Ремень ГРМ ВАЗ: согласованная работа двигателя

В ряде моделей автомобилей Волжского автозавода привод ГРМ и некоторых агрегатов двигателя реализован с помощью зубчатого ремня, который оказался более простым и надежным, чем традиционная для «Жигулей» цепь. О назначении, особенностях и применимости ремней ГРМ в автомобилях ВАЗ, а также о сроках и порядке замены изношенного ремня читайте в данной статье.

Назначение ремня привода ГРМ

Двигатель внутреннего сгорания — сложная система, которая состоит из сотен деталей и нескольких более или менее самостоятельных механизмов. И двигатель только в том случае будет нормально функционировать, если всего его механизмы, агрегаты и системы будут работать согласованно. Это качество — согласованность работы — имеет определяющее значение для двигателя. Например, определенному положению поршней соответствует строго определенное положение клапанов, и если не соблюсти это условие, то мотор работать попросту не будет.

Поэтому в ДВС остро строит задача синхронизировать и согласовать работу нескольких систем. В современных моторах эта задача решается с помощью нескольких приводов — привода газораспределительного механизма, генератора, водяного насоса, распределителя зажигания, топливного насоса и т.д. Но наибольшее значение имеет привод ГРМ, который обязательно имеется во всех типах двигателей.

В двигателях легковых автомобилей ВАЗ изначально применялся привод ГРМ, реализованный с помощью металлической цепи, которая соединяла шестерню коленчатого вала с шестерней вала ГРМ и некоторых других агрегатов. Однако позднее конструкторы ВАЗ отказались от использования цепи, отдав предпочтение более простому, надежному и современному решению — резиновому зубчатому ремню ГРМ.

Ремень ГРМ в двигателях ВАЗ решает сразу несколько задач:

• Передача крутящего момента от коленчатого вала двигателя на вал (или валы, если их два) газораспределительного механизма;
• Передача крутящего момента на вспомогательные агрегаты, в первую очередь — на водяной насос системы охлаждения двигателя;
• Обеспечение синхронной работы КШМ и ГРМ;
• Предотвращение рассогласования функционирования КШМ и ГРМ на всех режимах работы двигателя.

Необходимо отметить, что в автомобилях ВАЗ ремень ГРМ служит для привода распределительных валов и водяной помпы. Этот ремень мог бы, в принципе, вращать генератор и другие механизмы, однако ВАЗовские конструкторы отказались от этой идеи. Почему? Потому что в этом случае обрыв ремня или заклинивание любого из агрегатов сразу выводил бы из строя весь двигатель, поэтому надежнее и безопаснее сделать некоторым агрегатам отдельный привод. А поломка водяного насоса не остановит двигатель сразу, поэтому совмещение привода данного агрегата с приводом ГРМ не несет в себе потенциальной опасности.

На автомобилях ВАЗ используется несколько типов ремней ГРМ, которые отличаются по характеристикам и конструкции.

Типы, характеристики и применимость ремней ГРМ ВАЗ

1 — зубчатый шкив коленчатого вала
2 — зубчатый шкив насоса охлаждающей жидкости
3 — натяжной ролик ВАЗ 2110
4 — задняя защитная крышка
5 — зубчатый шкив распределительного вала
6 — зубчатый ремень ВАЗ 2110

А — установочный выступ на задней защитной крышке
В — метка на шкиве распределительного вала ВАЗ 2110
С — метка на крышке масляного насоса
D — метка на шкиве коленчатого вала

На двигателях «классического» семейства ВАЗ (модели 2101-2107) привод газораспределительного механизма был построен на основе металлической цепи. И только в модели ВАЗ-2105 впервые был использован резиновый ремень, который, однако, не оправдал надежд и не получил широкого распространения (хотя на дорогах сегодня немало «Пятерок» с ремнями). Полностью ременная передача крутящего момента на распредвал появилась на модели ВАЗ-2108, и в последующем цепь на автомобилях Волжского автозавода не использовалась. Ремень ГРМ применяется на автомобилях ВАЗ-2108, 2109, 21099, всех моделях десятого семейства, а также на всех актуальных и снятых с производства моделях Lada (Kalina, Priora, Granta).

