра по стержню клапанного элемента.
• Направляющих втулок – запрессовывают в корпус головки блока цилиндров, чтобы задать направление движения клапана ГРМ.
• Сухарей – для фиксации пружин.

При изготовлении разных элементов соблюдают некоторые условия, чтобы обеспечить работоспособность деталей. Клапаны делают из цельного прута, который штампуют, а затем тщательно шлифуют рабочие поверхности. Переход от тарелки к стержню плавно закругляют, чтобы снизить сопротивление при прохождении газового потока.

В редких случаях в этой детали тарелку и стержень делают порознь, с последующей сваркой частей. С торца стержень закаливают, чтобы сократить износ при контакте с толкателем.

Чтобы увеличить срок службы клапана на выпуске, фаску тарелки иногда покрывают дополнительным составом, рассчитанным на значительные температурные нагрузки.

Задача направляющих втулок в установке позиции клапанов, чтобы обеспечить их движение по заданной траектории. Допустимая величина зазора в этом элементе составляет от 0.05 до 0.12 мм. Эти детали делают чугунными или из пористого состава, пропитанного смазкой.

Пружины навивают на холодную, используя особую проволоку, подвергнутую термической обработке. Чтобы исключить резонансные колебания, иногда витки делают на разных расстояниях.

На конце клапанного стержня установлена шайба, в которую упирается пружина. Этот элемент закреплен разрезными сухарями конической формы, для установки предусмотрены выточки на стержнях.

Клапанное седло в ГБЦ обеспечивает герметичность при закрытом положении тарелки. Иногда в головку блока цилиндров делают вставки, формирующие фаску отверстий. Чаще этот прием применяют для выпускных узлов, иногда для впускных. Рассмотрев, из чего состоит ГРМ, становится понятнее принцип работы газораспределительного механизма.

Принцип действия

В ГРМ принцип работы достаточно простой. Но условия функционирования этой системы нельзя рассматривать без связи со схемой функционирования силового агрегата. Это следует из назначения и устройства ГРМ. Ведь клапаны нужно открыть и закрыть четко в заданные промежутки времени, чтобы вовремя впрыснуть топливо с воздухом и выпустить отработанные газы из камер сжатия.

Для корректной работы требуется реализовать соответствующие фазы циклов газораспределения мотора. Принцип работы ГРМ можно понять, проследив порядок срабатывания этой схемы:

• Одновременно с коленчатым вращается распределительный вал, приводимый гибкой связью или зубчатым зацеплением.
• От кулачков, посредством толкателей или коромысел осуществляется воздействие на стержни клапанов.
• Тарелку клапанного элемента вдавливают внутрь камеры сжатия, что открывает вход или выход для поступления нового заряда или выпуска отработки.
• Пружина возвращает клапан в исходную позицию, когда эксцентрик, провернувшись, прекращает давить на стержень.

Частота вращения распределительного вала вдвое превышает обороты коленчатого, за один виток которого, составляющий полный цикл работы мотора, ГРМ двигателя срабатывает дважды, для попеременного открытия и закрытия клапанов на разных группах цилиндров. Порядок срабатывания определяется схемой функционирования, компоновкой силового агрегата.

Условия классификации

Консультация бесплатно

Для автолюбителей страшной поломкой является обрыв ремня в системе газораспределения. Разберемся, чем опасна эта неисправность.

Роль ремня ГРМ в работе двигателя

Газораспределительный механизм, регулирует своевременный выпуск отработанных газов и впрыск топливо-воздушной смеси. Как правило, приводом ГРМ называют ремень или цепь. Сейчас распространены двигатели с ременным приводом, рассмотрим подробнее.

На самом деле ремень газораспределительной системы, только отвечает за передачу усилия от коленчатого вала к распределительному. Также, благодаря зубчатым шкивам, поддерживает правильные настройки системы.

Дополнительная функция привода газораспределительного механизма — передача усилия на водяной насос, а иногда и на водяную помпу.

