Разбирая причины, по которым в современных двигателях , мы определили, что это происходит, когда выходит из строя привод газораспределительного механизма (ГРМ). А точнее — рвется ремень или растягивается цепь ГРМ, в зависимости от того, какой привод у этого механизма, ременной или цепной. В нашей сегодняшней статье мы обсудим, какой же из указанных приводов ГРМ надежнее.

Что было раньше – ремень или цепь?

Прежде чем рассказать, какой из типов приводов начали применять на двигателях внутреннего сгорания первым, остановимся вкратце на устройстве и значении газораспределительного механизма для мотора. ГРМ состоит из трех основных компонентов:

• Клапаны (впускают в камеры сгорания мотора топливовоздушную смесь и выпускают оттуда продукты ее сгорания, расположены в головке блока цилиндров);

• Распределительный вал (отвечает за периодичность фаз газораспределения, заставляя клапаны открываться и закрываться, находится в головке цилиндров);

• Привод распределительного вала (передает крутящий момент с коленвала на распредвал, расположен между коленчатым и распределительным валом).

Привод распределительного вала появился в моторах с верхним расположением клапанов в середине 20-го века. В наиболее распространенных до этого времени нижнеклапанных двигателях вращательное усилие от коленчатого вала к распределительному передавалось через шестеренчатый механизм. Устройство верхнеклапанного двигателя с распределительным валом, который получал от коленвала через привод, позволило сделать моторы более мощными.

В первых ДВС с верхним расположением клапанов для передачи момента применялась металлическая цепь. Она была двух или трехрядной – для повышения надежности, и «ходила» при помощи роликового механизма, в составе которого были натяжители, успокоители и ограничительный палец, которые не давали цепи «играть» во время работы. Впоследствии роликовый механизм уступил место зубчатому, который обладал рядом преимуществ, одно из которых – тихая работа при высоких нагрузках. Преобразилась и сама цепь – вместо прежних двух или трех рядов использовалась однорядная цепь.

Первое применение в конструкции ГРМ ременного привода датируется 1956 годом – именно тогда цепь уступила место ремню в двигателе внутреннего сгорания, установленного на американском гоночном автомобиле Devin Sports Car.

Devin Sports Car — один из первых авто с ременным приводом ГРМ.

На то время ременные приводы ГРМ в основном использовались на , что позволяло инженерам добиться от моторов повышенного крутящего момента и мощности.

Массовый приход ремня ГРМ в автомобильную отрасль случился через три десятка лет. Сегодня большинство моделей автомобилей имеют трех и четырехцилиндровые двигатели с ременным приводом ГРМ, а цепной механизм в конструкции шести и восьмицилиндровых силовых агрегатов использует ограниченное число производителей (BMW, Toyota, Mitsubishi и прочие).

Есть еще так называемый гибридный привод ГРМ, в котором нашлось место цепи и ремню. Но широкого распространения этот тип механизма передачи крутящего момента от коленвала к распредвалу не получил.

Особенностью цепного привода является не только наличие у него системы сдержек и противовесов в «лице» натяжителей и успокоителей. Цепь нуждается в постоянной смазке и потому проходит через так называемую масляную ванну силовой установки. Ремню смазка не нужна – и это уже упрощает эксплуатацию данного механизма, в составе которого есть натяжной ролик, шкивы и каркас, ответственные за удержание ремня в «узде». В настоящее время массово используются зубчатые ремни, которые благодаря определенной форме зубцов (трапециевидные или округлые) надежно сцепляются с поверхностью ролика и шкивов, обеспечивая передачу вращательного усилия без рывков.

Разобравшись в основных отличительных особенностях цепного и ременного привода газораспределительного механизма, приступим к рассмотрению главного вопроса – положительных и отрицательных сторон каждого из них. Начнем с «пионера» — цепного привода ГРМ.

Цепь в ГРМ: достоинства и недостатки

Несмотря на то, что сегодня в большинстве случаев в конструкции данного привода ГРМ используется однорядная цепь, его считают более предпочтительным, чем ременной привод. Перечислим основные достоинства цепи ГРМ – это долговечность и надежность. Изготовленная из прочных сталей цепь практически не подвержена механическим повреждениям, она стойко переносит перепады температур и прочие погодные катаклизмы. Для двигателя с цепным приводом ГРМ такая поломка, как загиб клапанов, не характерна, хотя иногда и случается, когда автовладелец не реагирует на тревожные сигналы со стороны растянутой цепи – дребезжание, которое нельзя не расслышать даже при очень громкой работе двигателя. Ресурс работы цепи в приводе газораспределительного механизма исчисляется 100 или 200 тысячами километров. При приближении к таким значениям пробега автомобиля настоятельно рекомендуется проверить состояние цепи, натяжителей и успокоителей, а если выявится, что цепь растянулась или ролики износились – потребуется замена.

