В сегодняшнем тесте речь пойдет о самом важном приводе в автомобиле — приводе газораспределительного механизма, или ГРМ. Мы проведем испытания зубчатых ремней ГРМ для самого популярного автомобиля российского рынка — Lada Granta с 8-клапанным двигателем 21116 и его модификаций (ремень с округлым зубом, имеющий 113 зубьев и шириной 17 мм).
Испытания будут проходить в два этапа: стендовый и ресурсный.
Компоненты / Статьи
Все о системах ременного привода
Первый подразделяется на несколько тестов, а вот результаты ресурсного будут известны только к концу лета. Итак, смотрим.
Во время поисков по магазинам выяснилось, что в нашем регионе можно купить данный ремень только трех производителей: ContiTech, Gates и Trialli.
Первые два ремня можно купить отдельно, только Trialli продается в виде ремкомплекта с натяжным роликом.
Цена: 800 рублей
Ремень в фирменной картонной упаковке, на коробке — наклейка с QR-кодом. В комплекте есть наклейка, на которой указываются дата замены и пробег, а также какие из узлов — ролик, ремень, помпа — были заменены. Это удобно: не нужно будет мучиться, чтобы вспомнить, когда же была произведена последняя замена ремня и что именно было заменено. На ремень, помимо фирменных и общих обозначений, наносится номер партии.
Признаки износа ремня
Как мы уже отметили, необходимо регулярно контролировать состояние ремня ГРМ. Это позволит заметить его повреждения ещё до того, как он полностью выйдет из строя, повредив детали двигателя. Первым признаком будет значительный износ материала. Если это так, то вы рискуете получить соскальзывание или же обрыв при значительной нагрузке на авто, а также при повышенной влажности воздуха. Далее следует то, что износ происходит, как правило, при отклонении положения ролика для натяжения и шкива, а также при значительной температуре подшипника или же его неудовлетворительной работе. Заметить это можно по тому, что материал будет изношен, и из него будут торчать тканевые остатки. Третий признак предполагает наличие трещин или же отслоений. Чем больше таких повреждений, тем выше шанс, что ремень очень скоро порвётся. Проблемы характерны и для ситуации, когда обратная поверхность ремня имеет низкий показатель эластичности и значительную твердость. Выдаст это ещё и характерный блеск ремня. Это не позволит обеспечить ему хороший контакт со шкивом. Во время эксплуатации, ремень может удлиняться. Если этот параметр стал слишком большим, то стоит заменить ремень новым, тем более что его эластические способности будут значительно снижены. И, конечно же, если положение ремня отклоняется от заданного, то это подскажет о ситуации, когда компоненты натяжного ролика могут выйти из строя.
Ремень ГРМ снятый для осмотра, ещё походит, но владелец решил его заменить
В данном случае ремень ещё в хорошем состоянии
Методика испытаний
Тесты ремней на прочность проводились в испытательной лаборатории ПАО «НПО на разрывных машинах Р-10 и МР-05.
Тесты на морозостойкость и ресурсные испытания проводились в испытательной лаборатории НПО «Талис».
Испытание ремней газораспределительного механизма проходило по ТУ 38.1051912-90 «Ремни зубчатые с параболическим профилем зубьев для двигателей автомобилей ВАЗ». Фактор стандарта параболического профиля для ремней с профилем округлым в данном случае не является существенным, поскольку предназначены тестируемые ремни фактически для старого доброго «восьмерочного» двигателя, а значит, и усилия, передаваемые ремнем ГРМ, остались на том же уровне.
Первым испытанием стала проверка на стойкость ремней к изгибу. При этом испытании применяется гладкий шкив диаметром 50 мм. Один ремень каждого вида проходит процедуру искусственного старения, которое осуществляется следующим образом: ремень помещается в термокамеру с температурой 120 градусов и выдерживается 70 часов. Другой ремень замораживается вместе со шкивом при температуре –45 градусов в течение 24 часов.
После ремни вынимаются, и их перегибают по гладкому шкиву зубьями наружу на 180 градусов. В зоне перегиба не допускаются разрывы и трещины. Замороженный ремень перегибается на ранее охлажденном вместе с ремнем шкиве.
Этот тест выдержали все ремни.
На следующем этапе мы проверяли прочностные качества ремней.
Сначала провели испытания ремней на усилие разрыва. По нормативу минимальная прочность при разрыве ремня должна составлять не менее 8 кН/см у нового ремня и 7 кН/см у ремня, прошедшего искусственное старение. Таким образом, при ширине ремня 17 мм минимальное усилие разрыва должно быть не менее 13 600 Н, а для искусственно состаренных — не менее 11 900 Н.
