Газорозподільний механізм двигуна: пристрій, принцип роботи, призначення, технічне обслуговування та ремонт

ГРМ — це один з найбільш відповідальних і складних вузлів в автомобілі. Газорозподільний механізм управляє впускними і випускними клапанами двигуна внутрішнього згоряння. На такті впуску ГРМ виконує відкриття впускного клапана, завдяки чому повітря і бензин потрапляють в камеру згоряння. На такті випуску відкривається випускний клапан і видаляються відпрацьовані гази. Давайте детально розглянемо будову, принцип дії, типові поломки і багато іншого.

Основні вузли ГРМ

Основним елементом газорозподільного механізму є распредвал. Їх може бути кілька або ж в залежності від конструктивних особливостей ДВС. Розподільний вал виконує своєчасне відкриття і закриття клапанів. Виготовляється із сталі або чавуну, а встановлюється в блоці циліндрів або картері. Звідси можна зробити висновок, що є кілька конструкцій двигунів — з верхнім і нижнім розташуванням розподільного вала. На валу є кулачки, які при обертанні розподільного валу надають дію через штовхачі на клапан. Для кожного клапана передбачений свій штовхач і кулачок.

Впускні і випускні клапани необхідні для подачі паливно-повітряної суміші в камеру згоряння і видалення відпрацьованих газів. Впускні клапани виконують зі сталі з хромованим покриттям, а випускні — з жароміцної сталі. Клапан має стержень, на якому кріпиться тарілка. Зазвичай впускні і випускні клапани відрізняються між собою діаметром тарілки. Також до ГРМ варто віднести штанги і привід.

Пристрій газорозподільного механізму

Варто ще кілька слів сказати про пристрій впускних і випускних клапанів. Стрижень клапана має циліндричну форму і канавку для установки пружини. Рух клапанів можливо тільки в одному напрямку — до втулок. Для того щоб моторне масло не потрапляло в камеру згоряння, ставлять ущільнювальні ковпачки з маслостійкої гуми.

Є ще такий сайт, як привід ГРМ. Це передача обертання колінчастого на розподільний вал. Примітно те, що на два оберти колінчастого припадає один розподільчого. Власне, це є робочим циклом, при якому відбувається відкриття клапанів. Варто зауважити, що мотор з двома розподільними валами більш потужний і має вищий ККД. Особливо це помітно на високих оборотах. Приміром, коли ДВС оснащується одним распредвалом, то маркування виглядає так: 1,6 літра і 8 клапанів. А ось два вала — це вже завжди в два рази більша кількість клапанів, тобто 16. Ну а зараз підемо далі.

Робота газорозподільного механізму

Принцип дії на всіх моторах, якщо мова йде про таких типах, як ДВЗ, практично однаковий. Всю роботу можна умовно розділити на 4 етапи:

  • впорскування палива;
  • стиснення;
  • робочий цикл;
  • видалення відпрацьованих газів.

Подача пального в камеру згоряння здійснюється за рахунок руху колінчастого вала з верхньої мертвої точки (ВМТ) в нижню мертву точку (НМТ). При початку руху поршня відкриваються впускні клапани, і паливно-повітряна суміш подається в камеру згоряння. Після цього клапан закривається, колінвал за цей час провертається на 180 градусів від початкового положення.

Після того як поршень доходить до НМТ, він піднімається вгору. Отже, починається фаза стиснення. Коли досягається ВМТ, фаза вважається закінченою. Колінвал в цей час провертається на 360 градусів від свого початкового положення.

Робочий хід і видалення газів

Коли поршень досягає ВМТ, відбувається займання робочої суміші від свічок запалювання. В цей час досягається максимальний момент стиснення і виявляється високий тиск на поршень, який починає рух до нижньої мертвої точки. Коли поршень опуститься, то робочий хід можна вважати закінченим.