Цепь ГРМ в двигателе

А теперь остановимся на недостатках цепного привода ГРМ. Их больше, чем преимуществ, но они не перевешивают главных достоинств механизма такого типа.

Сложность конструкции – состояние цепи сложно оценить визуально, просто открыв капот, так как она находится в головке блока цилиндров и в самом блоке. Когда наступает срок проверки степени изношенности звеньев цепи или натяжителей, успокоителей или ограничительного пальца, приходится совершать ряд трудоемких операций по разборке и последующей сборке головки блока и блока цилиндра — только этот способ диагностики считается самым достоверным.

Большая масса – металлическая цепь добавляет лишние килограммы к весу двигателя, что напрямую влияет не только на динамику автомобиля, но и на такой важный показатель, как расход топлива.

Шумность – даже новая, хорошо натянутая цепь издает при работе ощутимый шум, который (особенно на дизельных двигателях) можно заглушить, применив довольно плотные шумоизоляционные материалы моторного отсека.

Дорогое обслуживание – стоимость цепи и других деталей привода довольно высока, а работа по их замене тоже обойдется владельцу машины с двигателем с цепным приводом ГРМ в копеечку.

Ремень в ГРМ: плюсы и минусы

В противовес цепному приводу газораспределительного механизма, ременной привод обладает рядом положительных свойств, благодаря которым он и получил столь широкое распространение в современном двигателестроении.

Ремень ГРМ

К его очевидным плюсам относятся:

Простота конструкции – ременной привод не нуждается в смазке, его механизм состоит из деталей, которые легко заменить, не прибегая к помощи специалистов.

Легкий вес – ремень изготавливается из стекловолокна и неопрена, которые обладают небольшой массой. Вкупе с легковесными роликами и шкивами ременной привод ГРМ позволяет снизить массу двигателя, что положительно сказывается на динамике автомобиля и топливном «аппетите» его силового агрегата.

Тихая работа – эластичный ремень не издает шума, характерного для металлической цепи, благодаря чему обеспечивается акустический комфорт в салоне автомобиля.

Дешевизна обслуживания – стоимость ремня и других деталей такого привода намного ниже, чем цепи и других элементов такого механизма ГРМ. Простая конструкция привода обеспечивает доступ ко всем его элементам, что снижает затраты на обслуживание ГРМ.

Наряду с такими положительными качествами, у ремня ГРМ имеется одно отрицательное свойство – несмотря на кажущуюся прочность конструкции, он подвержен разрывам в самое неподходящее время. Как правило, это происходит по причине скорого износа ремня или деталей привода под воздействием высоких или низких температур, загрязнения его поверхности, работе двигателя с повышенной нагрузкой. Ресурс работы ремня по регламенту многих автопроизводителей не превышает 50 – 60 тысяч километров: на таком пробеге рекомендуется заменить все движущиеся части механизма. Кроме того рекомендуется периодическая (раз на 10 тысяч километров пробега) проверка состояния ремня. Если этого не сделать, то в результате обрыва ремня у двигателя могут погнуться клапана, а это, в свою очередь, чревато дорогостоящим ремонтом.

Напоследок, совет: какому бы типу привода ГРМ вы не отдавали предпочтение, периодически проводите проверку состояния цепи или ремня и при необходимости заменяйте изношенные детали этого узла на новые.

Какой привод ГРМ лучше? Этот вопрос входит в десятку самых философских автомобильных вопросов, вместе с левым и правым рулем, бензином или дизелем, механической или автоматической коробкой передач. Одни автолюбители будут отдавать свой голос за ременную передачу, а вторые будут отдавать предпочтение цепному механизму. Это же касается и всех вышеуказанных вопросов. Давайте вместе попытаемся разобраться какой газораспределительный механизм лучше, дешевле и в чем плюсы и минусы двух вариантов привода распределительного вала.

Сразу стоит отметить, на сегодняшний день все больше автопроизводителей переходят именно на ременную передачу и отказываются от цепи ГРМ. Но все равно у некоторых водителей остается не доверительное отношение к «эластичному» приводу. Большое количество автолюбителей, особенно старшего поколения, называют металлический вариант едва ли не вечным. Правы ли они?

