Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Смотрите также: Ремень (механический)
Ремень ГРМ

Зубчатый ремень , цепь синхронизации , или cambelt является частью двигателя внутреннего сгорания , который синхронизирует вращение коленчатого вала и распределительный вал (ов) так , чтобы двигатель клапаны открываются и закрываются в надлежащее время во время приема каждого цилиндра и выхлопных ударов . В двигателе с натягом ремень или цепь ГРМ также важны для предотвращения удара поршня по клапанам. Ремень ГРМ обычно представляет собой зубчатый ремень - приводной ремень с зубьями на внутренней поверхности. Цепь ГРМ - это роликовая цепь .

Двигатель Cosworth BDR , с зубчатым ремнем и шкивами

Многие современные автомобильные двигатели используют зубчатый ремень [i] для синхронизации вращения коленчатого и распределительного валов; некоторые двигатели, особенно кулачковые в блочной конструкции, использовали шестерни для привода распределительного вала, но это было редко для OHC.конструкции. Использование ремня или цепи ГРМ вместо зубчатой ​​передачи позволяет разработчикам двигателей размещать распределительные валы дальше от коленчатого вала, а в двигателях с несколькими распределительными валами ремень или цепь ГРМ также позволяют размещать распределительные валы дальше друг от друга. Цепи ГРМ были распространены на серийных автомобилях в 1970-х и 1980-х годах, когда ремни ГРМ стали нормой, но в последние годы цепи ГРМ возродились. Цепи ГРМ обычно более долговечны, чем ремни ГРМ, хотя ни один из них не так долговечен, как зубчатый привод, однако ремни ГРМ легче, дешевле и работают тише.

Приложения двигателя [ править ]

Замена ремня ГРМ на авто

В двигателе внутреннего сгорания ремень или цепь ГРМ соединяет коленчатый вал с распределительным валом (валами) , которые, в свою очередь, регулируют открытие и закрытие клапанов двигателя. Четырехтактный двигатель требует, чтобы клапаны открываются и закрываются , как только любой другой оборот коленчатого вала. Ремень ГРМ делает это. Он имеет зубцы для вращения распредвала (ов) синхронно с коленчатым валом и специально разработан для конкретного двигателя. В некоторых конструкциях двигателей ремень ГРМ может также использоваться для привода других компонентов двигателя, таких как водяной насос и масляный насос .

Типы [ править ]

Для соединения коленчатого вала с распределительным валом также используются зубчатые или цепные системы.в правильное время. Однако шестерни и валы ограничивают относительное расположение коленчатого вала и распределительных валов. Даже там, где коленчатый вал и распредвал (ы) очень близко друг к другу, как в двигателях с толкателем, большинство конструкторов двигателей используют короткую цепную передачу, а не прямую зубчатую передачу. Это связано с тем, что зубчатые передачи страдают от частой реверсии крутящего момента, поскольку профили кулачков "отдаляются" от привода от кривошипа, что приводит к чрезмерному шуму и износу. Шестерни, покрытые волокном или нейлоном, с большей эластичностью, часто используются вместо стальных шестерен, где используется прямой привод. В коммерческих двигателях и авиационных двигателях используются только стальные шестерни, поскольку шестерни с волоконным или нейлоновым покрытием могут выйти из строя внезапно и без предупреждения. [1]

Ремень или цепь обеспечивают большую гибкость при взаимном расположении коленчатого и распределительного валов.

Хотя цепи и шестерни могут быть более прочными, резиновые композитные ремни работают тише (в большинстве современных двигателей разница в уровне шума незначительна), они менее дороги и более эффективны, поскольку они легче по сравнению с зубчатой ​​передачей или цепной системой. . Кроме того, ремни ГРМ не требуют смазки, которая необходима для цепи или шестерен ГРМ. Ремень ГРМ - это конкретное применение синхронного ремня, используемого для синхронной передачи крутящего момента .

Ремни ГРМ обычно закрыты металлическими или полимерными кожухами ремня ГРМ, которые необходимо снять для проверки или замены. Производители двигателей рекомендуют замену через определенные промежутки времени. [2] Производитель может также рекомендовать замену других деталей, таких как водяной насос, при замене ремня ГРМ, потому что дополнительные расходы на замену водяного насоса незначительны по сравнению со стоимостью доступа к ремню ГРМ. В двигателе с натяжением или двигателе, клапаны которого выходят на путь поршня, отказ ремня ГРМ (или цепи привода ГРМ) неизменно приводит к дорогостоящим и, в некоторых случаях, непоправимому повреждению двигателя, поскольку некоторые клапаны будут оставаться открытыми, когда они не должно быть и, таким образом, будет поражено поршнем.

Признаки того, что цепь привода ГРМ может нуждаться в замене, включают дребезжащий звук в передней части двигателя. [3]

Ошибка [ править ]

Пара тарельчатых клапанов погнута в результате столкновения с поршнем после обрыва ремня ГРМ при 4500 об / мин.