Как устроен ремень ГРМ

Приводной ремень представляет собой замкнутое кольцо, которое выполнено из технической резины. Некоторые модели имеют в составе полимерные нити. Использование резины позволяет добиться минимального уровня шумности.

На большей части двигателей внутреннего сгорания, используются зубчатые ремни.

Они эффективнее настраивают фазы газораспределительного механизма. Такой ремень имеет насечки-зубцы на внутренней поверхности кольца, которые обеспечивают надежное зацепление со шкивами распределительных валов и коленвала.

Применяются следующие разновидности ремней:

• зубчатые;
• клиновые;
• поликлиновые.

Два последних типа применяются крайне редко. По сравнению с зубчатыми ремнями, они не дают достаточную надежность передачи усилия.

Каждый ремень имеет точные размеры по внутреннему диаметру. Ширина ленты также различается. Учитывать эти параметры важно, если нужно будет приобрести неоригинальное изделие.

Когда менять ремень ГРМ?

На срок замены ремня могут влиять множество факторов:

• срок эксплуатации;
• неисправности двигателя;
• неправильная установка и обслуживание.

На практике наиболее частой причиной замены, становится плановое ТО, согласно регламенту производителя.

Заявленный производителем срок службы ремня ГРМ.

Производители рассчитывают срок службы ремня ГРМ. В техническом руководстве к каждой модели можно найти данные по пробегу, на котором производится замена. Работа входит в плановое ТО. В таблице ниже можно найти информацию по популярным маркам легковых автомобилей.

Стоит учитывать, что данная таблица носит справочный характер. Максимальный допустимый пробег зависит от модели двигателя, некоторые особенности мотора могут влиять на срок службы ремня

7 признаков, что пора менять ремень ГРМ

Ориентироваться, только на рекомендации неосмотрительно. Обрывы ремня встречаются и с меньшим пробегом. Когда ремень обрывается избежать серьезных повреждений двигателя не получится.

В целом менять деталь стоит при видимом износе, трещинах и других повреждениях. Но ремень обычно скрыт кожухом, разбирать его регулярно для визуальной диагностики не самая лучшая идея. Поэтому, стоит знать основные признаки, что пора поменять ремень.

1. Возраст ремня. Имеется ввиду не только пробег, но и общее время эксплуатации. Если на машине ездили редко, но в эксплуатации она уже лет 7–8, имеет смысл проверить, а еще лучше сразу заменить привод ГРМ. Резина имеет определенный срок эксплуатации, после которого может начать разрушаться, даже без видимых нагрузок.
2. Сбои в системе зажигания. При сильном износе ремень может перескакивать через зубцы на шкиве. В результате мотор работает нестабильно, может не запускаться с первого раза. В некоторых случаях двигатель троит. Если ремень перескочил больше, чем на один зубец, возможно повреждение клапанов.
3. Дым из выхлопной трубы может появляться по разным причинам. Одна из этих причин — ослабление ремня привода газораспределения. В результате чего топливо сгорает неполностью, догорая в системе выхлопа.
4. Если ремень сильно изношен, могут появляться нехарактерные звуки, например, щелчки. Важно: такие же звуки может издавать и разрушающийся подшипник водяной помпы или генератора.
5. Потеки смазки из-под кожуха ГРМ. Появляются они из-за проблем с сальником коленвала. Попадание моторного масла на ремень однозначно приведет к необходимости замены всего комплекта (ремня, шкивов и роликов).
6. Когда доступ к визуальному осмотру ремня все же имеется. Осмотрите его по всей длине, аккуратно поворачивая мотор (перед этим выкрутите свечи). Любые трещины и другие незначительные повреждения говорят о необходимости замены.
7. Если стартер крутится, а мотор не запускается, скорее всего порвался ремень ГРМ. И хорошо, если не произошло повреждение других элементов двигателя.

