ГРМ (газораспределительный механизм) — механизм открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов, обеспечивающий точное распределение моментов впуска горючей смеси и выпуска отработавших газов в цилиндрах двигателя. В современных двигателях, как правило, газораспределительный механизм устроен следующим образом. Его основной частью является распределительный вал с находящимися на нём кулачками. Каждый кулачок соответствует определённому клапану, и при вращении распределительного вала кулачок либо «нажимает» на рычаг толкателя клапана, либо «отпускает» его. «Нажимая», кулачок открывает клапан, а «отпуская», позволяет возвратной пружине закрыть его. Распределительный вал приводится в движение от коленчатого вала двигателя с помощью ремня или цепи. Проскальзывание или обрыв ремня или цепи нарушает или делает невозможной работу газораспределительного механизма и может привести к серьёзной неисправности и даже полному выходу двигателя из строя. Поэтому хорошее состояние ремня или цепи привода ГРМ является очень важным.
В прошлом цепная передача ГРМ была более распространённой, потому что ремни были недолговечны из-за качества применявшейся при их изготовлении резины. Однако цепи тоже имели недостаток — проблемы со степенью точности шага цепи. Поэтому, когда с развитием технологий удалось обеспечить достаточную долговечность резиновых ремней, ременная передача, обладающая к тому же хорошей бесшумностью, стала обычным явлением. Однако с 1990-х годов, благодаря новым технологиям, количество производимых моделей автомобилей с цепным типом привода ГРМ начало расти и в настоящее время во всём мире составляет примерно половину. В автомобилях, производимых в настоящее время в Японии, ременной привод ГРМ остаётся главным образом на тех моделях, на которых используются двигатели прежних разработок, а всё больше новых двигателей разрабатываются под цепной тип привода ГРМ.
Распространению цепного типа привода ГРМ в настоящее способствуют следующие факторы. Металлическая цепь менее подвержена растяжению и более долговечна, чем резиновый ремень. Благодаря улучшению точности изготовления удалось повысить степень точности шага цепи до необходимого уровня. Улучшены прочностные характеристики так называемых бесшумных цепей, издающих при работе меньше шума по сравнению с обычными цепями. Использование цепного привода позволяет отказаться от тех конструктивных решений, которые усиливают вероятность перегрева двигателя, что особенно важно для двигателей с турбонагнетателем и атмосферных двигателей большой мощности. Самым большим отличием цепи от ремня является её долговечность: ремень требует замены после 100 тыс. км., тогда как цепь может служить на протяжении 200–300 тыс. км.
Главным недостатком цепного типа привода ГРМ является трудоёмкость и дороговизна операции по замене цепи и связанных с ней комплектующих. В отличие от ремня, цепь требует постоянного присутствия масла, которое подаётся по специальным каналам из блока цилиндров (одна из особенностей двигателей, разрабатываемых специально под цепной тип привода ГРМ). Если подача масла нарушена, или если масло не обладает необходимыми свойствами, то цепь быстро «стареет» (растягивается, издаёт шум и т. п. ), поэтому такие двигатели более требовательны к свойствам масла.
Для применения в двигателях с цепным типом привода ГРМ рекомендуется добавка в масло двигателя Super Frontier Engine.
Вы находитесь в разделе Инфо-кафе. Здесь можно не спеша, имея немного свободного времени, почерпнуть или освежить в памяти сведения, которые окажутся полезными для правильного применения добавок и лучшего понимания изложенной в других разделах сайта информации.
japancardoc.ru
Силовая цепь электромеханического преобразования энергии включает полупроводниковый преобразователь U, электродвигатель постоянного тока с независимым возбуждением M и промежуточную передачу механического движения рабочему органу механизма.
Полупроводниковый преобразователь в цепи якоря рассматривается как управляемый эквивалентный генератор ЭДС с внутренним активным сопротивлением и внутренней индуктивностью, не зависящими от нагрузки преобразователя. Ток нагрузки считается непрерывным; пульсирующие составляющие ЭДС и тока нагрузки преобразователя не учитываются.
Питающая сеть считается бесконечно мощной, т.е. связанные с изменением нагрузки колебания напряжения питания преобразователя отсутствуют. Двигатель постоянного тока с независимым возбуждением представляется в виде генератора противо-ЭДС с внутренним активным сопротивлением и индуктивностью, не зависящими от нагрузки. Влияние реакции якоря на возбуждение двигателя не учитывается.
Механическая часть рассматривается как абсолютно жесткая приведенная одномассовая система с постоянной величиной момента инерции. Предполагается, что момент статического сопротивления механизма содержит в общем случае реактивную и активную составляющие.
