Ремень ГРМ (распредвал) - Timing belt (camshaft)

Смотрите также: Ремень (механический)
Ремень ГРМ

А ремень ГРМ, временная цепь, или же Cambelt является частью двигатель внутреннего сгорания который синхронизирует вращение коленчатый вал и распредвал (s) так, чтобы двигатель клапаны открываться и закрываться в нужное время во время впуска и выпуска каждого цилиндра удары. В двигатель помех ремень или цепь ГРМ также важны для предотвращения поршень от удара по клапанам. Ремень ГРМ обычно зубчатый ремень —А приводной ремень с зубцами на внутренней поверхности. Цепь ГРМ - это роликовая цепь.

Двигатель Cosworth BDR, с ремнем ГРМ и шкивы

Многие современные автомобильные двигатели используют зубчатый ремень.[я] для синхронизации вращения коленчатого и распределительного валов; некоторые двигатели, особенно кулачок в блоке конструкции, использованные шестерни приводить в движение распредвал, 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 прочен, как зубчатая передача - однако ремни ГРМ легче, дешевле и работают тише.

Приложения для двигателей

Замена ремня ГРМ на авто

В двигателе внутреннего сгорания применение ремня или цепи ГРМ соединяет коленчатый вал к распредвал (ы), которые, в свою очередь, управляют открытием и закрытием клапанов двигателя. А четырехтактный двигатель требует, чтобы клапаны открывались и закрывались один раз при каждом обороте 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

Механизм или же цепь системы также используются для подключения коленчатый вал к распредвал 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 составной 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 ​​или цепной системой. Кроме того, ремни ГРМ не требуют смазки, которая необходима для цепи или шестерен ГРМ. Ремень ГРМ - это конкретное применение синхронный ремень используется для синхронной передачи вращательной мощности.

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 затраты 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]

Отказ

Пара Тарельчатые клапаны погнут при столкновении 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 катастрофическому отказу двигателя, особенно в интерференционные двигатели.[4] График технического обслуживания, установленный владельцем, является источником интервалов замены ремня ГРМ, обычно каждые 30 000–50 000 миль (50 000–80 000 км).[5] Обычно заменяют натяжитель ремня грм 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 и материалах, ускоряя процесс износа, вызывая преждевременный выход ремня из строя.[7] Правильный 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 фазами газораспределения, а это, в свою очередь, в крайнем случае, может вызвать столкновение между клапанами и поршнями в интерференционные двигатели. 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

Ремень ГРМ обычно резиновый с высокойрастяжение волокна (например, стекловолокно или же Twaron /Кевлар ) длина ремня элементы напряжения.[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 моторное масло. Таким образом, срок службы ремня ГРМ снижается в горячих или негерметичных двигателях. Новые или более дорогие ремни изготавливаются из термостойких материалов, таких как «сильно насыщенные нитрил "(ХСН).[нужна 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 трапеция форма зубов, приводящая к высокому износу зубов. Новые технологии производства позволяют изготавливать изогнутые зубы, которые работают тише и служат дольше.

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

История

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 Плоский оппозитный цилиндр с воздушным охлаждением French Panhard Гоночный автомобиль Девина с сильно модифицированным двигателем, использующим Английский Norton Manx цилиндры и головки мотоциклов, а также зубчатый резиновый ремень, приводящий в движение 2 верхних распредвала на головках 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]

1959 год Понтиак уклон 6 был первым серийным автомобилем, в котором использовался двигатель с верхним распредвалом и ремнем ГРМ.[16] Двигатель Fiat 124 с двумя распредвалами Разработанный в начале 1960-х годов двигатель массового производства с двумя распредвалами с ременным приводом. В 1966 г. Vauxhall Motors начал производство Наклон четыре одинарный верхний кулачок четырехцилиндровая конструкция, в которой использовался ремень ГРМ, конфигурация, которая стала одной из самых распространенных.

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Время цепи также наблюдается возрождение популярности.

Рекомендации

  1. ^ Скотт, Джордж. "Ремни и цепи ГРМ". Econofix.com. Джордж Скотт. Получено 8 мая 2012.
  2. ^ "Gates - Руководство по замене ремня ГРМ с иллюстрацией установки ремня ГРМ V6 и списком двигателей и рекомендациями по замене". Корпорация Гейтс. Архивировано из оригинал на 2007-10-16. Получено 2010-10-23.
  3. ^ Сигел, Ира (2007-04-05). «Дребезжащий шум может быть от изношенной цепи привода ГРМ». Чикаго Сан Таймс. Архивировано из оригинал 1 октября 2011 г.. Получено 2010-10-23.
  4. ^ Беннеком, Фред Ван (2005). "Качество ремня ГРМ Audi A4". Архивировано из оригинал на 2011-07-11. Получено 2010-10-23. Пример ремня Audi, который оборвался до рекомендованного интервала замены.
  5. ^ "Все в срок". Совет по уходу за автомобилем. 2008. Архивировано с оригинал на 2010-10-30. Получено 2010-10-23.
  6. ^ «Основы дизайна: Тема № 5 - Элементы передачи энергии I» (PDF). Массачусетский Институт Технологий. Получено 2017-04-20.
  7. ^ «6 основных причин отказа ремня ГРМ - Insight - Acorn Industrial Services». www.acorn-ind.co.uk. Получено 2017-04-20.
  8. ^ Карли, Ларри (2005). «Цепи, шестерни и ремни ГРМ». Онлайн-библиотека автомобильных технических статей Карли. Помощь по ремонту автомобильной диагностики AA1Car. Получено 2006-06-09. - «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. хрупкие и могут начать рваться. В конце концов арматурные шнуры расшатываются, ремень рвется, и двигатель останавливается ».
  9. ^ "Ремни ГРМ - GT2, T5, XL и другие | Belt Corporation of America". Пояс Корпорации Америки. Архивировано из оригинал на 2016-08-19. Получено 2017-04-20.
  10. ^ «Справочник по ремням и шкивам ГРМ» (PDF). Продукты Stock Drive / Sterling Instrument. Получено 2017-04-20.
  11. ^ Симмонс, Кит (февраль 2009 г.). «Время до победы: время зажигания для максимальной производительности». Журнал Circle Track. Получено 2010-10-23.
  12. ^ «Goodyear разрабатывает новый ремень привода кулачка NASCAR». Ассоциация PR Newswire. 2006 г.. Получено 2010-10-23.
  13. ^ "Обзор Mitsubishi Galant 2005 года". Авто канал. 2004-10-24. Получено 2010-10-23.
  14. ^ Темпл, Стив (2004). «Узрите свой ремень ГРМ: синхронизация распредвала и коленчатого вала». Секрет производства. Предварительные Автозапчасти. Архивировано из оригинал на 2006-04-13. Получено 2006-06-09. 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. ^ Ритч, Оки (май 1957 г.). "Маленький канал ... большая тяга!". Иллюстрированные спортивные автомобили. Архивировано из оригинал 8 апреля 2014 г.. Получено 9 апреля, 2008.
  16. ^ Норбай, Ян П. (1984). «Расширение совершенства: серии 5 и 3». BMW - машины для вождения Баварии. Скоки, Иллинойс: Международные публикации. п.191. ISBN  0-517-42464-9.CS1 maint: ref = harv (связь)

внешняя ссылка