Ремни ГРМ необходимо заменять через рекомендованные производителем расстояние и / или периоды времени. Несоблюдение замены ремня может привести к полной поломке или серьезному отказу двигателя, особенно в двигателях с помехами . [4] График технического обслуживания, приведенный в руководстве пользователя, является источником интервалов замены ремня ГРМ, обычно каждые 30 000–50 000 миль (50 000–80 000 км). [5] Обычно заменяют натяжитель ремня газораспределительного механизма одновременно с заменой ремня. На некоторых двигателях, где насос охлаждающей жидкости приводится в действие ремнем газораспределительного механизма, насос охлаждающей жидкости также обычно заменяется.

Обычные виды отказов зубчатых ремней - это либо зачищенные зубья (в результате чего остается гладкий участок ремня, на котором будет проскальзывать ведущая шестерня), либо расслоение и распутывание сердечников волокна. Обрыв ремня из-за свойств высокопрочных волокон встречается редко. [6] Часто упускаются из виду, что мусор и грязь, которые смешиваются с маслом и смазкой, могут медленно изнашиваться на ремне, а материалы ускоряют процесс износа, вызывая преждевременный выход ремня из строя. [7] Правильное натяжение ремня.критично - слишком ослабленный ремень будет хлестать, слишком тугой - и он будет скулить и чрезмерно нагружать подшипники шестерен. В любом случае срок службы ремня будет значительно сокращен. Помимо самого ремня, также обычным явлением является отказ натяжителя и / или различных подшипников шестерни и холостого хода, что приводит к сходу ремня с рельсов.

При замене автомобильного ремня ГРМ необходимо следить за тем, чтобы движения клапана и поршня были правильно синхронизированы. Неправильная синхронизация может привести к проблемам с фазой газораспределения, а это, в свою очередь, в крайнем случае, может вызвать столкновение между клапанами и поршнями в двигателях с помехами . Это проблема не только для зубчатых ремней, поскольку такая же проблема существует и со всеми другими методами синхронизации кулачка / кривошипа, такими как шестерни или цепи.

Строительство и дизайн [ править ]

Ремень времени , как правило , резина с высокими растягивающими волокнами (например , из стекловолокна или Twaron / Kevlar ) по всей длине ленты в качестве растягивающих элементов . [8] Сам ремень изготовлен из прочных материалов, таких как формованный полиуретан, неопрен или сварной уретан с различными стандартными, нестандартными или метрическими шагами. [9] Расстояние между центрами двух соседних зубцов на зубчатом ремне называется шагом. [10]

Резина разлагается при более высоких температурах и при контакте с моторным маслом . Таким образом, срок службы ремня ГРМ снижается в горячих или негерметичных двигателях. Новые или более дорогие ремни изготавливаются из термостойких материалов, таких как «высоконасыщенный нитрил » (HSN). [ необходима цитата ] На срок службы арматурных шнуров также сильно влияет вода и антифриз. Это означает, что при работе на бездорожье необходимо соблюдать особые меры предосторожности, чтобы вода могла стекать или быть изолированной от контакта с ремнем.

У старых ремней есть зубья трапециевидной формы, что приводит к высокому износу зубьев. Новые технологии производства позволяют изготавливать изогнутые зубы, которые работают тише и служат дольше.

Ремни ГРМ вторичного рынка могут использоваться для изменения характеристик двигателя . Ремни ГРМ OEM могут растягиваться на высоких оборотах, замедляя работу кулачка и, следовательно, зажигание. [11] Более прочные ремни послепродажного обслуживания не растягиваются, и синхронизация сохраняется. [12] С точки зрения конструкции двигателя, «уменьшение ширины ремня ГРМ снижает вес и трение». [13]

История [ править ]

Первый известный ремень ГРМ был использован в 1945 году, а первый двигатель с распредвалом с ременным приводом был изобретен в 1954 году американцем Биллом Девином. [14] Первый кулачковый привод ремня ГРМ был изобретен в 1954 году, американец Билл Девин построил французский гоночный автомобиль Panhard Devin с плоскими оппозитными цилиндрами и воздушным охлаждением с сильно модифицированным двигателем с использованием цилиндров и головок английского мотоцикла Norton Manx и зубчатого резинового ремня, приводящего в движение два верхние распредвалы на головках блока цилиндров Norton. Автомобиль Девина с трубчатым каркасом и стекловолоконным двигателем Devin / Panhard / Norton выиграл Национальный чемпионат спортивного автомобильного клуба Америки (SCCA) в 1956 году [15].

Pontiac Slant 6 1959 года был первым серийным автомобилем, в котором использовался двигатель с верхним распределительным валом и ремнем ГРМ. [16] Двигатель Fiat 124 с двумя распредвалами, разработанный в начале 1960-х годов, был серийным двигателем с двумя распредвалами с ременным приводом. В 1966 году компания Vauxhall Motors начала производство модели Slant Four с одним верхним распредвалом и четырьмя цилиндрами, в которой использовался ремень ГРМ, конфигурация которой стала одной из самых распространенных.

