Список автомобилей с цепным приводом ГРМ. Это нужно знать
Скачать PDF
Находится категория потенциальных владельцев машин, которым интересен список автомобилей с цепным приводом ГРМ. Одним это интересно перед покупкой машины, другие интересуются просто из любопытства. Давно осталось в прошлом то время, когда только цепь служила передаточным звеном вращения от коленчатого вала к распределительному механизму в головке блока цилиндров.
После появления высококачественных ремней для привода ГРМ, о ней стали постепенно забывать. Но до сих пор огромное количество машин с ней, бегают по автомобильным дорогам разных стран мира.
Наверное, ещё есть такие водители, которым не совсем понятно назначение этого звена в механизме газораспределения. Для того чтобы стало более понятным назначение цепи в нем, давайте вспомним о принципе работы автомобильных моторов. Рабочий цилиндр после наполнения рабочей смесью, ещё не готов к её воспламенению. Перед этим топливовоздушную смесь сжимают движением поршня до верхней мёртвой точки.
Степень сжатия современных машин составляет 12 и более единиц, это значит, что рабочий объём цилиндра уменьшается в несколько раз. После воспламенения газы от сгоревшей топливовоздушной смеси толкают поршень в нижнюю мёртвую точку. Чтобы эти газы покинули объём рабочего цилиндра, поршень снова движется вверх. В это время происходит открытие выпускного клапана для пропуска отработанных газов в систему отвода их из рабочего цилиндра. Весь этот цикл возможен благодаря передаче вращательного движения от коленчатого к распределительному валу.
Автомобили цепного привода
Достоинства и недостатки
Довольно длительному периоду распространения цепи в приводе ГРМ способствуют факторы её надёжности и долговечности. Она в меньшей степени подвержена растяжению, чем ременная передача. Применение современного высокоточного оборудования и новых технологий, сделали её бесспорным лидером по точности шага. Удалось добиться снижения показателей шумности для «бесшумных» цепей.
Такая передача должна постоянно работать в контакте со смазкой, которое подаётся в зону её работы по каналам в блоке цилиндров и головке блока. Нарушения в работе системы смазки мотора, существенно снижает рабочий ресурс такого привода ГРМ.
Сегодня ещё продолжается производство машин с цепным приводом многими мировыми гигантами автомобильной промышленности. Список автомобилей с цепным приводом ГРМ подтверждает это. Использование высококачественных материалов и современных технологий, позволили довести срок работоспособности цепи, равной сроку службы силового агрегата, но при непременном выполнении всех рекомендаций завода изготовителя.
Цепной привод ГРМ. Виды цепей и особенности подбора масла.
Когда-то на заре внедрения цепного привода ГРМ, считалось, что цепи почти вечные и не требуют ни внимания ни обслуживания и уж тем более замены…действительно, цепь старых ДВС была 2х и даже 3х рядной — ее действительно невозможно оборвать сразу. Вместо этого она растягивается и начинает довольно сильно шуметь (процесс может затянуться до полумиллиона км), но при этом крайне редко перескакивает на один-два зуба по шестерням привода. Красота — да и только.
В погоне за увеличением объема салона моторный отсек стали укорачивать, а на переднеприводных машинах двигатель вообще поставили поперек, оставив для двигателя очень немного места. Для компенсации нагрузки на кузов стали применять подрамники. В этих условиях размеры цепи тоже стали сильно сокращать, из двух-трехрядной она стала однорядной, да еще и очень компактной и легкой. Толщина цепи ГРМ современного V6/V8 не больше, чем толщина велосипедной цепи. Ширина цепи важна не только потому, что нужно облегчить саму цепь, но и потому, что она находится в масляной ванне двигателя, а не снаружи, как ремень. Это значит, что блок цилиндров и головка блока должны быть длиннее аккурат на ширину цепи с некоторым запасом. Весь этот лишний металл тянет на несколько килограммов. Но слишком тонкая цепь стала рваться, доводя до абсурда весь смысл установки цепного привода ГРМ и приводя к растяжению и даже обрыву на совсем уж смешных пробегах — 50-60т.км., который переживет любой ремень.