Последствия обрыва ремня

В некоторых случаях можно обойтись «малой кровью» и никаких последствий кроме замены ремня и сопутствующих деталей не потребуется. Правда, такое случается редко. Некоторые модели имели выемки в поршнях, позволяющие избегать встречи с клапанами. Сейчас такие двигатели практически не производятся, так как имеют сниженное КПД.

Вероятнее всего проблемы все же возникнут. Распространенная ситуация — загиб клапанов. Происходит это по причине разнобойной работы валов. Распредвал застыл в одном положении, клапана естественно тоже. Коленвал еще работает по инерции, и поршни в верхней мертвой точке бьют по клапанам, повреждая их. В итоге, водителю приходится менять комплект клапанов.

В некоторых случаях клапан пробивает и поршень. Тогда придется провести полную переборку мотора, в очень редких ситуациях разбивается блок цилиндров. Еще реже повреждается пастель распредвала, тогда потребуется замена ГБЦ (головки блока цилиндров).

Особенности выбора детали и замены

Рекомендуется покупать только оригинальные запчасти, это гарантирует длительный срок службы и отсутствие сюрпризов. Даже если машина приобреталась с рук, и вы не знаете, каталожный номер оригинала, выяснить это можно по номеру VIN. Ставить неоригинальные ремни можно только в самом крайнем случае.

Если подбираете ремень не по номеру в каталоге, следует учитывать следующие моменты:

• Технические характеристики. Это ширина и длина, количество и размер зубьев. Желательно смотреть еще на шаг между зубьями
• Цена/качество. Ремень ГРМ важная деталь, не приобретайте слишком дешевые комплектующие, экономия в дальнейшем может выйти дополнительными тратами
• Производитель. Не стоит покупать деталь, произведенную неизвестным заводом, даже если номер совпадает с каталогом. Качество может быть не самым хорошим

Помимо всего перечисленного, имеет смысл покупать детали только в проверенных магазинах или у официальных представителей.

Если планируете выполнять ремонт самостоятельно, будут полезны следующие советы:

• Замена производится только комплектом. Износ роликов и шкивов может быть меньше, но определить какой из них находится в «рабочем» состоянии практически невозможно. Оставив старые детали на месте, ускорите износ нового ремня. Также ролики-натяжители или шкивы могут вскоре выйти из строя, требуя очередного ремонта.
• Тщательно следите за метками. Размещаются на коленвале, распредвале и возле маховика (местоположение и внешний вид зависит от модели автомобиля). Все должны полностью совпадать.
• При замене ремня на моторах с двумя распредвалами, обязательно нужно использовать фиксаторы.
• На некоторых автомобилях используется гидравлический натяжитель. Его перед установкой нового ремня демонтируют, приводят в рабочее положение, устанавливают обратно.

Задача по замене ремня ГРМ не слишком сложная. Но, при этом желательно иметь навыки работы с двигателем.

Заключение

Ремень ГРМ отвечает за одновременную работу коленвала и распредвала. Проблемы с этой деталью способны привести к серьезному ремонту. Важно следить за состоянием ремня постоянно, не дожидаясь обрыва.

Что из себя представляет газораспределительный механизм в автомобиле, что такое ремень ГРМ и для чего он служит – это практически обязан знать каждый автомобилист, для того, чтобы своевременно предотвратить возможные тяжёлые последствия для авто, в случае выхода из строя деталей газораспределительного механизма.

Механизм газораспределения служит в автомобиле для подачи в цилиндры топливно-воздушной смеси, причём в чётко определённые моменты, а также для выпуска из камер цилиндров уже отработавших газов. Зависимо от конкретного типа двигателя, вместо топливно-воздушной смеси, через клапаны может подаваться просто воздух. Основные функции двигателя возможны только при наличии чётко налаженного механизма своевременного открытия и закрытия каждого клапана, а также правильного хода поршней в цилиндрах.

ГРМ бывают нескольких видов. Различные виды механизмов отличаются по ряду параметров. Системы ГРМ различают по типу привода, который может быть от коленчатого вала, цепным или ременным, и по расположению распредвала.