При построении математической модели силовой части приняты следующие условные обозначения параметров и сигналов :
К п – коэффициент усиления силового полупроводникового преобразователя в цепи якоря двигателя;
R я – суммарное активное сопротивление цепи якоря электропривода;
L я - суммарная индуктивность цепи якоря электропривода;
Тя = L я / R я - электромагнитная постоянная времени цепи якоря;
Тм = J R я /(CФ)2 - электромеханическая постоянная времени электропривода;
J - суммарный момент инерции механической системы;
С - конструктивная постоянная двигателя;
Ф - магнитный поток возбуждения двигателя;
Uу - управляющий сигнал на входе преобразователя;
Еп – ЭДС полупроводникового преобразователя;
Епм – максимальная ЭДС преобразователя;
Ед – противо -ЭДС якоря двигателя;
Iя – ток якоря двигателя;
М – электромагнитный момент двигателя;
Ώ – угловая скорость вращения якоря двигателя;
θ – угол поворота вала двигателя;
Мс – момент статического сопротивления механизма;
Ма – активная составляющая момента сопротивления механизма;
Мр – модуль реактивной составляющей момента сопротивления при движении механизма;
Мтр- модуль реактивной составляющей момента сопротивления при трогании механизма.
При этих условиях и допущениях математическая модель главной цепи электропривода описывается следующими уравнениями:
;
;
;
;
.
Первое уравнение описывает характеристику преобразователя как безынерционного управляемого источника питания в цепи якоря двигателя. Второе – это уравнение электрического равновесия цепи якоря. Последующие уравнения описывают связи электрической части с механической и движение последней.
Отметим существенную особенность моделирования нагрузки на валу элекродвигателя. Момент статического сопротивления механизма целесообразно представить как нелинейную функцию четырех переменных
.
Эта функция математически может быть выражена следующим образом
Вспомогательная нелинейная функция 
Очень часто параметры и переменные состояния электропривода представляются в относительных единицах. Общая формула перехода к относительным единицам имеет вид:
,
где Х - значение физической величины (параметра, воздействия, переменной состояния и др.) в исходной системе единиц; Х6- базисное значение, выраженное в той же исход
ной системе и принятое в качестве единицы измерения величины Х в системе относительных единиц; х – значение величины в системе относительных единиц.
За основные базисные величины для силовой части обычно принимают:
Тб= 1 c - время;
Uб = ЕЯ.Н - номинальная ЭДС якоря двигателя;
Iб=IЯН - номинальный ток якоря двигателя;
Фб = ФН - номинальный поток возбуждения;
Ώ6 = ΏН - номинальная скорость двигателя;
Мб = МН - номинальный электромагнитный момент двигателя.
Производные базисные величины:
Pб = Uб Iб – базисная мощность;
Rб = Uб/Iб - базисное сопротивление;
J6 = MбTб/Ώб - базисный момент инерции;
Θ = Ώб Тб – базисный угол поворота вала двигателя.
Для регулирующей части электропривода вводится собственная система базисных величин, соизмеримых с уровнями рабочих напряжений и токов элементов регулирующей части:
U б р << U б – базисное напряжение;
I б.р << I б - базисный ток;
R б.р = U б р / I б.р – базисное сопротивление.
Уравнения модели записанные в системе относительных единиц будут иметь вид:
;
;
;
;
.
В приведенных уравнениях относительные переменные определяются как:
Отметим, что в дифференциальных уравнениях модели аргумент t выражен не в относительных, а в физических единицах. Это дает возможность изображать процессы в реальном времени и оперировать со следующими временными константами: ТЯ и Тj..
Первая константа представляет собой электромагнитную постоянную времени цепи якоря, а вторая – механическую постоянную времени электропривода. Эти константы характеризуют скорость протекания переходных процессов соответственно в главной цепи системы "преобразователь – двигатель" и в механической системе "электродвигатель – механизм". В частности, величина 
численно равна времени разгона механизма от состояния покоя до номинальной скорости под действием постоянного динамического момента, равного номинальному электромагнитному моменту двигателя.
Электромеханическая постоянная времени связана с механической постоянной времени соотношением
.
Структурная схема, соответствующая приведенным уравнениям показана на рис 3.1.
Рис. 3.1. Математическая модель силовой части электропривода
Представленная математическая модель характеризует силовую цель электропривода постоянного тока в общем случае как нелинейную систему с внутренней обратной связью по ЭДС. Модель приемлема для описания процессов, как при постоянном, так и при переменном возбуждении двигателя. В последнем случае она должна быть дополнена моделью цепи возбуждения.
electrono.ru
Замена цепи привода распределительного вала
Проверка
Цепь привода распределительного вала служит около 200 тыс. км, но если регулировка натяжения не проводилась вовремя или при невысоком качестве цепи замена может потребоваться ранее. Цепные приводы распределительного вала на разных двигателях ВАЗ имеют следующие различия:
Детали цепного привода распределительного вала показаны на рисунках. В таблице приведены стандартные и максимально допустимые длины цепей, а также модели автомобилей, на которых установлены те или другие цепи.