Современная цепь ГРМ

Раньше цепи ГРМ были действительно беспроблемным элементом. Все дело в том, что ее как правило делали из двух, а порой из трех звеньев (рядов). Порвать такую металлическую дорожку было весьма проблематично. «Служили» они действительно сотни тысяч километров. Со временем цепь могла вытянуться и начать невыносимо звенеть, что приводило к перескоку на один-два зуба. Но даже в таком случае обрывы случались намного реже, нежели у ремней.

По сравнению с ремнем цепь шумная, вытягивается, но шумоизоляция современных силовых агрегатов позволяет убрать это недостаток быстро и качественно. В салоне «шелест» цепи практически не слышно. Стоит отметить, что старые цепные двигатели действительно надежнее, чем новые. Современные агрегаты аналогичной надежностью похвастаться не могут. Почему?

На то есть ряд причин. Сейчас двигатели очень сильно убавили в весе, стали короче и меньше в объемах. Это связано с так называемыми «нормами ЕВРО» – нужно чтобы автомобиль был легче, компактнее, соответственно потреблял мало топлива и выбрасывал меньше вредных веществ в атмосферу. Эти требования отразились и на ГРМ. Его привод также существенно облегчают.

Также сейчас все автопроизводители стараются увеличить объем салона, за счет уменьшения объема моторного отсека. Поэтому очень важно, чтобы силовой агрегат был максимально компактным. Первым от таких изменений начал страдать именно цепной привод, поэтому цепь максимально укоротили и облегчили. Сейчас она скорее похожа на велосипедную. За счет такого урезания, уменьшилась не только головка блока, но и сам блок. Поэтому отпала необходимость в большой масляной ванне (классическая цепь постоянно вращалась в масле).

На первый взгляд все отлично – цепь убавили, объемы и размеры уменьшились, масла нужно меньше, вес снизился. Отлично ведь? Но есть одно важное «НО»… такое тоненькое изделие начало рваться.
Правда, прежде чем окончательно выйти из строя, цепь начинает шуметь сильнее обычного. Многие водители не обращают на это внимание, списывают на погоду, или же попросту могут не слышать из-за хорошей «шумки» мотора. Все это приводит к обрыву цепи и дорогостоящему ремонту.

Таким образом цепь ГРМ стала таким же расходником, как и большая часть элементов двигателя. Сейчас крайне сложно встретить двигатель, в котором бы цепь менялась только при капитальном ремонте (как было раньше). Как правило, ее меняют как и ремень – от 100 000 км. Плюс ко всему, из-за сложности конструкции, диагностика цепи ГРМ сейчас очень дорогостоящая. Можно сделать вывод, что современный цепной механизм по надежности и ресурсу очень сильно приближается к ремню ГРМ.

У вас автомобиль на цепи? Не спешите расстраиваться. Да, минусов действительно много, но есть и плюсы:

• она вращается в закрытом пространстве, практически не соприкасается с воздухом, а значит, нет мусора, пыли и влаги ускоряющей износ.
• ей практически не важна температура. Она не боится ни холода, ни жары, в отличии от ремня.
• точность регулировки. Цепь имеет более точный механизм регулировки, он не так сильно растягивается.
• устойчивость к кратковременным перегрузкам.

Ремень ГРМ

Это абсолютно другая конструкция, несмотря на идентичность выполняемых функций. Выглядит ремень так – прорезиненная лента (может быть на тканевой основе или иного износостойкого материала) внутри которой есть зубцы. Эти зубцы входят в зацепления с шестернями, которые закреплены на распределительном вале.

Плюсы ременного механизма:

• сухая конструкция. То есть, здесь нет масла. Находится за пределами силового агрегата, вращается в воздухе, хотя и закрыта специальным кожухом.
• ремень эластичный. Он эффективно гасит колебания, которые во многоцилиндровых моторах могут влиять на ресурс валов.
• практически отсутствует влияние температуры на работу мотора. Если масло холодное зимой, это не отражается на шумности двигателя (цепному механизму нужно разогреться для эффективного накачивания масла в гидронатяжитель).
• тишина работы.
• легкость диагностики и ремонта. Нет необходимости разбирать мотор, даже не нужно снимать крышку головки блока. Просто снимается защитная крышка.
• цена ремонта. Он дешевле как в производстве, так и в замене. Сменить ремень вместе с механическими натяжителями стоит в разы дешевле, замены цепи.
• компактность детали. Мотор с ремнями легче, короче и меньше по объему.