Нижнеклапанный, где клапаны располагаются снизу тарелками вверх, а привод идёт непосредственно от распределительного вала, расположенного под ними, характерен низким уровнем шума и максимальной простотой в производстве, однако из-за того, что пути топлива здесь более сложные, в таком механизме наблюдается меньшая мощность из-за слабого насыщения камер качественной топливной смесью.

В верхнеклапанном ГРМ, клапаны располагают вверху, в головке цилиндров, а распредвал – в блоках цилиндров. В движение клапаны приводят штанги-толкатели и коромысла. Плюсом этой системы также является относительная простота и, соответственно, надёжность конструкции. Минусом же есть очень большая степень инерционности, из-за которой невозможно развивать высокие обороты, следовательно, также теряя в мощности.

Также существуют силовые агрегаты, где в головке цилиндров находится распредвал. Это агрегаты с одним распредвалом, и клапанами, также располагающимися внутри головок цилиндров. Различают агрегаты с коромысельными клапанными приводами, где клапаны расположены по обеим сторонам от распределительного вала, и приводятся при помощи коромысел, которые насажены на единую совместную ось. Коромысла же толкают кулачки распределительного вала с одной стороны в другую. Минусами такой системы можно назвать высокий уровень шума и довольно сложную настройку зазоров для клапанов, а также очень большие уровни нагрузок для мест контактов.

Существует и ГРМ, где распредвал находится непосредственно над клапанами, с тарелками вниз. В этой системе распредвал двигает клапаны при помощи толкателей цилиндрического вида. Минусы этой системы – низкая эластичность характеристик агрегата, высокая сложность точной регулировки клапанных зазоров. Система различается ещё и по подвидам. Подвид зависит от того, сколько конкретно клапанов приходится на один цилиндр. Соответственно, это ГРМ с двумя клапанами для одного цилиндра, или с четырьмя клапанами для одного цилиндра.

Наиболее распространённой модификацией газораспределительных механизмов, который применяется на большинстве четырёхтактных агрегатов внутреннего сгорания поршневого типа, является именно механизм клапанного газораспределения.

Механизм распределения газов важнейшую роль в общем правильном функционировании автомобиля. С его помощью ход поршней и клапанов в системе двигателя синхронизируются и работают в необходимых фазах своевременно. Без точной синхронизации всех элементов в двигателе, в частности внутри цилиндров, двигатель работать не будет.

Привод или ремень ГРМ – это связующее звено между коленчатым валом и распределительными валами. Сам по себе ремень ГРМ выполнен зубчатым, как правило из довольно прочной резины, чтобы его можно было надеть на шестерни коленвала и одну или несколько шестерней распределительных валов. Он имеет всегда определённое количество зубьев, что очень важно, потому как в данном случае очень важна идеальная синхронизация коленчатого вала и распределительных валов.

Ремень ГРМ является одной из наиболее важных и ответственных деталей во всём автомобиле. За ней необходимо следить и стараться следовать регламентам проверок или замены от производителя. Как правило, замена ремня регламентируется определённым пробегом. Чаще всего, для автомобилей отечественного производства это порядка 50 тысяч километров, для иномарок – 100 тысяч километров. Также регламент замены ремня может быть установлен и по времени.

Своевременная замена ремня ГРМ так важна, потому как последствия обрыва этого ремня в случае износа, или даже его перескока всего на пару-тройку зубъев, практически гарантированно приводят минимум к капитальному ремонту двигателя, а скорее всего – его замене. Это происходит из-за того, что при обрыве или соскоке ремня, синхронизация коленвала и распределительных валов тут же пропадает, происходят удары поршней о клапаны. Если учесть, что это может произойти на скорости, при высоких оборотах двигателя, которыми характерны все современные автомобили, элементы двигателя моментально придут в негодность.

