Любой двигатель внутреннего сгорания никогда не заведется и никуда нас не повезет, если в цилиндры не попадет воздушно-топливная смесь, а после не исчезнут остатки ее сгорания — выхлопные газы. И то, и другое действо осуществляется в строгой последовательности через вереницу клапанов, которые открываются поочередно. Как добиться соблюдения порядка и как этот порядок сохранить на любой скорости, читай, оборотах? Именно для этого и нужен газораспределительный механизм, более известный, как ГРМ. О его устройстве и принципах работы, проблемах с ним связанных и последствиях его поломки — рассказываем на Авто Mail.
Двигатель внутреннего сгорания — очень простой и надежный механический узел, который с годами, будем честны, заметно не изменился: дорабатывался, улучшался, «накручивался», но основные принципы его работы и элементы не менялись. Все те же камеры сгорания, в которых подрыв топливно-воздушной смеси толкают вниз поршень, проворачиваюший коленвал, момент с которого через набор шестерен коробки передач идет прямиком на колеса. С точки зрения инженерии — пятый класс школы. Но красота, как всегда, кроется в мелочах: чтобы ее распознать, понять и принять, нужно внимательно разобраться с принципами работы каждого элемента. Сегодня поговорим о беспрекословном участнике работы любого двигателя внутреннего сгорания: о газораспределительном механизме.
Для чего нужен ГРМ
Сердце любого автомобиля — мотор. И ему для работы нужны калории. Электричка, как несложно догадаться, потребляет чистую энергию, а классический ДВС должен сначала ее произвести. Чтобы ожить, двигателю много не надо: воздух, горючее да искра. После отработанные газы надо из камеры сгорания извлечь, переместив в выпускной коллектор и далее по трубе через катализатор в глушитель, откуда они вырвутся на волю. Так вот для поставки воздушно-топливной смеси и последующего извлечения отработанного топлива в лице выхлопных газов и нужен газораспределительный механизм.
Как устроен ГРМ
Как и все гениальное, газораспределительный механизм и на «Жигулях», и на Mercedes устроен по единому образу и подобию: коленчатый вал через привод передает момент на распределительный вал, который, вращаясь, в строгой последовательности в определенных временных промежутках нажимает кулачком на коромысло. Оно в свою очередь взаимодействует с клапаном, открывая путь в камеру сгорания воздушно топливной смеси и выпуская отработанные газы. Говорю же, просто и гениально.
Какие бывают виды газораспределительного механизма
Как уже было сказано, принцип-то работы у ГРМ всегда один, различаются только приводы: бывают ременные, самые распространенные, цепные, самые любимые в народе, и шестеренчатые, считающиеся самыми надежными. Ремень надо менять каждые 60 000 км, цепь смело «ходит» за двести тысяч, но встречаются оригинальные и на 300 000 км пробега. А про шестеренчатый уже и вспоминать стыдно: это была чудовищно надежная, но древняя технология, технологии ремонта и обслуживания которой до сих пор зашифрованы на стенах пирамид или в свитках Майя. Шутка, конечно, но как тут без нее? Самый известный двигатель с шестеренчатым ГРМ — знаменитый TD42T, который ставили на Nissan Patrol. Тот самый, в ливрее ООН. Про этот мотор мы помним немногое: он никогда не ломался, а многие жизненно важные контуры там были продублированы.
А еще бывает несколько распределительных валов: например, культовый «шеснарь», как и все шестнадцатиклапанные моторы, обладает сразу двумя, что в значительной степени позволяет увеличивать мощность двигателя на том же объеме. Впрочем, 16 клапанов — далеко не предел, но это явно тема для отдельной беседы: уж больно много там хитростей, тонкостей и великих японских систем, не правда ли, Honda? Впрочем, от количества клапанов и, как следствие, распредвалов основной принцип ГРМ не меняется: нужно открывать и закрывать впускные и выпускные клапаны по очереди. Всегда — очень быстро.
Почему ломается ГРМ
Исправная система, в силу своей абсолютной механики, не ошибается, но речь — только про исправную систему. Низкокачественные детали, просроченные процедуры замены, выход из строя вспомогательных элементов, вроде натяжителя, который, как вы уже догадались, регулирует натяг приводного ремня или цепи, мгновенно сказываются на работоспособности. Тот же ремень может внезапно порваться, отправив клапан на встречу с поршнем — такт сбивается, клапан и поршень закрываются одновременно. Далее идет удар, осознание, горе, принятие, переборка. От использования неверного бензина, читай, с низким октановым числом, двигатель начинает детонировать, а цепь — растягиваться. В результате однажды она перескочит, все так же заставляя распредвалы потерять такт. Механики говорят, мол, цепь зазвенела — это оно. Замена — хоть и редкая, но очень дорогая процедура. Как и ремкомплект. Что там со звездочками в газораспределительном механизме, как у Nissan Patrol, уже и не скажешь. Наверное, могли бы сточиться тысяч через 500−600 километров.
Расходные элементы системы ГРМ, такие как ремень и ролики, цепь и успокоительные «башмаки», звездочки на валах и натяжители, нужно не просто вовремя, а еще и профессионально менять: там есть определенная хитрость, в рамках которой нужно точно выставить сразу несколько элементов. Иначе мотор не заведется, а заведясь — сам себя и погубит. Причем очень быстро: большинство моторов — «втыковые», то есть при соприкосновении клапана и поршня тут же приводят к сгибанию первого и повреждению второго, отправляя всю конструкцию на переборку. Кстати, чтобы этой проблемы избежать, в клапане делают специальную нишу, не позволяющую поршню и клапану соприкоснуться в любом случае — так мотор становится «безвтыковым». Одним словом, газораспределительный механизм — не место для экспериментов. Причем, для любых: дорого это, а результат и так понятен.
