Три варианта и их комбинации
Газораспределительный механизм отвечает за своевременную подачу в камеру сгорания топлива или топливовоздушной смеси, а также вывод отработавших газов. Непосредственные «исполнители» – впускные и выпускные клапаны, работой которых «заведует» распредвал (или распредвалы). Его привод осуществляется от коленвала, на современных моторах – цепью, ремнем или их комбинацией.
К слову, раньше на двигателях с нижним расположением распредвала применялся шестеренчатый привод, который хоть и был шумноват, а порой отличался и сложностью конструкции, но считался очень надежным и ресурсным. С переносом распредвалов наверх шестерни практически перестали применяться, редкие исключения можно считать экзотикой, так что сосредоточимся на применяемых сегодня типах привода.
Что такое газораспределительный механизм?
Устройство ГРМ (Газораспределительный механизм): 1 — шестерня распределительного вала; 2 — кулачки; 3 — распределительный вал; 4 — подшипник; 5 — клапаны; 6 — пружины; 7 — ремень ГРМ; 8 — коленчатый вал с маховиком; 9 — газораспределительная шестерня;
Для того чтобы разобраться, что лучше ремень ГРМ или цепь, для начала необходимо хотя бы в общих чертах представлять себе, что же такое ГРМ, из каких элементов состоит и зачем нужен. Он представляет собой такой механизм управления газовыми потоками в двигателе внутреннего сгорания автомобиля, который переключает фазы газораспределения. Иными словами, именно ГРМ открывает и закрывает впускные и выпускные клапаны, которые, соответственно, открывают доступ внутрь цилиндров топливной смеси и доступ наружу отработанных газов.
Газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания состоит из следующих основных элементов:
- Клапанов;
- Распределительного вала;
- Привода распределительного вала.
Именно к последнему из них имеют самое непосредственное отношение цепи и ремни ГРМ. Следует заметить, что в двигателях внутреннего сгорания с верхним расположением клапанов (а именно таким их расположением отличаются практически все современные ДВС) изначально использовались именно цепные приводы распределительных валов. Уже в двадцатых годах прошлого века цепи, использовавшиеся в них, были двух- и даже трехрядными (это существенно повышало их надежность), сами ГРМ имели натяжители и успокоители.
Цепные приводы распределительных валов газораспределительных механизмов использовались практически во всех верхнеклапанных двигателях внутреннего сгорания, которыми оснащалась автомобильная техника, вплоть до 1956 года. Именно тогда в США на спортивном автомобиле Devin Sports Car был использован ремень ГРМ. Необходимо, однако, отметить, что поначалу ременная передача в газораспределительных механизмах использовалась преимущественно в спорткарах, поскольку она обеспечивала (да и сейчас обеспечивает) довольно существенный прирост мощности и крутящего момента.
Однако постепенно, по мере совершенствования ДВС и роста требований, которые к ним предъявляются, ремни начали сначала серьезно теснить цепи в этих приводах, а сейчас уже на равных конкурируют с ними. Достаточно сказать, что подавляющее большинство трех- и четырехцилиндровых моторов, устанавливаемых сейчас на легковые машины, имеют именно ременный привод газораспределительного механизма, а что касается приводов цепных, то ими чаще всего оборудуются мощные шести- и восьмицилиндровые двигатели, которыми комплектуется техника нескольких производителей (например, Mitsubishi, Toyota, BMW). В то же самое время немало моделей мощных «многоцилиндровых» моторов снабжаются ремнями ГРМ.
Уже давно не вечный
Еще каких-то 15 лет назад цепной привод казался многим автомобилистам лучшим решением. Ведь двухрядные цепи служили столько же, сколько и сами ресурсные моторы из 1980-1990-х – по полмиллиона километров и больше. Они не растягивались и не рвались при смешных пробегах, обычно не требовали замены, а раз так, то и все недостатки такого типа привода были терпимыми.
Увы, на многих современных двигателях применяются более компактные и легкие цепи (как правило, однорядные), их ресурс куда ниже, порядка 150-200 тыс. км. При растяжении «уходят» фазы газораспределения, возникает риск перескока, а то и разрыва, что оборачивается серьезными повреждениями двигателя при «встрече» клапанов с поршнями. Правда, обычно катастрофе предшествуют тревожные симптомы: растянутая цепь начинает работать громче («трещать»), а сбившиеся фазы приводят к затрудненном пуску двигателя, ухудшению тяги, появлению «ошибок» на панели приборов. В общем, цепь тянется долго и дает возможность обратить на нее внимание.
