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 представляет собой роликовую цепь .
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 редкостью 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 зубчатая передача, однако ремни ГРМ легче, дешевле и работают тише.
Приложения двигателя [ править ]
В двигателе внутреннего сгорания ремень или цепь ГРМ соединяет коленчатый вал с распределительным валом (валами) , которые, в свою очередь, управляют открытием и закрытием 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 и распределительного валов. Даже там, где коленчатый вал и распредвал (ы) расположены 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 кулачка "отдаляются" от привода от кривошипа, что приводит к чрезмерному шуму и износу. Шестерни, покрытые волокном или нейлоном, с большей упругостью, часто используются вместо стальных шестерен, где используется прямой привод. В коммерческих 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 крышками 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 интерференцией 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 ]
Ремни привода ГРМ необходимо заменять через рекомендованные производителем расстояние и / или периоды времени. Несоблюдение замены ремня может привести к полной поломке или катастрофическому 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, где зубчатая передача будет проскальзывать), 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 и материалах, ускоряя 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 резко сократится. 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 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 защищаться 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 газораспределительного механизма снижает вес и трение». [13]
История [ править ]
Первый известный ремень ГРМ был использован в 1945 году, а первый двигатель с ременным приводом распределительного вала 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, а также 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 газораспределительного механизма. [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, которая стала одной из самых распространенных.
См. Также [ править ]
- Ремень Gilmer
- Двигатель помех
- Змеиный пояс
Заметки [ править ]
- ^ Цепи ГРМтакже стали популярны.
Ссылки [ править ]
- ^ Скотт, Джордж. «Ремни и цепи ГРМ» . Econofix.com . Джордж Скотт . Проверено 8 мая 2012 года .
- ^ «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 .
- ^ Сигел, Ира (2007-04-05). «Дребезжание может быть вызвано износом цепи привода ГРМ» . Чикаго Сан Таймс . Архивировано из оригинала на 1 октября 2011 года . Проверено 23 октября 2010 .
- ^ 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.
- ^ «Все дело в сроках» . Совет по уходу за автомобилем. 2008. Архивировано из оригинала на 2010-10-30 . Проверено 23 октября 2010 .
- ^ «Основы дизайна: Тема № 5 - Элементы передачи энергии I» (PDF) . Массачусетский технологический институт . Проверено 20 апреля 2017 .
- ^ «6 главных причин отказа ремня ГРМ - Insight - Acorn Industrial Services» . www.acorn-ind.co.uk . Проверено 20 апреля 2017 .
- ^ Карли, Ларри (2005). «Цепи привода ГРМ, шестерни и ремни» . 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 нерастяжимыми. являются хрупкими и могут начать рваться. В конце концов арматурные шнуры разорвутся, ремень порвется, и двигатель заглохнет ».
- ^ "Ремни ГРМ - GT2, T5, XL и другие | Ремень Корпорации Америки" . Пояс Корпорации Америки . Архивировано из оригинала на 2016-08-19 . Проверено 20 апреля 2017 .
- ^ "Справочник по ремням ГРМ и шкивам" (PDF) . Продукты Stock Drive / Sterling Instrument . Проверено 20 апреля 2017 .
- ↑ Симмонс, Кейт (февраль 2009 г.). «Время до победы: время зажигания для максимальной производительности» . Журнал Circle Track . Проверено 23 октября 2010 .
- ^ "Goodyear разрабатывает новый ремень привода кулачка NASCAR" . Ассоциация PR Newswire. 2006 . Проверено 23 октября 2010 .
- ^ "Обзор Митсубиси Галант 2005 года" . Авто канал. 2004-10-24 . Проверено 23 октября 2010 .
- ^ Темпл, Стив (2004). «Узрите свой ремень ГРМ: синхронизация распределительного и коленчатого валов» . 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 имели 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.
- ^ Рич, Ocee (май 1957 г.). "Маленький канал ... большая тяга!" . Иллюстрированные спортивные автомобили . Архивировано из оригинала 8 апреля 2014 года . Проверено 9 апреля 2008 года .
- ^ Norbye, Ян П. (1984). «Расширение совершенства: 5-я и 3-я серия» . BMW - машины для вождения Баварии . Скоки, Иллинойс: Международные публикации. п. 191 . ISBN 0-517-42464-9.
Внешние ссылки [ править ]
Викискладе есть медиафайлы по теме ремни ГРМ . |
- 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