Заключна фаза — видалення відпрацьованих газів з камери згорання. Коли поршень досяг НМТ і починає свій рух до ВМТ, відбувається відкриття випускного клапана і позбавлення камери згоряння від газів, які утворилися в результаті горіння паливно-повітряної суміші. При досягненні поршня НМТ фазу видалення газів прийнято вважати закінченою. При цьому колінчастий вал від свого початкового положення провертається на 720 градусів. Для досягнення максимальної точності необхідна синхронізація газорозподільного механізму двигуна з колінчастим валом.

Основні несправності ГРМ

Від того, наскільки своєчасно і якісно буде проводитися технічне обслуговування двигуна, залежить його технічний стан. У процесі експлуатації всі елементи піддаються зносу. Це стосується і ГРМ. Основні несправності механізму виглядають наступним чином:

  • Низька компресія і хлопки у випускній системі. У процесі експлуатації двигуна внутрішнього згоряння утворюється нагар, який стає причиною нещільного прилягання клапана до сідла. На клапанах з’являються раковини, а іноді і наскрізні отвори (прогар). Також компресія падає з-за деформації головки блоку циліндрів і трухлявий прокладки.
  • Помітне падіння потужності і тяги, сторонні металеві стуки і троение. Основна причина — неповне відкриття впускних клапанів в результаті великого теплового зазору. Частина повітряно-паливної суміші не потрапляє в камеру згорання. Це відбувається з-за виходу з ладу гідрокомпенсаторів.
  • Механічний знос деталей. Відбувається в процесі експлуатації двигуна і вважається нормальним явищем. Залежно від періодичності та якості обслуговування ДВС ознаки критичного зносу на одному типі силового агрегату можуть проявлятися при різному пробігу.
  • Знос ланцюга або ременя ГРМ. Ланцюг розтягується і може перескочити або зовсім порватися. Це стосується і ременя, термін служби якого обмежений не тільки пробігом, але і часом.

Як виконується діагностика ГРМ?

Газорозподільний механізм ВАЗ або будь-якої іншої машини працює за одним принципом. Отже, способи діагностики і основні несправності, як правило, одні і ті ж. Основні поломки, неповне відкриття клапанів і нещільне прилягання до гнізд.

Якщо клапан не закривається, то з’являються хлопки у впускному і випускному колекторах, а також знижується тяга і потужність мотора. Відбувається це із-за нагару на гніздах і клапанах, а також з причини втрати пружності пружин.

Діагностика проводиться досить просто. Насамперед перевіряють фази газорозподілу. Далі заміряють теплові зазори між коромислом і клапаном. Крім цього перевіряється зазор між сідлом і клапаном. Якщо говорити про механічному зношуванні деталей, то найбільше поломок пов’язане з критичним спрацюванням шестерень, в результаті чого ремінь або ланцюг нещільно прилягають до зуба і можливо прослизання.

Фази ГРМ і тепловий зазор

Самостійно продіагностувати стан фаз газорозподільного механізму досить складно. Для цього необхідний набір таких інструментів, як малка-кутомір, моментоскоп, покажчик та ін. Процедура виконується на заглушеному двигуні. Малка-кутомір встановлюється на шків колінчастого валу. Перевіряється період відкриття клапана завжди у 1-му циліндрі. Для цього вручну провертають колінчастий вал до появи зазору між клапаном і коромислом. За допомогою малки-кутоміра на шківі визначають зазор і роблять висновки.

Найпростіший, але найменш точний метод виміру теплового зазору виконується з допомогою набору пластин довжиною 100 мм і максимальною товщиною 0,5 мм Вибирається один з циліндрів, на якому будуть проводитися заміри. Його необхідно довести до ВМТ з допомогою ручного повороту колінчастого валу. У сформувався зазор вставляються пластини. Метод не дає 100%-й точності і результату. Адже допустима похибка найчастіше занадто велика. Крім того, якщо є нерівномірний знос бойка коромисла і штока, то отримані дані взагалі можна до уваги не брати.