См. Также [ править ]

  • Ремень Gilmer
  • Двигатель помех
  • Змеиный пояс

Примечания [ править ]

  1. ^ Цепи ГРМтакже стали популярны.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Скотт, Джордж. «Ремни и цепи ГРМ» . Econofix.com . Джордж Скотт . Проверено 8 мая 2012 года .
  2. ^ «Gates - Руководство по замене ремня ГРМ с иллюстрацией установки ремня ГРМ V6, списком двигателей и рекомендациями по замене» . Корпорация Гейтс. Архивировано из оригинала на 2007-10-16 . Проверено 23 октября 2010 .
  3. ^ Сигел, Ира (2007-04-05). «Дребезжащий шум может быть из-за износа цепи привода ГРМ» . Чикаго Сан Таймс . Архивировано из оригинала на 1 октября 2011 года . Проверено 23 октября 2010 .
  4. ^ Беннеком, Фред Ван (2005). "Качество ремня ГРМ Audi A4" . Архивировано из оригинала на 2011-07-11 . Проверено 23 октября 2010 . Пример ремня Audi, который оборвался до рекомендованного интервала замены.
  5. ^ «Все дело в сроках» . Совет по уходу за автомобилем. 2008. Архивировано из оригинала на 2010-10-30 . Проверено 23 октября 2010 .
  6. ^ «Основы дизайна: Тема № 5 - Элементы передачи энергии I» (PDF) . Массачусетский технологический институт . Проверено 20 апреля 2017 .
  7. ^ «6 основных причин отказа ремня ГРМ - Insight - Acorn Industrial Services» . www.acorn-ind.co.uk . Проверено 20 апреля 2017 .
  8. ^ Карли, Ларри (2005). «Цепи, шестерни и ремни ГРМ» . Онлайн-библиотека автомобильных технических статей Карли . Помощь по ремонту автомобильной диагностики AA1Car . Проверено 9 июня 2006 . - «Вопреки тому, что вы могли подумать, резиновые ремни ГРМ не растягиваются из-за накопленного пробега и износа. Они усилены нитями из стекловолокна, что делает их практически не растягиваемыми. После того, как коленчатый вал соединяется с кулачковым приводом, цепи могут стать хрупкие и могут начать рваться. В конце концов арматурные шнуры расшатываются, ремень рвется, и двигатель останавливается ».
  9. ^ "Ремни ГРМ - GT2, T5, XL и другие | Ремень Корпорации Америки" . Пояс Корпорации Америки . Архивировано из оригинала на 2016-08-19 . Проверено 20 апреля 2017 .
  10. ^ «Справочник по ремням ГРМ и шкивам» (PDF) . Продукты Stock Drive / Sterling Instrument . Проверено 20 апреля 2017 .
  11. ↑ Симмонс, Кейт (февраль 2009 г.). «Время до победы: время зажигания для максимальной производительности» . Журнал Circle Track . Проверено 23 октября 2010 .
  12. ^ "Goodyear разрабатывает новый ремень привода кулачка NASCAR" . Ассоциация PR Newswire. 2006 . Проверено 23 октября 2010 .
  13. ^ "Обзор Митсубиси Галант 2005 года" . Авто канал. 2004-10-24 . Проверено 23 октября 2010 .
  14. ^ Темпл, Стив (2004). «Узрите свой ремень ГРМ: синхронизация распредвала и коленчатого вала» . Ноу-хау . Предварительные Автозапчасти. Архивировано из оригинала на 2006-04-13 . Проверено 9 июня 2006 .В более ранних двигателях распределительные валы часто приводились в движение шестерней от коленчатого вала. Позже конструкторы силовых установок разработали цепные приводы в конфигурациях OHV (верхний клапан), которые позволили некоторую гибкость в размещении распределительного вала, чтобы можно было использовать более короткие толкатели для большей производительности и эффективности. Эти двигатели с длинными цепями иногда имеют тенденцию раскачиваться и вызывать проблемы. Единственной альтернативой была шумная и сложная многоступенчатая передача, пока в 1945 году не был изобретен зубчатый резиновый синхронный ремень ГРМ. Сегодня кулачковый привод ремня ГРМ используется в таких известных автомобилях, как Ferrari, Mercedes, Cadillac, Corvette, BMW, Alfa Romeo, Порше и др.
  15. ^ Рич, Ocee (май 1957 г.). "Маленький канал ... большая тяга!" . Иллюстрированные спортивные автомобили . Архивировано из оригинала 8 апреля 2014 года . Проверено 9 апреля 2008 года .
  16. ^ Norbye, Ян П. (1984). «Расширение совершенства: 5-я и 3-я серии» . BMW - машины для вождения Баварии . Скоки, Иллинойс: Международные публикации. п. 191 . ISBN 0-517-42464-9.

Внешние ссылки [ править ]

  • Анимированная диаграмма зубчатого ремня
  • Чарльз Офриа (1996). «Ремень ГРМ» . Интернет-журнал Family Car . Смарт-трек Computer Systems, Inc . Проверено 9 июня 2006 .
  • Работа системы газораспределения 1903 года братьев Райт
  • Устранение неисправностей износа ремня ГРМ