Ремень ГРМ ВАЗ должен обладать определенными характеристиками, которые прописаны в ТУ 38.1051912 «Ремни зубчатые для двигателей ВАЗ». Сразу отметим, что в целом ремни для разных моделей ВАЗ имеют одинаковую конструкцию, и отличаются только размерами. Поэтому при покупке нового ремня необходимо обязательно учитывать модель и модификацию установленного на автомобиле двигателя.

Ремень ГРМ для автомобилей Волжского автозавода изготавливается из резины, причем используется два типа материалов:

• Неопрен (хлоропреновый каучук, один из видов искусственного каучука) — наиболее распространенный материал, который неплохо работает в широком диапазоне температур, не боится воды и масел, однако он не может похвастаться высокой эластичностью, особенно на морозе;
• Бутадиен-нитрильный каучук (БНК, Nitrile butadiene rubber — NBR) — пока менее распространенный, но более прочный и эластичный материал. Зачастую ремни ГРМ, изготовленные из NBR, называют «усиленными».

Несмотря на разные характеристики, для использования в автомобилях ВАЗ допущены ремни из обоих материалов. Немалую роль здесь играют те требования, которые ВАЗ ставит перед ремнями ГРМ. Особо стоит отметить морозоустойчивость — согласно указанному выше ТУ, ремень должен без последствий выдерживать охлаждение в течение суток до -45°C с последующим изгибанием на шкиве диаметром 10 см. Этот тест с одинаковым успехом проходят и неопрен, и БНК, поэтому производители не отказываются от менее прочного и эластичного неопрена.

Прочность и надежность ремня повышается расположенным внутри него нитяным кордом. Благодаря наличию корда ремень при появлении трещин и порывов не разрывается сразу, а расслаивается и разлохмачивается, а полностью разрушается только при чрезмерном износе и под значительными нагрузками.

Главная особенность ремня ГРМ — наличие с его внутренней стороны зубцов, с помощью которых происходит зацепление с зубчатыми шкивами коленчатого вала, распределительного вала и водяного насоса. На сегодняшний день рынок предлагает два типа ремней ГРМ, которые отличаются формой зуба:

• Ремни с зубьями, имеющими эвольвентный профиль;
• Ремни с зубьями, имеющими полукруглый профиль.

Ремни с зубьями эвольвентного профиля — это традиционное решение, которое, несмотря на некоторые недостатки, все еще очень широко используется в автомобилях ВАЗ. Профиль зубцов такого ремня выполнен в виде трапеции, боковые стороны которой закруглены (или, если говорить правильно — очерчены по эвольвенте окружности, отсюда и название данного профиля). Эвольвентное зацепление обеспечивает хорошую передачу нагрузки, однако оно приводит к быстрому износу зубьев ремня и шестерен.

Ремни с полукруглым профилем — это более современное решение, которое пока практически не освоено отечественными производителями ремней ГРМ для автомобилей ВАЗ. Зубья с полукруглым профилем лучше противостоят износу, поэтому такой ремень служит дольше и надежнее, полукруглые зубья реже срезаются шкивами при перегрузке и в целом более долговечны.

Ремни ГРМ для автомобилей ВАЗ сегодня предлагает большое количество производителей. Штатно на автомобили из Тольятти ставятся ремни БРТ (ОАО «БалаковРезиноТехника»), эти же ремни широко представлены и на вторичном рынке. Однако более широкий ассортимент и выбор ремней предлагают зарубежные производители — Bosch (Германия), Gates (Польша), Dayco (Италия), Roulunds (Дания), Lemforder (Германия), Contitech (германия), Hanse (Чехия), Finwhale (Германия и Швейцария) и другие.

Особенности эксплуатации ремня привода ГРМ в автомобилях ВАЗ

Ремень ГРМ во время работы подвергается серьезным нагрузкам — нагреву, попаданию масла, растяжению, износу вследствие постоянного контакта со шкивами и т.д. Зимой во время остановки автомобиля ремень замерзает, теряет эластичность и еще больше страдает при пуске мотора. Жарким летом, напротив, ремень значительно нагревается, что ведет к его интенсивному старению. Поэтому ремень ГРМ необходимо регулярно менять, иначе в один прекрасный день он начнет скользить или вовсе порвется, и это будет иметь самые печальные последствия для двигателя.