Да, она начинает шуметь сильнее перед тем, как сдастся окончательно, но цепи и так шумят, на фоне звукового фона ее предсмертный лязг не всегда выделяется. Двухрядные цепи могли работать при обрыве одной из ветвей, да и нагрузка на них распределялась равномерно. Меньше был износ зубьев звезд, так что даже при использовании менее прочных сплавов цепь действительно могла считаться «вечной». Фактически до капитального ремонта двигателя беспокоиться о ее состоянии было не нужно в принципе. Достаточно было знать — что она есть.
Апогей идотизма эволюции — пластинчатые цепи Морзе, крайне требовательные к маслам, вязкости, содержанию противоизносных компонетов интервалу их замены и даже давлению масла (смазывается цепь — форсунками), очень любящие «полакомиться» шестернями привода распредвалов и приводной шестерней коленвала, а в некоторых случаях цепь приводит маслянный насос, с довольно скромной шестерней, которая может пострадать в первую очередь. Набраны они из пластин, плотно стянутых в пакеты, эти пластины трутся между собой изнашивая как друг друга, так и все вокруг. К тому же, при неудачном стечении обстоятельств перескакивает и вызывает встречу клапанов и поршней…а при разборе оказывалось что цепь вроде бы на своем месте, а компрессии нет. Их достоинства — тишина в работе и возможность раскрутить двигатель до весьма не маленьких оборотов без опасности обрыва цепи. Она же к сожалению делает диагностику цепи Морзе без разборки крайне сложной (не везде есть возможность быстро снять клапанную крышку или есть окно для просмотра состояния гидронатяжителя цепи), эти цепи вплоть до момента обрыва могут вообще себя не проявлять. Просто бац — и приехали…на капиталочку.
Складывается впечатление, что привод с цепью имеет сплошные недостатки. Но если бы все было так плохо, то ремень вытеснил бы его давно. Так в чем же преимущества? На первом месте стоит полная защищенность от всех внешних негативных факторов: попадания воды, снега, льда, низких температур. Цепь не боится морозов и жары, пыли и прочих неприятностей, которые могут повлиять на ресурс ремня.
Вторым важным качеством является точность установки фаз ГРМ. Цепь не растягивается под нагрузкой — только со временем из-за износа, а значит двигатель на высоких оборотах сохранит точную установку валов, что в свою очередь является залогом сохранения хороших мощностных характеристик на очень высоких оборотах.
Третьим плюсом является устойчивость к локальным перегрузкам в несколько раз больше номинальных. То есть при исправном натяжителе цепь с зуба на зуб не перескочит, и фазы газораспределения не собьет.
Также нельзя не отметить, что на системах с изменяемыми фазами ГРМ фазовращатели на распредвалах с цепным приводом не должны быть герметичными, а значит, они проще по конструкции и надежнее. Секрет прост: принцип работы фазовращателей основан на циркуляции масла. Ремень, как мы знаем, масла «боится», а цепь — нет.
Используемый в приводе цепей гидронатяжитель плохо работает при малом давлении масла (особенно при низких температурах) и может допускать перескоки цепи при старте и скачках давления, а значит, плохо совместим с системами старт-стоп и регулируемыми маслонасосами. Как минимум проработка этого узла становится дороже, а число отказов больше. И очень часто натяжитель не срабатывает при обратном вращении двигателя, например, при каких-то операциях в сервисе или при установке машину на передачу на горке, в этом случае цепь легко перескакивает на один или несколько зубьев и при старте двигателя…
Что интересно, производители современных двигателей постоянно экспериментируют — то поставят роликовую цепь, то поставят пластинчатую Морзе, то опять вернутся к допотопному ремню ГРМ, но до сих пор так и не вернулись к надежным и бессмертным 2х рядным роликовым цепям, лишь в дизелях эти цепи до сих пор сохранились.
Выбор масла в зависимости от вида цепи ГРМ.