Помимо необходимости проверки и своевременной замены ремня ГРМ, для того, чтобы избежать основательной поломки двигателя, также категорически запрещается заводить автомобиль с помощью буксировки. Пренебрежение именно этим правилом очень часто приводит к тому, что двигатель выходит из строя полностью, по причине обрыва или соскока ремня ГРМ, что очень вероятно при попытках завести машину с буксира. Соответственно, устранить причины, по которым автомобиль не заводится самостоятельно или даже вызывать эвакуатор, в большинстве случаев обойдётся гораздо дешевле, чем капитальный ремонт двигателя или же новый двигатель.

Сам по себе ремень ГРМ не требует смазывания, поэтому всегда устанавливается в открытом виде. Однако, в сравнении с цепью, ремень имеет гораздо менее длительный ресурс работы. Тем более, что помимо валов для распределения, этот привод может одновременно служить ещё и приводом, например, насоса масла, жидкости для охлаждения, насоса топлива с высоким давлением и прочего.

Газораспределительный механизм и его отлаженная работа являются основным критерием долгой и исправной работы двигателя автомобиля, поэтому за компонентами этого механизма, в особенности за ремнём привода ГРМ необходимо ответственно и тщательно следить, дабы оградить себя и свой автомобиль от крайне нежелательных негативных последствий.

Газораспределительный механизм (ГРМ) обеспечивает своевременный впуск в цилиндры свежего заряда горючей смеси и выпуск отработавших газов. Он включает в себя элементы привода, распределительную шестерню, распределительный вал, детали привода клапанов, клапана с пружинами и направляющие втулки.
Распределительный вал служит для открытия клапанов в определенной последовательности в соответствии с порядком работы двигателя. Распредвалы отливают из специального чугуна или отковывают из стали. Трущиеся поверхности распределительных валов для уменьшения износа подвергнуты закалке при помощи нагрева токами высокой частоты.
Распредвал может располагаться в картере двигателя либо в головке блока цилиндров. Существуют двигатели с двумя распредвалами в головке цилиндров (в многоклапанных ДВС). Один используется для управления впускными клапанами, второй – выпускными. Такая конструкция называется DOHC (Double Overhead Camshaft). Если распредвал один, то такой ГРМ именуется SOHC (Single OverHead Camshaft). Распредвал вращается на цилиндрических шлифованных опорных шейках.

Привод клапанов осуществляется расположенными на распределительном валу кулачками. Количество кулачков зависит от числа клапанов. В разных конструкциях двигателей может быть от двух до пяти клапанов на цилиндр (3 клапана – два впускных, один выпускной; 4 клапана – два впускных, два выпускных; 5 клапанов – три впускных, два выпускных). Форма кулачков определяет моменты открытия и закрытия клапанов, а также высоту их подъема.
Привод распределительного вала от коленчатого вала может осуществляться одним из трех способов: ременной передачей, цепной передачей, а при нижнем расположении распредвала — зубчатыми шестернями. Цепной привод отличается надежностью, но его устройство сложнее и цена выше. Ременной привод существенно проще, но ресурс зубчатого ремня ограничен, а в случае его разрыва могут наступить тяжелые последствия.
При обрыве ремня распредвал останавливается, а коленвал продолжает вращаться. Чем это грозит? В простых двухклапанных моторах, где, как правило, поршень конструктивно не достает до головки открытого клапана, ремонт ограничивается заменой ремня. В современных многоклапанных двигателях при обрыве ремня поршни ударяются о клапана, «зависшие» в открытом состоянии. В результате сгибаются стержни клапанов, а также могут разрушиться направляющие втулки клапанов. В редких случаях разрушается поршень.