| Двигатель | Модель автомобиля | Длина цепи, мм | Звеньев в цепи |
| 2101 | 2101, 21013, 2102, 21035, 21051 | 485, 775 - 490, 0 | 114 |
| 21011 | 21011, 21021, 21033, 21063 | 485,775 - 490,0 | 114 |
| 2103 | 21023, 2103, 21043, 21053, 21061, 2107 | 495,3 - 499,5 | 116 |
| 2103310 | 210771 | 495,3 - 499,5 | 116 |
| 2106 | 2106, 21065, 21074 | 495,3 - 499,5 | 116 |
| 2121 | 2121, 21212, 21217 | 495,3 - 499,5 | 116 |
| 21213 | 21044, 21213, 21214, 212180, 212182, 21219, 2129, 212901, 21230, 2131, 2329, 23296 | 495,3 - 499,5 | 116 |
| 2130 | 212312, 21231201 | >495,3 - 499,5 | 116 |
Пригодность цепи к работе зависит от степени ее вытяжки — увеличения шага вследствие износа шарнирных сочленений звеньев. При растянутой цепи двигатель работает неровно из-за колебаний фаз газораспределения. Цепь считается работоспособной, пока натяжитель обеспечивает натяжение, а он обеспечивает его, если цепь вытянулась не более чем на 4 мм. Увеличение шага вызывает хлопанье цепи, поломку успокоителя и ограничительного пальца, поэтому рекомендуется чаще и тщательнее регулировать натяжение цепи.
Степень износа цепи можно определить прямо на автомобиле. Если можно приподнять ее звенья выше чем до середины высоты зуба на середине дуги прилегания натянутой цени к звездочке распределительного вала, значит, цепь сильно изношена и ее пора менять.
Существует еще один способ оценки состояния цени. Необходимо ослабить натяжение цепи, руками растянуть звенья, как показано на рисунке ниже и замерить размер А, за тем сжать звенья и замерить размер Б. Разность А - Б укажет суммарный зазор в двух шарнирах, который образуется за счет износа двух деталей — втулки и оси. Замеры следует производить в трех местах цепи.
Предельный износ: А - Б = 0,7 мм, что для всей цепи составляет 0,7 мм • 57 зв. = 3,99 мм (для «короткой» цепи) или 0,7 мм • 58 зв. = 4,06 мм (для «длинной» цели), то есть регламентированные 4 мм. При таком износе, если цепь натянута слабо, может оторваться успокоитель.
Если новой цепи нет, то для продления жизни старой на некоторое время используют удлинитель натяжителя. Удлинитель — трубку длиной 25 мм с внутренним диаметром 6 мм — надевают на плунжер натяжителя с небольшим натягом, слегка деформируя ее. При необходимости цепь смещают по звездочке распределительного вала на один зуб.
В случае чрезмерной вытяжки, скола втулок или появления трещин требуется замена цепи. Замена цени может быть выполнена двумя методами — рекомендуемым заводом и разработанным умельцами.
Рекомендуемый метод замены
Вращая коленчатый вал ключом за храповик, нужно установить его в такое положение, чтобы метка на звездочке вала совпала с меткой на блоке цилиндров, а метка на звездочке распределительного вала с меткой на корпусе его подшипников.
Далее следует ослабить колпачковую гайку натяжителя цепи, отжать монтировкой башмак и зафиксировать в этом положении шток натяжителя колпачковой гайкой. После чего снять звездочки распредвала и привода маслонасоса, отвернуть ограничительный палец и снять цепь. Затем, смазав новую цепь маслом для двигателя, необходимо установить ее вместе со звездочкой на валик привода вспомогательных агрегатов. После этою нужно надеть цепь на звездочку коленчатого вала и ввернуть ограничительный палец. На следующем шаге следует установить на распределительный вал звездочку вместе с цепью и совместить мелки, не затягивая окончательно болт
Тщательно проверьте состояние штифта фиксации звездочки на распределительном валу — при любом прослаблении штифт нужно заменить новым (см. рис. позиция J). Недопустимо использовать штифт как упор для доворачивания вала, нельзя напрессовывать на него звездочку закручиванием болта, если отверстие немного не совпадает со штифтом. Слабо сидящий в отверстии вала или звездочки штифт быстро разбалтывается, постепенно сбивая фазы газораспределения, что приводит к перебоям в работе двигателя (двигатель «троит», «двоит») и невозможности завести его.
Ослабив колпачковую гайку, нужно провернуть коленчатый вал на два оборота и проверить совпадение меток. Если они не совпадают, повторить установку заново, учитывая величину и направление расхождения меток. Когда метки совпали, необходимо затянуть болты крепления звездочек распределительного вала и валика привода вспомогательных агрегатов моментом 4,2-5,1 кгс - м и законтрить их краем стопорной шайбы.