Роликовые цепи, даже в удешевленном, однорядном виде не страдают провисаниями, быстрым износом, не любят «кушать» звезды — никаких особенностей нет, даже на малозольных и маловязких маслах эти цепи ходят очень долго (трение качения втулка-ролик и втулка-шестерня очень невелико), вплоть до капремонта в связи с критическим износом ЦПГ. Заливать можно не особо заморачиваясь на вязкости (даже W20 не доставляет проблем по крайней мере цепи, что было проверено множеством хондаводов, катающих по 350т.км. такие двигатели исключительно на W20 маслах, веря в «тонкие» масляные каналы), содержанием ZDDP или ZP. Ровно все то, что в обычный двигатель с ремнем ГРМ. Нередко пробег таких цепей переваливает за 500т.км даже на неподходящих маслах.
Для цепей Морзе (пластинчатых) все гораздо сложнее…имеет значение и ее ширина и количество зубьев и натяжение…но в целом масла можно заливать исключительно полнозольные (ACEA A3/B3 A3/B4, MB 229.1/229.3/229.5, RN700/RN710, W30 API SG/CD-SL/CF, W40 API SG/CD-SN/CF), с вязкостью не менее чем W30 (A5/B5 это минимум, никаких вам A1/B1), иначе произойдет ее достаточно быстрый износ, а также износ приводной шестерни и шестерен распредвалов. Возможно применение ILSAC GF4-GF5 масел, но не для всех двигателей. Надо ли напоминать что продукты износа цепи и шестерен работаю как абразив, попутно изнашивая распредвалы, постели, вкладыши и шейки коленвала? Думаю и ЦПГ тоже достается. Кому-то может показаться ресурс 100т.км. цепи на среднезольниках нормой, но на полнозольниках эти цепи свободно выхаживают до 250-350т.км. городского пробега, а то и больше. К сожалению, на современных ДВС в связи с увлечением производителей маловязкими маслами W16 W20, среднезольными маслами с пониженной золой (до 0,8%) и пониженным содержанием фосфора (600-800ppm, с соответствующим снижение содержания ZDDP, хотя лед тронулся — изобрели ZP) эти цепи редко выхаживают даже 100т.км. городского пробега, не растянувшись и не потребовав замены. И это не проблема этих цепей, проблемой является масло, абсолютно не подходящее под данный тип цепей. Апофеозом проблем являются двигатели с непосредственным впрыском топлива — с малозольными маслами приходится менять цепь и шестерни до 100т.км., а с полнозольными маслами разбирать и чистить впускные каналы и клапаны до 50т.км. «Забавный» выбор. Что чистить клапана с каналами, что менять цепи с звездами…
Исключением из данного правила являются японские двигатели с пластинчатой цепью Морзе (например Toyota/Daihatsu/Suzuki), свободно катающиеся на маловязких маслах W20 W30 ILSAC с пониженной золой вплоть до 350т.км. минимум и крайне редко требовавшие замены цепи и шестерен. На них цепь обычно меняют на всякий случай, а не в результате растяжения. Вероятнее всего в данном случае двигатели проектировали инженеры, а не экономисты и маркетологи.
И запомните — любая цепь дает сильнейшую нагрузку на любое на масло, буквально механически уничтожающая полимерный загуститель и вязкую базу — ломая их молекулы в более мелкие и снижая вязкость (получить из нормального W40 водичку W20 при неудачном стечении обстоятельств — легко!), разрушающая противоизнозные компоненты масла (площадь трущихся частей цепи, особенно Морзе — поистине огромна) и продуцирует большое количество металлических абразивов из твердых сплавов, из которых состоит как сама цепь так и шестерни. Поэтому масла на таких двигателях нужно менять как можно чаще. Оптимально 5000-6000км городского пробега. Конечно, полнозольный пакет может не сработаться за это время (т.к. объем картера двигателей с такими цепями как правило больше), но браковочными показателями масла станут резкое снижение вязкости, вышедшего из диапазона, накопление продуктов износа и заметное снижение содержания противоизносных компонентов.
5 моторов с самыми надежными цепями ГРМ
Содержание
Если вы планируете брать подержанное авто, присмотритесь к машинам с мотором, оборудованным цепным приводом ГРМ. Цепь меньше подвержена обрыву, служит до 200 тыс. км. На ее работу не влияют внешние факторы такие, как снег, грязь, мороз, пыль и жара. При этом она не растягивается, как ремень, и в случае замены потребует меньше запчастей.