Но к перескоку может привести и неисправный (неработающий) гидронатяжитель, а вот он способен проявить себя внезапно, отказав в любой момент. Это может быть связано как с самим узлом, так и с системой cмазки, то есть к его качеству, уровню и давлению цепной мотор чувствителен. Также рекомендуется не оставлять автомобиль с «цепным» двигателем на горке на передаче – может случиться «скок, скок, перескок» со всеми вытекающими.
К слову, ресурс звезд распредвалов, башмака натяжителя и успокоителя тоже вовсе не вечен, а замена может быть не так проста и дешева, как бы того хотелось. Тут мы приходим к еще одному недостатку цепного привода – более высокой стоимости замены. Это касается как самого комплекта (цепь, натяжитель, успокоитель, звезды), так и работ. По сравнению с ремнем доступ к цепи затруднен, а в некоторых случаях (например, когда она находится со стороны моторного щита) приходится и двигатель вынимать. Повторимся: если бы цепь была вечной, это бы особо не волновало, но когда такие работы требуются каждые 150-200 тыс. км, это уже серьезное увеличение расходов на содержание автомобиля. На этом фоне традиционные недостатки вроде большей шумности уже не так принципиальны.
Итак, главная претензия к цепному приводу ГРМ на современных моторах – все-таки ограниченный ресурс, что оборачивается необходимостью периодической замены при более высокой стоимости по сравнению с заменой ремня и роликов. Впрочем, говорить, что цепной привод – зло, тоже неправильно. Во-первых, и сегодня достаточно современных моторов, где ресурс привода ГРМ превышает 200 тыс. км, что для рядового пользователя составляет не менее 5-7 лет эксплуатации. Во-вторых, стоимость замены далеко не всегда разорительна. Наконец, в-третьих, у цепи есть и свои преимущества, которые особенно видны на фоне недостатков ременного привода.
Почти всего боится
Ременный привод ГРМ позволяет снизить шумы и вибрации, с ним двигатель получается компактнее и дешевле. В отличие от цепи ремню не требуется смазка, он не запрятан глубоко в двигатель, не купается в масляной ванне, но очень часто его защитный кожух недостаточно эффективен, а попадание грязи и, что еще хуже, масла сокращает его ресурс.
Внимательный читатель наверняка возразит: а как же двигатель Ford 1.0 Ecoboost, в котором ремень как раз окунается в ванну, то есть масла не боится? Да, это как раз одно из исключений из правил (по одной из версий двигатель изначально разрабатывался с цепным приводом ГРМ, но в последний момент «переиграли», благо современные технологии позволили применить ремень).
Но оборотная сторона медали – трудоемкая и дорогая процедура замены привода ГРМ. В зависимости от выбираемого места проведения стоимость работ колеблется в районе 400-1000$. И если изначально Ford заявлял ресурс ремня на уровне 240 тыс. км и 10 лет, то зачастую его приходится менять при достижении 120 тыс. км или через 5 лет. В Сети немало изображений ремня, изрядно изношенного при куда меньших пробегах, так что здесь лучше не рисковать.
Риск как раз в том, что ремень в отличие от цепи признаков износа не подает, а рвется моментально. На Ecoboost его просто так не проверишь, а вот на остальных моторах, где привод обычно легко доступен для осмотра, визуальный контроль не помешает. Гарантий все равно не дашь, но хотя бы можно сократить риски.
Вообще, некоторые мастера так и поступают, особенно на тех моторах, где имеется соответствующий печальный опыт. Некоторые доверяют только заводским комплектам привода ГРМ, а на всех остальных рекомендуют произвести замену чуть раньше.
Но дело не в одном самом ремне: рвануть он может не только из-за предельного износа. Подложить свинью могут заклинившие ролики или помпа, если она завязана на этот же привод. А еще на некоторых моторах к катастрофе может привести соскок или обрыв соседнего ремня, отвечающего за привод навесного оборудования (генератора, компрессора кондиционера) или балансирных валов (если они есть).
Плюсы и минусы цепного механизма ГРМ
Главный и основной плюс цепи в механизме ГРМ – это её долговечность. На некоторых моделях двигателей цепь способна служить очень долго – порядка 300-500 тысяч километров не требуя от владельца никаких действий, кроме осмотра на предмет отклонений в работе.
Двигатели с цепным приводом ГРМ очень ценятся у таксистов, автовладельцев, имеющих очень большие пробеги и людей, предпочитающих тратить на автомобиль как можно меньше времени и денег.
Что касается минусов цепи ГРМ, то большинство специалистов выделяют шумность работы такого механизма, зачастую сильно мешающую распознать другие «нездоровые» звуки двигателя, могущие привести к его поломке.
Так же к минусам цепного механизма ГРМ относят сложность и достаточно высокую стоимость работ по его замене (при достижении максимального пробега, или, в редких случаях, обрыва цепи).