Любые повреждения ремня ГРМ сопровождаются рассогласованием работы КШМ и ГРМ, что в лучшем случае просто требует новой регулировки двигателя, а в худшем — серьезного ремонта поршневой группы, ГРМ, головки ГБЦ и других деталей. В частности, разрыв ремня ГРМ приводит к практически мгновенной остановке распределительного вала, а значит — к стопорению впускных и выпускных клапанов в том положении, которое они занимали до поломки. Однако поршни в этом случае продолжают двигаться в цилиндрах, поэтому при подъеме в ВМТ они гнут клапаны, а в худшем случае — просто-напросто проламываются клапанами. В результате — двигатель останавливается и требует дорогостоящего ремонта.

Здесь нужно отметить, что далеко не все двигатели ВАЗ ломаются при разрыве ремня ГРМ. В линейке «ВАЗовских» моторов есть модели (например, 1,5-литровый в ВАЗ-2109), в поршнях которых предусмотрены углубления под впускные и выпускные клапаны — им остановка распределительного вала не страшна. Но для большинства двигателей автомобилей ВАЗ разрыв ремня ГРМ представляет серьезную угрозу.

В подавляющем большинстве случаев разрыв или срезание зубцов (которое также может нанести серьезный вред двигателю) происходит после выработки ресурса ремня, новый ремень ГРМ просто так порваться не может. Сегодня большинство производителей устанавливают срок службы ремня в пределах 50-60 тысяч км пробега автомобиля. По истечении этого срока ремень ГРМ подлежит замене независимо от его состояния. То есть, даже если ремень внешне выглядит хорошо, не имеет видимых повреждений или серьезного износа, его все равно нужно менять не позднее чем через 60 тысяч км.

Замена ремня ГРМ в автомобилях ВАЗ доступна для рядового автовладельца и в целом не представляет каких-то сложностей.

Самостоятельная замена ремня ГРМ ВАЗ

В разных моделях автомобилей ВАЗ установка ремня ГРМ производится неодинаково, поэтому порядок действий по снятию ремня для каждой конкретной модели может отличаться. Но в общем случае необходимо выполнить следующие действия:

1. Снять щиток, закрывающий ремень ГРМ;
2. В некоторых моделях — снять ремень привода генератора;
3. Выставить и зафиксировать ГРМ и коленчатый вал двигателя по меткам, первый поршень должен встать в верхнюю мертвую точку (для этой цели рекомендуется использовать специальные приспособления, делать все «на глаз» и пользоваться подручными материалами — далеко не лучшее решение);
4. Демонтировать натяжной ролик (в некоторых моделях для этого лучше использовать специальный ключ) и ослабить ремень;
5. Снять ремень со шкива (или шкивов) привода распределительного вала;
6. Демонтировать шкив на коленчатом валу (в моделях ВАЗ-2108, 21091 и 21099 для этого придется сначала снять правое колесо, которое закрывает доступ к нижней части мотора);
7. Снять ремень ГРМ.

Необходимо отметить, что установка нового ремня ГРМ производится только в комплекте с новым натяжным роликом, так как старый ролик может стать причиной поломки. Также в ряде случаев целесообразно будет поставить и новый водяной насос (особенно на моделях ВАЗ 2108, 2109, 21099), так как при его поломке придется повторить снятие ремня, опять приобретать новый ремень и натяжной ролик, даже если они еще не выработали свой ресурс.

Установка нового ремня ГРМ производится в обратном порядке. При установке важно провести правильную регулировку натяжения ремня — это производится поворотом натяжного ролика согласно рекомендациям производителя автомобиля. Но можно считать, что ремень имеет оптимальное натяжение, если он с некоторым сопротивлением поворачивается на 90° вокруг своей продольной оси на самом длинном прямом участке (например, между шкивами распредвала и коленвала в моделях 2108, 2109, 21099, или между опорным роликом и шкивом коленвала в более поздних моделях).

Несмотря на высокую надежность, ремень ГРМ требует периодического осмотра на предмет повреждений или срезанных зубьев, и своевременной замены — только в этом случае можно свести к минимуму риск поломки двигателя и обеспечить его долгую и надежную работу.