Однако моторы с цепным механизмом работают громче, а последствия при разрыве более разрушительные, чем при повреждении ремня. Например, при обрыве цепи поршень может загнуть клапана. Продавцы за новую цепь с вас попросят больше, чем за ремень.
Чтобы этого избежать, нужно знать какие моторы имеют самые надежные цепи ГРМ. Avtocod.ru отобрал пять двигателей, которые не доставят проблем в эксплуатации. Мы расскажем, на какие модели устанавливали эти моторы и сколько нужно будет отдать за новый комплект в случае поломки.
Mazda L3C1
Бензиновый мотор устанавливался на первую генерацию Mazda 6, которая выпускалась с 2002 по 2008 г. Сейчас их в среднем продают за 782 тыс. рублей. Ресурс привода ГРМ у атмосферников «шестерки» достигает около 250 тыс. км. Новый комплект обойдется вам почти в 10 тыс. рублей.
BMW M50
Этот двигатель устанавливали на автомобили 3 серии Е36: 320, 325i и 320, а также на авто 5 серии Е34: 520 и 525. Средняя стоимость «трешек» в кузове Е36 — 968 тыс. рублей, а пятой серии Е34 — 1,3 млн рублей.
M50 выпускали в двух вариантах — с 2- и 2,5-литровым объемом — с 1990 по 1995 год. В 1992 году система изменения фаз газораспределения обновилась. Это снизило расход топлива, но увеличило крутящий момент на низких оборотах.
Ресурс цепи моторов BMW M50 рассчитан на 200-250 тыс. км. Комплект замены обойдется примерно в 11 тыс. рублей.
Hyundai-Kia G4KD / Mitsubishi 4B11
Двухлитровые бензиновые моторы устанавливались на большое количество автомобилей С-класса: Hyundai Sonata, Elantra, KIA Optima, Cerato, Ceed, Mitsubishi Lancer, ASX, Outlander и др.
Выпускается двигатель с 2005 года. Ресурс его цепи рассчитан на 180 тыс. км, но регламентная замена проводится через каждый 120 тыс. км. Стоимость нового цепного комплекта составит 11 тыс. рублей.
Nissan SR
Семейство двигателей SR включало в себя 1,6- и 2-литровые агрегаты, которые устанавливались на множество классических автомобилей Nissan. Мотор выпускался с 2001 по 2007 год. Ресурс цепи рассчитан на 200-250 тыс. км. В случае поломок комплект для замены цепи будет стоить около 12 тыс. рублей.
Subaru EJ20
Двухлитровый оппозитный мотор устанавливался на Subaru Forester, Impreza, Impreza WRX, Impreza WRX STI, Legacy и др. Мотор появился в конце 90-х, а европейская эра легендарного двигателя закончилась в 2011 году. В самой Японии его до сих пор используют на некоторых моделях для внутреннего рынка. Ресурс цепи составляет 250 тыс. км. Стоимость комплекта с цепью, натяжителем и успокоителем составит около 20 тыс. рублей.
Если решитесь на покупку авто с цепным приводом ГРМ, имейте в виду, что на ресурс цепи влияет масло, которое вы заливаете в мотор. Замена масла и фильтров вымывает из двигателя песок и мусор, которые негативно сказываются на работе цепного механизма. Масло рекомендуем обновлять раньше на 1-3 тыс. км, чем это заявлено в мануале автомобиля: и цепи, и самому двигателю это полезно. Если появится посторонний гул и вибрации на руле, значит, цепь растянулась или получила повреждения.
Эволюция ГРМ: шестерни, цепь и ремень
Любите спорить на автомобильную тему и рассуждать, что лучше — ремень или цепь? Ничто так не придает спорщику значимости, как знание истории развития механизмов! Мы расскажем вам о том, как появились и ушли в небытие разные приводы ГРМ.
Два слова о ГРМ
Клапанный механизм газораспределения, сокращенно ГРМ, — это то, без чего четырехтактный двигатель существовать в принципе не может. Он открывает впускные клапана, впуская воздух или горючую смесь в цилиндры на такте впуска, открывает выпускные на такте выпуска и надежно запирает горящую в цилиндре смесь во время рабочего хода. От того, насколько хорошо он обеспечивает «дыхание» мотора — подачу воздуха и выпуск отработавших газов — зависит и мощность, и экологичность мотора.