Есть нюансы
Именно по этой причине для ряда моторов рекомендована замена всего комплекта целиком: ремня, роликов, а также водяного насоса. На некоторых моделях допустима замена помпы через раз. В общем, здесь надо рассматривать каждый двигатель в отдельности. А универсальное правило – соблюдать регламент, заданный производителем. И не забывать, что надо ответственно подходить не только к срокам службы привода ГРМ, но и «соседние» узлы тоже должны заменяться своевременно. Взять тот же натяжитель вспомогательного ремня: если оставить его на второй срок, есть риск, что со временем пружина ослабнет, ремень соскочит, порвется, его намотает на шкив, что чревато обрывом ремня ГРМ.
Интервалы замены у разных производителей и для разных регионов – это вообще отдельная тема для разговора. Достаточно вспомнить двигатель Renault К9К. На моторах первого поколения замена ремня и ролика ГРМ требовалась каждые 60 тыс. км, во втором поколении этот срок увеличили до 90 тысяч, а последние версии имеют заявленные интервалы 120 и даже 180 тысяч. Но это в Европе. В нашем регионе регламент, скажем, для Renault Duster, следующий: если автомобиль произведен до 16 сентября 2021 года, привод ГРМ подлежит замене через 60 тыс. км или 4 года, если позже – каждые 90 тысяч или 6 лет. В зависимости от того, что наступит раньше. Это тоже важный момент. Ремень не только изнашивается, но и стареет со временем, поэтому момент его замены определяется не одним пробегом, но и сроком.
Отдельный вопрос – правильная замена ремня. Неправильная установка опять же способна привести к серьезным повреждениям двигателя. Так что исполнитель должен не только иметь понимание, но и владеть технологией, иметь соответствующий инструмент (для некоторых моторов – специальный, либо работающий заменитель). А в ряде случаев еще и знать специфику мотора.
Вопрос приоритета
Мы намеренно не рассматривали преимущества и недостатки разных типов привода ГРМ с точки зрения производителей, ведь конечных пользователей, то есть нас с вами, в большей степени интересует не «как эффективнее», а «как надежнее» и «как дешевле». Так вот, с этой точки зрения на современных двигателях ременный привод ГРМ выглядит чуть интереснее. Да, требуется его периодическая замена, так ведь теперь и цепи отнюдь не вечны. Но поменять комплект с роликами и даже помпой обычно дешевле, чем цепь с натяжителями и успокоителями.
Есть еще один аспект. Все знают, что ремень подлежит замене с каким-то интервалом: тут и сами производители регламент определяют, и автовладельцы его стараются соблюдать, потому что знают, что чревато. С цепью же все иначе: она вроде как вечная, кто ж ее просто так будет менять? Разве что на «страшных» моторах, уже заработавших себе такую репутацию.
«Да сделайте так, чтобы при обрыве цепи или ремня ничего страшного не происходило», – скажут некоторые. Что же, старые двигатели таким чудесным качеством обладали, современные обычно его лишены, так как такая «перестраховка» снижает их эффективность. Впрочем, в 2021 году двигатели ВАЗ объемом 1,6 литра все же стали «безвтыковыми»: лунки в днище поршня уберегают его от встречи с клапанами при любом раскладе. Более старые версии (с облегченной поршневой) этим похвастать не могут: при обрыве ремня страдают клапаны, а иногда достается шатунам и даже головке блока цилиндров.
Можно вроде и порадоваться, но это не повод «забивать» на регламент обслуживания и экономить на качестве запчастей. Да, если ремень рванет, такой двигатель не сломается. Но остаться без тяги в момент обгона на трассе или просто остановиться где-то в глуши в лютый мороз перспектива так себе.
Натяжные ролики ремня ГРМ в базе объявлений Автобизнеса
ГРМ: Цепь или ремень?
Ремень ГРМ медленно, но верно завоевывает популярность у автопроизводителей. Даже Toyota и Volkswagen доверяют ему — ставят на мощные V6 и V8. Но цепь сдаваться не спешит. У нее тоже достаточно серьезных почитателей — например, BMW и Opel. Почему?
Ремень ГРМ
У ремня есть неоспоримое достоинство — он эластичный. Благодаря этому крутильные колебания успешно гасятся. А ведь именно из-за них у многоцилиндровых двигателей сокращается ресурс распределительных валов.
К тому же ремень работает практически бесшумно. Ему не нужна смазка и какие-то «особые» условия для работы: холодный двигатель или разогретый — ему все равно.