Еще тяжелее при обрыве ремня приходится дизелям. Так как камера сгорания у них находится в поршнях, то в ВМТ у клапанов остается очень мало места. Поэтому при зависании открытого клапана разрушаются толкатели, распредвал и его подшипники, велика вероятность деформирования шатунов. А если обрыв ремня произойдет на высоких оборотах, возможно даже повреждение блока цилиндров.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя происходит за два оборота коленвала. За это время должны последовательно открыться впускные и выпускные клапаны каждого цилиндра. Поэтому распредвал должен вращаться в два раза медленнее коленвала, а, следовательно, шестерня распредвала всегда в два раза больше шестерни коленвала. Клапаны в цилиндрах должны открываться и закрываться в зависимости от направления движения и положения поршней в цилиндре. При такте впуска, когда поршень движется от в.м.т. к н.м.т., впускной клапан должен быть открыт, а при тактах сжатия, рабочего хода и выпуска – закрыт. Чтобы обеспечить такую зависимость, для правильной установки на шестернях ГРМ делают метки.

Распределительный вал Шестерни распредвала Привод распредвала

Нижнеклапанный ГРМ

Привод клапанов может осуществляться разными способами. При нижнем расположении распредвала, в картере двигателя, усилие от кулачков передается через толкатели, штанги и коромысла. При верхнем расположении возможны три варианта: привод коромыслами, привод рычагами и привод толкателями.
Коромысла (другие названия – роликовый рычаг или рокер) изготавливают из стали. Коромысло устанавливают на полую ось, закрепленную в стойках на головке цилиндров. Одной стороной коромысла упираются в кулачки распредвала, а другой воздействуют на торцевую часть стержня клапана. В отверстие коромысла для уменьшения трения запрессовывают бронзовую втулку. От продольного перемещения коромысло удерживается при помощи цилиндрической пружины. Во время работы двигателя в связи с нагревом клапанов их стержни удлиняются, что может привести к неплотной посадке клапана в седло. Поэтому между стержнем клапана и носком коромысла должен быть определенный тепловой зазор.
Во втором варианте распредвал располагается над клапанами, и приводит их в действие посредством рычагов. Кулачки распределительного вала действуют на рычаги, которые, поворачиваясь на сферической головке регулировочного болта, другим концом нажимают на стержень клапана и открывают его. Регулировочный болт ввернут во втулку головки цилиндров и стопорится контргайкой. Существуют ГРМ, в которых между рычагом и клапаном устанавливается гидрокомпенсатор. Такие механизмы не требуют регулировки зазора.
И, наконец, при третьем варианте привода распределительный вал при вращении воздействует непосредственно на толкатель клапана. Существует три варианта исполнения толкателей – механические (жесткие), гидротолкатели (гидрокомпенсаторы) и роликовые толкатели. Первый тип в современных моторах практически не используется, в связи с большой шумностью работы и необходимостью частой регулировки зазора клапанов. Второй тип наиболее широко применяется, так как не требует настройки и регулировки теплового зазора, а работа отличается мягкостью и гораздо меньшим шумом. Гидрокомпенсатор состоит из цилиндра, поршня с пружиной, обратного клапана и каналов для подвода масла. Работа гидрокомпенсатора основана на свойстве несжимаемости моторного масла, которое постоянно заполняет его внутреннюю полость и перемещает поршень при появлении зазора в приводе клапана.
Роликовые толкатели чаще всего применяются в спортивных и форсированных двигателях, так как позволяют улучшить динамические характеристики автомобиля за счет снижения трения. В месте контакта с кулачком распредвала у них находится ролик. Поэтому кулачок не трется, а катится по толкателю. Вследствие этого роликовые толкатели выдерживают более высокие нагрузки и обороты, а также позволяют обеспечить более высокий подъем клапанов. Недостатки – большая стоимость и вес, а, значит, и большие нагрузки на детали ГРМ.
Привод клапанов коромыслами Привод клапанов рычагами Типы гидрокомпенсаторов Применение гидрокомпенсаторов
Клапаны служат для периодического открытия и закрытия отверстий впускных и выпускных каналов. Клапан состоит из головки и стержня. Головка клапана имеет узкую, скошенную под определенным углом, фаску. Фаска клапана должна плотно прилегать к фаске седла. Для этой цели их взаимно притирают. Головки впускных и выпускных клапанов имеют неодинаковый диаметр. Для лучшего наполнения цилиндров свежей горючей смесью диаметр головки впускного клапана делают больше. Клапаны во время работы двигателя нагреваются неодинаково. Выпускные клапаны, контактирующие с отработанными газами, нагреваются больше. Поэтому их изготавливают из жароупорной стали.