Клапаны открывают и закрывают своими кулачками распределительные валы, а крутящий момент на них передается с коленвала, в чем, собственно, и состоит задача привода ГРМ. Сегодня для этого используют цепь или ремень. Но так было не всегда…
Старый добрый нижний распредвал
В начале ХХ века проблем с приводами распредвала не было — его раскручивали обычные шестерни, а к клапанам от него шли штанги толкателей. Клапаны располагались тогда сбоку, в «кармане» камеры сгорания, прямо над распределительным валом, и открывались-закрывались штангами. Потом клапаны стали ставить один напротив другого, чтобы уменьшить объем и площадь поверхности этого «кармана» — в результате неоптимальной формы камеры сгорания моторы имели повышенную склонность к детонации и плохой термический КПД: много тепла уходило в стенки головки блока цилиндров. И наконец, клапаны перенесли в область прямо над поршнем, и камера сгорания стала совсем небольшой и почти правильной формы.
Расположение клапанов сверху камеры сгорания и привод клапанов более длинными толкателями (так называемая схема OHV), предложенные еще в начале ХХ века Дэвидом Бьюиком, оказались самыми удобными. Такая схема вытеснила варианты моторов с боковыми клапанами в гоночных конструкциях уже к 1920 году. Например, именно она применяется в знаменитых двигателях Chrysler Hemi и моторах Corvette и в наше время. А моторы с боковыми клапанами могут помнить водители ГАЗ-52 или ГАЗ-М-20 «Победа», где данная схема применялась в двигателях.
И ведь так удобно все это было! Конструкция очень проста. Распредвал, оставаясь внизу, находится в блоке цилиндров, где прекрасно смазывается разбрызгиванием масла! Даже штанги и кулачки рокеров с регулировочными шайбами можно оставить снаружи при необходимости. Но прогресс не стоял на месте.
Почему отказались от штанг?
Проблема — в лишнем весе. В 30-е годы скорость вращения гоночных моторов на земле и авиационных моторов на самолетах достигла величин, при которых появилась необходимость облегчить механизм газораспределения. Ведь каждый грамм массы клапана вынуждает увеличивать и силу пружин, которые его закрывают, и прочность толкателей, через которые распредвал жмет на клапан, в результате потери на привод ГРМ быстро возрастают при увеличении оборотов мотора.
Выход был найден в переносе распределительного вала наверх, в головку блока цилиндров, что позволило отказаться от простой, но тяжелой системы с толкателями и значительно уменьшить инерционные потери. Поднялись рабочие обороты мотора, а значит, увеличилась и мощность. Например, Роберт Пежо создал в 1912 году гоночный двигатель с четырьмя клапанами на цилиндр и двумя верхними распредвалами. С переносом распределительных валов наверх, в головку блока, возникала и проблема их привода.
Первым решением было ввести промежуточные шестерни. Существовал, скажем, вариант с приводом дополнительным валом с коническими шестернями, как, например, на всем танкистам знакомом двигателе В2 и его производных. Такая схема применялась и на уже упомянутом моторе Peugeot, авиамоторах Curtiss К12 образца 1916 года и Hispano-Suiza 1915 года.
Еще одним вариантом стала установка нескольких цилиндрических шестерен, например в двигателях болидов Формулы-1 периода 60-х годов. Удивительно, но «многошестеренная» технология находила применение и совсем недавно. Например, на нескольких модификациях дизельных 2.5-литровых моторов Volkswagen, ставившихся на Transporter T5 и Touareg — AXD, AXE и BLJ.
Почему пришла цепь?
У шестеренчатого привода было много «врожденных» проблем, главная из которых — шумность. Помимо того, шестерни требовали точной установки валов, расчета зазоров и взаимной твердости материалов, а также — муфт гашения крутильных колебаний. В общем, конструкция при кажущейся простоте была мудреной, а шестерни — отнюдь не «вечными». Нужно было что-то другое.