Отрицательные моменты:

• загрязнение. Поскольку ремень вращается в воздухе и защищен только кожухом, на него могут попадать пыль, грязь, вода и даже масло. Все это отрицательно сказывается на его ресурсе.
• старение и трескание. Ремень меняется не только по километражу, но и по годам. К примеру, если авто стояло длительное время без эксплуатации, а пробег всего несколько десятков километров, ремень все равно нужно менять. Его материал имеет склонность к старению и от времени он попросту трескается.
• склонность к проскальзыванию. Во время превышения максимальной нагрузки (при резком старте с места) ремень может проскальзывать. Иногда ломаются даже зубья, которые входят в зацепление.

Итак, что же все-таки лучше: ремень или цепь? Однозначный ответ дать крайне сложно. Необходимо смотреть конкретную модель двигателя, а также условия его эксплуатации.

Верится с трудом: за последний год порядка 40% жалоб на автомобили были связаны с… цепями ГРМ. Наши читатели стали жаловаться на них гораздо чаще. Для сравнения на тот же ремень ГРМ жалуются реже: с нареканиями на него мы сталкивались в 28% писем. Забавно, а ведь в отличие от, подлежащего периодической замене, именно цепи рассчитаны на протяженный срок службы.

Почему цепи ГРМ вызывают столько проблем?

Автопроизводители почти все детали заказывают у подрядчиков. Но и те, и другие стремятся сократить издержки. Поэтому калькуляция и снижение расходов на производство столь же важны как само производство. Экономить приходится на разработке, материалах, технологических процессах. В конечном итоге такая экономия сказывается на качестве.

Когда ждать проблему?

Неприятность приходит слишком рано. Еще свеж в памяти отчет по цепям ГРМ моторов TSI (на машинах концерна VW), когда по нашим данным проблемы проявлялись уже при 20.000 км и даже менее. В среднем сбой в ГРМ происходил при пробеге от 40.000 до 60.000 км. Раньше все было гораздо лучше: старые сдвоенные цепи (например, у моторов Mercedes W123) служили вечно, а простые одинарные цепи легко переживали "возраст" в 200.000 км.

Есть ли симптомы у приближающейся проблемы?

Есть. Работающий двигатель издает необычные звуки, напоминающие "стуки/треск/дребезжание". Сначала их можно слышать при работе непрогретого двигателя, прямо после утреннего запуска. Когда цепь значительно растягивается или проскакивает, на приборной панели загорается "check engine". Нужно сразу ехать на СТО, иначе мотор можно просто загубить.

А кто будет платить за ремонт?

Если поломка произойдет в гарантийный период, тогда для клиента ремонт должен пройти бесплатно. Однако неприятность с цепью ГРМ может произойти и тогда, когда гарантийный срок завершился. В этом случае производители предлагают клиенту взять на себя оплату части стоимости работ и запчастей. Но для того, чтобы производитель пошел навстречу, нужно предоставить полную историю надлежащего обслуживания автомобиля.

Что производители предпринимают для предотвращения подобных поломок?

Мероприятия зависят от того, что стало причиной возникновения поломок. Моторы BMW 116i и 2,2-литровый дизель Opel получили усовершенствованные натяжители цепей. Концерн VW менял цепи, т.к. проблема заключалась в качестве их изготовления. Многие новейшие моторы вновь имеют ремни в приводе ГРМ, но интервал между их заменами увеличен до 200.000 км.

Письма об этих автомобилях приходят в "ящик жалоб" журнала AUTO BILD

К чему приводят проблемы с цепью ГРМ

Вот как работает 4-тактный двигатель: топливо и воздух смешиваются в камере сгорания. Поршень ( 1) сжимает смесь, затем она воспламеняется, выполняя работу и толкая поршень вниз, после чего поршень вновь поднимается вверх, выталкивая продукты сгорания через выпускные клапана (если их несколько). Затем все 4 такта повторяются. А вот чтобы синхронизировать движения поршня с открытием и закрытием клапанов, нужна цепь (2) , связывающая распределительный вал (3) и коленчатый вал (4) . Если цепь растягивается или перескакивает через зуб, открытие клапанов (5) и движение поршней перестает быть синхронным. В худшем случае, клапаны (впускные или выпускные) начнут открывать тогда, когда поршень достигнет верхней мертвой точки. В этом случае поршень ударит клапана: результат этого изображен на фото.