Это испытание проводится следующим образом: ремни устанавливают зубьями наружу на гладкие цилиндрические шкивы и растягивают со скоростью 50±15 мм/мин до разрыва на разрывной машине Р-10.
Результаты испытаний на усилие разрыва приведены в Таблице 1.
Как видно из результатов теста, все ремни имеют хороший запас прочности корда (от 1,43 до 1,8 до старения и от 1,68 до 2,1 после старения). Самый прочный корд оказался у ремней Continental CT 1164: он может выдерживать нагрузки до 2,5 тонн.
Но в ремне прочность корда — не самый главный показатель. Поэтому в качестве второго прочностного теста была проведена проверка сопротивления зуба на отрыв новых ремней и искусственно состаренных. Этот показатель должен быть не менее 92 кгс на каждый сантиметр ширины ремня — как нового, так и состаренного. Зная, что ширина испытуемых ремней составляет 17 мм, получаем усилие 156,4 кгс.
Данное испытание проводится с использованием специального приспособления, у которого есть зубчатый шкив с соответствующим испытуемому ремню профилем зуба. В приспособление заложена калибровочная пружина, которая прижимает ремень через металлическую пластину к зубчатому шкиву с требуемым усилием, в нашем случае это 119 Н. Ремень разрезается, один конец устанавливается в приспособление таким образом, чтобы пятый зуб от верха разрезанного ремня попал в гнездо шкива. Нижний конец фиксируется в зажиме, и разрывная машина МР-05 тянет за него вниз.
Результаты данной проверки показаны в Таблице 2.
На новых ремнях среза зубьев не произошло: резина еще пластична, зуб просто деформируется и перескакивает. А вот у состаренных ремней на их «окрепших» зубьях происходит срез зуба — так и случилось у Continental CT 1164 и Trialli GD 790; у Gates 5670XS произошла деформация зуба, и он перескочил. По результатам теста видно, что все ремни имеют хороший запас прочности от среза (от 1,95 до 2,43 до старения и от 2,1 до 2,51 после старения). Самым устойчивым к срезу зуба оказался ремень ГРМ фирмы Trialli.
Некоторым может показаться странным повышение прочности после искусственного старения. Это объясняется свойствами теплостойких каучуков, которые используются для изготовления ремней: при длительном нагреве происходит укрепление их внутренних связей.
По статистике замена роликов натяжения ремня ГРМ происходит чаще, чем замена самого ремня. Поэтому стоит периодически слушать, не появился ли шум от роликов, ведь вышедший из строя ролик испортит ремень ГРМ, каким бы хорошим тот ни был, что может привести к дорогостоящему ремонту двигателя.
Общие сведения ремень ГРМ
В любом автомобиле, газораспределительный механизм позволяет обеспечить своевременный впуск и выпуск рабочей смеси и отработанных газов соответственно. В состав данного механизма входит распределительный вал, а также различные детали привода клапанов, как и сами клапаны с пружинами, а также втулки направляющего типа. Если же говорить о ремне ГРМ, то он представляет собой особый элемент, который работает в качестве связующего звена. Благодаря ему обеспечивается синхронная работа распределительного и коленчатого вала. Обнаружить такой ремень совсем не сложно. Вам будет достаточно открыть капот, после чего ремень предстанет вашему взору. Правда этот «особый узел» будет защищён специальным кожухом, который должен предотвратить попадание грязи и обезопасить его от прочих механических воздействий. Внешне ремень ГРМ имеет зубчатую внутреннюю поверхность и резиновую основу. В отличие от других типов ремней, он охватывает сразу несколько шкивов.
Схема привода распределительного вала автомобиля Лада Гранта
Схема привода распределительного вала зубчатый шкив коленчатого вала двигателя; зубчатый шкив насоса охлаждающей жидкости: натяжной ролик или автоматический натяжитель; задняя крышка ремня ГРМ; зубчатый шкив распределительного вала; зубчатый ремень привода ГРМ; прилив на крышке масляного насоса; А — метка на зубчатом шкиве коленчатого вала;В — метка на приливе крышки масляного насоса;С — выступ на задней крышке ремня ГРМ;D — метка на зубчатом шкиве распределительного вала Помимо двух названных валов, ремень объединяет ещё несколько агрегатов, таких как водяной насос (помпа) и прочее. В случае, если ролики или помпа будут испорчены, то это позволяет говорить о повышенной скорости износа ремня, что сокращает срок его службы во много раз.