К плюсам можно отнести то, что ремень легко проверяется на «вшивость» — при диагностике болячки находятся без проблем. Да и меняется он, при необходимости, достаточно просто. Цена за ремень и его замену адекватная. Поэтому новый ставится по регламенту, как типичный расходник, до появления признаков явного износа.
Ну и само собой, мотор, «вооруженный» ремнем, более компактный, а блок цилиндров — легкий.
Однако минусов у этого варианта привода распредвалов тоже хватает. Например, он чувствителен к минусовым температурам, маслу и воде. Ремень элементарно стареет, поэтому его ресурс ограничивается не только пробегом, но и возрастом. Если нагрузка превысила допустимую норму, он может проскальзывать.
Так что стремление сэкономить на ремне может привести к печальной перспективе в виде серьезного и дорогого ремонта.
Что скрывает цепь?
На первый взгляд, у цепи недостатков куда больше, чем достоинств. Зато она проверена временем, и вряд ли может преподнести что-то неожиданное.
Сильно «бряцает» во время работы? Но ведь и шумоизоляция авто не стоит на месте — год от года становится лучше. В машинах, особенно более-менее дорогих, мотор в салоне часто вообще не слышно. И даже если его «голос» просачивается, нотки цепи опознать уж точно невозможно.
Другое дело, что сейчас, в угоду моде, цепи все чаще делают однорядными. При этом ее толщина сравнима с толщиной велосипедной цепи. Рвутся такие цепи значительно чаще традиционных двухрядных. О приближающейся кончине цепи предупреждают повышенным шумом, но он сливается с «голосом» двигателя, а потому час «Х» для большинства автовладельцев становится неприятным сюрпризом. А ведь старички — двухрядные цепи — даже при обрыве одной ветви не выходили из строя.
Словом, цепь перекочевала из разряда «бессмертных горцев» в категорию «расходники», встав в один ряд с обычным ремнем ГРМ. Ее ресурс уменьшился, и теперь сопоставим с тем же ремнем, но при этом конструкция более сложная и массивная. Провести диагностику сложнее, а замена стоит приличных денег. Например, чтобы поменять цепь на обычном четырехцилиндровом двигателе, нужно отдать «дяде» больше 30 000 рублей. А если речь заходит о V-образных силовых агрегатах, то сумма увеличивается, чуть ли не втрое. И ничего удивительного в этом нет — ведь для замены придется вытащить мотор и снимать головки блоков цилиндров. Вырисовывается картина, схожая с капремонтом.
Таким «проблемным» мотором, например, является Mercedes M272, который ставится под капот «дабл-вэшек» 204, 208, 211, 212, 216, 221. Поэтому при покупке б/у авто с цепью нужно очень дотошно подвергнуть ее процедуре диагностики.
Может показаться, что у цепи одни сплошные минусы. Но это не так — иначе бы автопроизводители давным-давно бы отказались от этого вида привода.
Дело в том, что цепь стойко воспринимает любые внешние факторы: будь то вода, лед, снег или минусовые температуры. Жара и пыль ей тоже до лампочки.
К тому же цепь из-за нагрузок почти не растягивается. А это значит, что у двигателя на высоких оборотах не собьются фазы газораспределения.
Что в итоге?
Если сравнивать ремень и цепь, плюсы первого явно перевешивают плюсы второго. Поэтому автоконцерны, стараясь найти золотую середину, обращают внимание то на один вариант привода распределительного вала, то на другой.
Например, тот же Volkswagen практически полностью перешел на применение ремня. Он ставится как на моторы в бюджетном сегменте, так и на мощные агрегаты. Но полностью от цепи немцы не отказались. Она по-прежнему в ходу на среднеразмерных моторах EA888 (ставятся, например, под капот Skoda Octavia). И работает практически без нареканий.
А вот на двигателях серий AWT, AUG и ADR (Audi) создатели пытались совместить и цепь, и ремень. Первая отвечала за синхронизацию вращения распредвалов, а второй контролировал один из валов.
Как уже было сказано выше, BMW — чуть ли не главный приверженец цепи: она ставится на все баварские моторы. Но, надо заметить, не везде цепь показывает себя с лучшей стороны. Наверно, самым удачным был мотор серии M40 (третья серия BMW, первый силовой агрегат сошел с конвейера аж в 1987 году) — к нему мало кто предъявлял претензии.
На практике, цепью или ремнем приводится ГРМ вашего автомобиля — не столь уж важно. Гораздо важнее помнить, что на свете не бывает ничего вечного. Как бы хорош не был ремень, он всего лишь расходник, и менять его нужно вовремя. То же касается цепи — за ней нужно следить и относиться к высокой стоимости ее замены философски. В конце концов, вы знали на что шли, покупая авто с таким типом привода ГРМ.
Фото: Ростислав Кошелев/ТАСС