Когда впервые применили цепь для привода ГРМ, точно неизвестно. Но одной из первых массовых конструкций был двигатель мотоцикла AJS 350 с цепным приводом в 1927 году. Конструкция оказалась удачной: цепь не только была тише и проще в устройстве, чем система валов, но и снижала передачу вредных крутильных колебаний за счет работы своей системы натяжения.
Как ни странно, цепь не нашла применения в авиационных моторах, и в автомобильных появилась значительно позже. Сначала она появилась в приводе нижнего распредвала вместо громоздких шестерен, но постепенно стала набирать популярность и в приводах с верхними распредвалами, однако особенно стала актуальна, когда появились моторы с двумя распредвалами. Например, цепью приводился ГРМ в двигателе Ferrari 166 1948 года и в поздних версиях мотора Ferrari 250, хотя ранние варианты его имели привод коническими шестернями.
В массовых моторах нужды в цепном приводе долго не возникало — до 80-х годов. Маломощные двигатели выпускались с нижним распредвалом, и это не только «Волги», но и Skoda Felicia, Ford Escort 1.3 и множество американских машин — на V-образных моторах штанги-толкатели стояли до последнего. А вот на высокофорсированных моторах европейских производителей цепи появились уже в 50-е годы и до конца 80-х оставались преобладающим типом привода ГРМ.
Как появился ремень?
Примерно тогда же у цепи появился опасный конкурент. Именно в 60-е развитие технологий позволило создать достаточно надежные зубчатые ремни. Хотя вообще-то ременная передача — одна из старейших, она использовалась для привода механизмов еще в античности. Развитие станочного парка с групповым приводом механизмов от паровой машины или водяного колеса обеспечило развитие технологий производства ремней. Из кожаных они стали текстильными и металлокордными, с применением нейлона и других синтетических материалов.
Первый случай использования ремня в приводе ГРМ относят к 1954 году, когда в гонках SCCA победил Devin Sports Car конструкции Билла Девина. Его мотор, согласно описанию, имел верхний распредвал и привод зубчатым ремнем. Первой же серийной машиной с ремнем в приводе ГРМ считается модель Glas 1004 1962 года небольшой немецкой компании, позднее поглощенной BMW.
В 1966 году, Opel/Vauxhall начал производство массовых моторов серии Slant Four с ремнем в приводе ГРМ. В том же году, несколько позже, появились моторы Pontiac OHC Six и Fiat Twincam, тоже с ремнем. Технология стала по-настоящему массовой.
Причем мотор от Fiat чуть было не попал на наши» Жигули»! Рассматривался вариант его установки вместо нижневального мотора Fiat-124 на будущий ВАЗ 2101. Но, как известно, старый мотор просто переделали под верхние клапаны, а в качестве привода поставили цепь.
Как видно, сначала ремень использовался исключительно на недорогих моторах. Ведь его основными преимуществами была низкая цена и малая шумность привода, что актуально для небольших машин, не обремененных шумоизоляцией. Но его нужно было регулярно менять и следить, чтобы на него не попадали агрессивные жидкости и масло, причем интервал замены уже тогда был немаленьким и составлял 50 тысяч километров.
И все же славу не слишком надежного способа привода ГРМ он получить успел. Ведь достаточно было погнуться одной шпильке или выйти из строя одному ролику, как его ресурс снижался в разы.
Серьезно снижало ресурс и замасливание — тут не всегда помогал даже герметичный кожух, ведь моторы тех лет имели весьма примитивную систему вентиляции картерных газов и масло все равно попадало на ремень.
Впрочем, все нюансы применения некачественных ремней ГРМ у нас знакомы владельцам переднеприводных ВАЗ. Мотор 2108 разрабатывался как раз в 80-е, на пике увлечения ремнями. Тогда их стали ставить даже на большие моторы вроде ниссановского RB26, и надежность лучших образцов была на уровне. С тех пор споры о том, что лучше — цепь или ремень, не утихают ни на минуту. Будьте уверены, прямо сейчас, пока вы читаете эти строки, на каком-нибудь форуме или в курилке два апологета разных приводов спорят до полного изнеможения.
В следующей публикации я подробно разберу все плюсы и минусы цепных и ременных приводов. Оставайтесь на связи!