Кроме того, может погнуться шатун (6) ударившегося поршня. В любом случае, двигатель получит серьезные внутренние механические повреждения. На рисунке в разрезе изображен 2-литровый дизельный мотор BMW, который имеет одну особенность: цепи ГРМ, коих у него две, расположены на его заднем торце, со стороны маховика и сцепления. Это значит, что замена цепей займет очень много времени и будет дорогой, т.к. для этой операции мотор придется вынимать из подкапотного пространства.

МОЙ СОВЕТ

Если вы присматриваетесь к покупке одного из тех подержанных авто, которые изображены выше, постарайтесь собрать как можно больше информации об обслуживании. Растяжение или перескок цепи ГРМ выльется в дорогостоящий ремонт. Особенно в случае с 2-литровым дизелем BMW. У подержанной машины обязательно должна присутствовать заполненная книжка с надлежащей историей обслуживания. Но самый идеальный вариант: когда в этой самой книжке отмечен факт устранения данной характерной неполадки. Если проблема с цепью ГРМ проявит себя на негарантийном автомобиле, и двигатель будет поврежден, то дешевле будет купить и установить "б/ушный" агрегат, чем ремонтировать свой.

Бернд Фолькенс

Не будет преувеличением сказать, что среди автомобилистов вопрос, что лучше ремень ГРМ или цепь, дискутируется очень активно. Производители сейчас выпускают автомобили как цепными, так и с ременными приводами распределительных механизмов, причем никаких четких и однозначных признаков того, что предпочтение отдается какой-либо одной из этих типов передач, нет и пока не предвидится.

Это несколько осложняет и без того нелегкую проблему выбора автомобилистам, которые собираются обзавестись новым автомобилем. У них есть возможность купить, по большому счету, равнозначные по своим техническим и прочим характеристикам авто как с цепями, так и с ремнями ГРМ. Попробуем разобраться, какой же из них все-таки лучше?

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.

Ремень ГРМ: плюсы и минусы

Устройство ременного привода ГРМ

Ременные приводы ГРМ, применяемые в автомобильных двигателях внутреннего сгорания, имеют целый ряд достоинств, благодаря которым и получили весьма широкое распространение. Прежде всего, следует отметить, что они имеют простую конструкцию, при необходимости их замена не представляет никакого труда (причем, кстати говоря, во многих случаях ее можно произвести самостоятельно, не прибегая к помощи квалифицированных специалистов).

Ремни ГРМ имеют совсем небольшую массу, поскольку изготавливаются из легких и в то же самое время прочных материалов (неопрена и стекловолокна). Ролики и шкивы ременной передачи газораспределительных механизмов также облегченные, что позволяет существенно снизить общую массу двигателя.

К несомненным достоинствам ремней ГРМ надо отнести также и то, что они практически не издают шума. Что касается недостатков, то он, пожалуй, всего лишь один: прочность существенно ниже, чем у цепей. Несмотря на превосходное качество материалов изготовления, ремни ГРМ, как показывает практика, выдерживают не более 50000 километров пробега. Цифра, конечно, тоже далеко не маленькая, но существенно меньше, чем у цепей ГРМ.

Кроме того, у ремней есть одно достаточно неприятное свойство: они иногда рвутся совершенно внезапно, что может привести (и порой действительно приводит) к серьезным поломкам других частей двигателя, и, как следствие, - к дорогостоящему ремонту силового агрегата.

Цепь ГРМ: плюсы и минусы

Устройство цепного привода ГРМ

Цепи газораспределительных механизмов двигателей современных автомобилей (причем даже однорядные, не говоря уже о двух- и трехрядных) отличаются высочайшей надежностью и износостойкостью, и именно это является их главным достоинством. Им совершенно не страшны температурные перепады, а поскольку все их элементы выпускаются из высокопрочного металла, то они превосходно выдерживают любые механические воздействия. Поэтому повреждаются (а тем более рвутся) они крайне редко, пожалуй, только тогда, когда владельцы машины полностью игнорирует необходимость их замены ввиду естественного износа (ресурс цепи, кстати говоря, составляет от 100000 до 200000 километров пробега).

Что касается недостатков, то они у цепей ГРМ тоже, конечно же, есть, причем большинство из них, по сути дела, являются продолжением преимуществ. Цепные приводы газораспределительных механизмов имеют довольно значительную массу и сложную конструкцию. Они гораздо более шумные, чем ремни. Впрочем, все эти недостатки, как утверждают эксперты, с лихвой компенсируются главным достоинством: прочностью и долговечностью.

Видео на тему