Метод опытных механиков
При этом способе достаточно снять только воздушный фильтр, карбюратор и крышку головки цилиндров. Первым делом следует разъединить один из шарниров старой и новой цепей. Вы-прессовку соединительных пальцев выполняют посредством керна, подставки и молотка. Удобнее проводить выпрессовку специальным съемником (см. рис. ).
Сначала нужно утонить палец в шарнир, пока торец пуансона не коснется «щечки» цепи. Окончательно вытолкнуть палец можно любым стержнем диаметром 3,5 мм. Расстыковав старую цепь, наружную пластину последнего звена необходимо пометить напильником. Это поможет избежать потери и длительных поисков нерасклепанного соединительного пальца при случайном сдвиге коленвала.
Затем к правому концу старой цепи следует присоединить конец новой, а соединительный палец вбить на место, но не расклепывать. Вытягивая левый конец соединенной цепи, аккуратно, проворачивая коленчатый вал, провести новую цепь по звездочкам маслонасоса и коленвала, пока не появится возможность соединить концы цепи на звездочке распределительного вала. Состыковав на звездочке концы новой цепи, соединительный палец необходимо тщательно расклепать. Затем выполнить обычную регулировку — установку фаз газораспределения и опережения зажигания.
Чтобы можно было протянуть цепь через звездочки, коленвал должен вращаться свободно; для этого нужно вывернуть свечи. Поворачивать вал следует специальным ключом для храповика, а соединенные цепи протягивать осторожно, чтобы все три звездочки вращались синхронно (без изменения фаз газораспределения). Сбой приведет к стопорению коленчатого вала, так как один из поршней упрется в клапан и может погнуть его. В такой ситуации следует отвернуть гайки шпилек крепления корпуса распределительного вала и приподнять его на 6-7 мм. В этом случае контакт клапана с поршнем исключен, так как все клапаны будут закрыты. Другой вариант — завернуть до конца все регулировочные болты клапанов.
При работе цепь не спадет со звездочки коленчатого вала, так как ограничительный палец, располагаясь близко к цепи, не дает ей сняться с зубьев звездочки. Однако работать следует осторожно: если концы цепи упадут внутрь двигателя, придется изобретать крючки, чтобы извлечь их оттуда.
После замены цепи фазы газораспределения нарушены. Необходимо совместить метки на шкиве коленчатого вала и звездочке распределительного вала с метками на неподвижных деталях двигателя. Корректировку нужно выполнять путем перестановки цепи на зубьях неподвижной звездочки при вращении коленчатого вала в ту или иную сторону. Для этого следует снять звездочку с распределительного вала и, переставив на несколько зубьев звенья цепи, вновь установить на место (помня о состоянии штифта!), проверить совпадение меток вращением коленчатого вала и т. д. до точного совпадения меток.
Следует учитывать, что перемещение метки по дуге на шкиве коленчатого вала в 2,8 раза больше, чем перемещение метки на звездочке распределительного вала при перестановке цегш на один зуб.
После завершения работ по совмещению меток нужно проверить и отрегулировать зазоры между рычагами и кулачками распределительного вала, момент зажигания, натяжение ремня привода вентилятора и генератора.
Регулировка натяжения цепи и ремонт натяжителя
Для регулировки натяжения цепи необходимо ослабить колпачковую гайку натяжителя (при этом освободится стержень и цепь натянется башмаком, на который действует пружина) и повернуть коленчатый вал на 1-1,5 оборота. В результате пружина натяжителя автоматически натянет цепь до нормы. Далее следует затянуть гайку натяжителя. Стержень зажмется цангами сухаря, и пружина будет отжимать плунжер от головки стержня. Для ремонта натяжителя необходимо снять колпачковую фиксирующую гайку, зажимной сухарь и пружинное кольцо, затем вынуть плунжер, пружину и стержень вместе с малой пружиной и шайбой. Нужно проверить, нет ли на сухарях и на стержне задиров, а на рабочих поверхностях башмака, плунжера натяжителя и успокоителя цепи - повышенного износа. Изношенные или поврежденные детали необходимо заменить исправными. Упругость пружины натяжителя должна находиться в пределах, описаных при измерении зазоров; при меньшей упругости пружину следует заменить. Сборка производится в обратном порядке.
В приводе распределительного вала двигателей 21213 и 2130 имеются особенности ремонта натяжителя цепи. Плунжер удерживается от выпадания из корпуса не пружинным кольцом, а с помощью кернения корпуса в трех точках А (см. рис. ). Для разборки натяжителя следует опиливать края корпуса в местах кернения. После установки в корпус натяжителя плунжера необходимо раскернить корпус в трех точках. При этом выступы от кернения не должны касаться поверхности А при движении плунжера.
avto.rastamoj.ru