Стержень клапана цилиндрической формы в верхней части имеет выточку для деталей крепления клапанной пружины. Стержень выпускного клапана — полый, с натриевым наполнением для лучшего охлаждения. Стержни клапанов помещают в направляющих втулках, изготовленных из чугуна или металлокерамики. Втулки запрессовывают в головку цилиндров.
Клапан прижимается к седлу при помощи цилиндрической стальной пружины. Кроме того, пружина не дает возможности клапану отрываться от коромысла. Пружина имеет переменный шаг витков, что необходимо для устранения ее вибрации. Другой вариант борьбы с вибрацией — установка двух пружин меньшей жесткости, имеющих противоположную навивку. Пружина одной стороной упирается в шайбу, расположенную на головке цилиндров, а другой – в упорную тарелку. Упорная тарелка удерживается на стержне клапана при помощи двух конических сухарей, внутренний буртик которых входит в выточку стержня клапана. Для уменьшения проникновения масла по стержням клапанов в камеру сгорания двигателя на стержни клапанов надеты маслоотражательные колпачки.
Работа гидрокомпенсатора Клапаны и пружины Клапаны и пружины
Фазы газораспределения

Фазы газораспределения.

В теории открытие и закрытие клапанов должно происходить в моменты прихода поршня в мертвые точки. Однако в связи инерционностью процесса, особенно при больших оборотах коленвала, этого периода времени недостаточно для впуска свежей смеси и выпуска отработанных газов. Поэтому впускной клапан открывается до прихода поршня в в.м.т. в конце такта выпуска, т.е. с опережением в пределах 9-24 градусов поворота коленчатого вала, а закрывается в начале такта сжатия, когда коленвал пройдет положение н.м.т на 51-64 градусов. Таким образом, продолжительность открытия впускного клапана составит 240-270 градусов поворота коленчатого вала, что значительно увеличивает количество поступаемой в цилиндры горючей смеси.
Выпускной клапан открывается за 44-57 градусов до прихода поршня в н.м.т. в конце рабочего хода и закрывается после прихода поршня в в.м.т. такта выпуска на 13-27 градусов. Продолжительность открытия выпускного клапана составляет 240-260 градусов поворота коленчатого вала.
В двигателе бывают моменты (в конце такта выпуска и начале такта впуска) когда оба клапаны открыты. В это время происходит продувка цилиндров свежим зарядом горючей смеси для лучшей их очистки от продуктов сгорания. Этот период носит название перекрытие клапанов.
Моменты открытия и закрытия клапанов относительно мертвых точек, выраженных в градусах поворота коленчатого вала, называются фазами газораспределения.

Основные неисправности газораспределительного механизма.

Внешними признаками неисправности ГРМ являются: уменьшение компрессии, хлопки во впускном и выпускном трубопроводах, падение мощности двигателя и металлические стуки.
Уменьшение компрессии, хлопки во впускном и выпускном трубопроводах, а также падение мощности двигателя возможно вследствие плохого прилегания клапанов к седлам. Плохое прилегание клапана к седлу происходит вследствие отложения нагара на клапанах и седлах, образования раковин на рабочих поверхностях, коробления головок клапанов, поломки клапанных пружин, заедания стержня клапана в направляющей втулке, а также отсутствия зазора между стержнем клапана и коромыслом (рычагом).
Падение мощности двигателя и резкие металлические стуки могут происходить вследствие неполного открытия клапанов. Эта неисправность возникает из-за большого теплового зазора между стержнем клапана и коромыслом (рычагом) или отказа гидрокомпенсаторов.
К неисправностям ГРМ также относят износ шестерен распредвала и коленвала, направляющих втулок клапанов, втулок и осей коромысел, а также увеличенное осевое смещение распредвала.