Ресурсный тест
Для определения ресурса ремней существуют специальные стенды, один из которых находится в лаборатории ООО «НПО „Талис“». Данный стенд полностью повторяет геометрическое расположение узлов (шкивов и роликов натяжения ремня), которые соприкасаются с приводным ремнем при работе на двигателе, точнее, при создании данного стенда были использованы штатные узлы, которые и устанавливаются на двигатели внутреннего сгорания производства ВАЗ. Стенд является универсальным и предусматривает возможность установки ремней, которые используются как для 8-клапанных, так и для 16-клапанных двигателей переднеприводных автомобилей производства Автоваза. Также путем замены шкивов становится возможным проведение испытаний ремней как с трапециевидной формой зуба, так и с полукруглой.
Ремень приводится в движение зубчатым шкивом, который вращает электродвигатель мощностью 7,5 кВт, — он выполняет роль коленчатого вала, заставляющего все приводные узлы вращаться при помощи ремня ГРМ. Натяжение ремня производится штатным роликом натяжения ремня ГРМ. Роль распределительного вала осуществляет электротормоз, который при торможении создает сопротивление 27,5 Н/м, — это пятикратная перегрузка усилия, которое при штатной работе передает ремень ГРМ в 8-клапанном двигателе. Таким образом, мы превращаем каждый час наработки ремня на стенде в пять часов работы на автомобиле.
По методике испытаний ТУ 38.1051912 «Ремни зубчатые для двигателей ВАЗ» ремень должен пройти наработку не менее 100 часов, что превращается в 500 часов наработки при нормальной эксплуатации двигателя. Для полной имитации рабочих условий, пространство, в котором работает ремень ГРМ, закрыто кожухом с установленной в нем теплоизоляцией, а рабочая зона подогревается до температуры +90 градусов — этого требования нет ни ТУ, ни в одной из известных нам методик испытаний, но мы решили усложнить работу для ремня. При торможении электромагнитный тормоз превращает всю поступающую энергию вращения в тепло — и требует охлаждения, поэтому для электротормоза организована автономная система охлаждения под давлением, которая занимает не меньше места, чем сам стенд.
Результаты испытаний
Ни один из испытанных нами ремней ГРМ не преподнес сюрпризов — все честно отработали положенные 100 часов на стенде. При осмотре после испытаний каждого ремня ГРМ не было обнаружено никаких повреждений, которые могли бы свидетельствовать о скором выходе какого-либо из ремней из строя.
Рекомендации обладателей Лады Гранты
Многие владельцы Лада Гранта, особенно оснащенных 16-клапанными версиями силовых агрегатов, рекомендуют не дожидаться вожделенной отметки в 60 тыс. км. Это вызвано возможностью применения некачественных комплектующих, способных спровоцировать износ замененных элементов уже спустя пробег в 20 тыс. км.
Такой факт побуждает многих «Грантаводов» прибегать к использованию продукции с хорошим качеством, и многие из них на вопрос какой ремень ГРМ лучше, отвечают, что от . Но отметим, что встречаются подделки запчастей данного бренда, в связи с чем, рекомендуется останавливаться на приобретении элементов только у проверенных поставщиков.
Установка всех валов по меткам
Сначала проверьте, что включена нейтральная передача. На корпусе картера ближе к узлу сцепления есть резиновая крышка. Её нужно снять.
Смысл в том, чтобы добиться совмещения рисок на маховике и в прорези шкалы. Когда это будет выполнено, маховик фиксируют отвёрткой.
Конечно, подобную операцию проще выполнять вдвоём. Знайте, что нужному положению вала соответствует совмещение меток A-B и C-D (см. рис.).
Сам коленвал нужно вращать вправо, используя ключ «на 17» или «на 19» (мотор 11183). Смысл сказанного иллюстрируется на фото.
Ремень генератора надо снять
Генераторный ремень закрывает доступ к деталям привода ГРМ. Придётся ослабить крепление и снять этот ремень.
Ключом «на 13» ослабляют нижний болт крепления. Затем выкручивают верхнюю крепёжную гайку и вынимают болт. Кожух генератора прижимают к двигателю и фиксируют конструкцию проволокой. Теперь ремень можно удалить. Монтаж генераторного ремня проводят в такой последовательности:
1
. Закрепляют генератор;
2
. Накидывают ремень на шкивы, как показано на фото;
3
. Включив 5-ю передачу, откатывают автомобиль назад.
Знайте, что повторное использование ремня генератора – это крайняя мера. Лучше будет купить новую деталь.