Обслуговування ГРМ

Як показує практика, більша частина поломок газорозподільного механізму пов’язана з несвоєчасним. Наприклад, виробник рекомендує міняти ремінь кожні 120 тисяч кілометрів. Власник не бере до уваги ці дані і використовує ремінь по 200 тисяч. В результаті останній рветься, збиваються мітки ГРМ, клапани стикаються з поршнями і потрібен капітальний ремонт. Це ж стосується і такого елемента механізму, як водяний насос. Він створює необхідний тиск охолоджувальної рідини для її циркуляції по системі. Руйнування крильчатки або вихід з ладу ущільнювальної прокладки призводять до серйозних проблем з двигуном. Ролики і натяжитель теж підлягають заміні. Будь підшипник рано чи пізно виходить з ладу. Якщо вчасно міняти ролики і сам натягувач, то шанс зіткнутися з такою проблемою мінімальний. Заклинювання ролика дуже часто призводить до обриву ременя. Саме тому необхідно виконувати своєчасне технічне обслуговування газорозподільного механізму.

Про ремонт ГРМ

У більшості випадків при обриві ГРМ на середніх і високих оборотах потрібен капітальний ремонт двигуна. Практично завжди заміну підлягає циліндро-поршнева група. Але навіть при нормальній експлуатації деталі піддаються зносу. Насамперед страждають шийки, кулачки, а також істотно збільшуються зазори в підшипниках коленвала. Виконуються всі роботи тільки фахівцями за допомогою високоточного обладнання. Всі проточки робляться під ремонтні розміри, які закладаються заводом-виготовлювачем. Зазвичай передбачено 2 капітальні ремонти, після чого двигун необхідно міняти на аналогічний.

Трохи інформації про теги

Як вже було зазначено вище, ГРМ — вузол складний і дуже відповідальний. Якщо привід газорозподільного механізму не синхронізований, то завести автомобіль не вийде. Основна причина розсинхронізації — збиті мітки. Ремінь або ланцюг можуть послабитися з-за виходу з ладу натяжителя або природного зносу. Мітки виставляються щодо колінчастого вала. Для цього знімається шків, що дозволить нам побачити шестірню, на ній є мітка, яка повинна збігатися з відміткою на масляному насосі або блоці. Відповідні мітки є і на розподільних валах. Використовуючи інструкцію з експлуатації, виставляють мітки ГРМ. Дуже важливо розуміти, що від правильності виконання робіт залежить результат. Який перестрибнув на один зуб ремінь — це не страшно, мотор буде працювати, але з відхиленнями. Якщо ж мітка піде на кілька поділок, то завести авто буде неможливо.

Якісні запасні частини

Ми розібралися з тим, яке призначення газорозподільного механізму. Ви вже знаєте, що це дуже відповідальний вузол, який повинен регулярно обслуговуватися. Але важливо враховувати ще і якість запасних частин. Адже саме від них часто залежить термін служби ГРМ. Кваліфікована установка оригінальних комплектуючих системи газорозподільного механізму практично повністю гарантує безперебійну роботу сайту протягом терміну до планового обслуговування. Що стосується сторонніх виробників, то тут немає ніяких гарантій, особливо якщо мова йде про комплектуючих з Китаю посередньої якості.

Підіб’ємо підсумки

Щоб сайт працював справно, його необхідно вчасно обслуговувати. Варто розуміти, що чим складніше мотор, тим дорожче обійдеться комплект ГРМ. Але економити однозначно не варто. Адже скупий платить двічі. Тому краще один раз купити дорогі запасні частини і спати спокійно. Заміну водяної помпи при її несправності можна прирівняти до повної заміни механізму. Далеко не будь-яка конструкція двигуна дозволяє допускати такі помилки, адже це коштуватиме пристойних грошей. На деяких силових агрегатах обрив ременя не призводить до капиталке, але на це розраховувати не варто.