Автомобиль / Силовая установка / Двигатель внутреннего сгорания / Механическая часть двигателя / Газораспределительный механизм / Цепь ГРМ

Цепь ГРМ

Цепь ГРМ - это элемент привода газораспределительного механизма, передающий вращение от коленчатого вала к одному или нескольким распределительным валам. Она поддерживает механическую синхронизацию поршней и клапанов, а в отдельных двигателях также приводит масляный насос, топливный насос высокого давления, балансирные валы или другие агрегаты.

Образец правильного английского перевода: цепь ГРМ - Timing Chain; привод цепной ГРМ - Timing Chain Drive; цепь роликовая - Roller Chain; цепь втулочная - Bush Chain; цепь зубчатая или бесшумная - Inverted-Tooth Chain или Silent Chain; звено цепи - Chain Link; палец цепи - Chain Pin; пластина цепи - Chain Plate; звездочка - Chain Sprocket; направляющая - Chain Guide; натяжитель цепи - Timing Chain Tensioner; растяжение цепи - Timing Chain Elongation; перескок цепи - Timing Chain Jump; грохот цепи - Timing Chain Rattle.

Цепь необходимо отличать от комплекта цепи ГРМ. Отдельная деталь содержит только одну или несколько цепей, а комплект может дополнительно включать натяжители, направляющие, успокоители, звездочки, фазорегуляторы, уплотнения и крепления.

Цепной привод работает внутри герметичного корпуса и постоянно смазывается моторным маслом. Поэтому его ресурс зависит не только от прочности металла, но и от уровня и состояния масла, давления в системе смазки, работы натяжителя цепи ГРМ, состояния направляющих, звездочек и фазорегуляторов.

Для ремонта могут потребоваться цепи ГРМ, натяжители цепи ГРМ, направляющие и успокоители цепи, комплекты ГРМ, масло моторное, фильтр масляный и специальный инструмент.

Главный принцип: цепь нельзя оценивать отдельно от натяжителя, направляющих, звездочек, фазорегуляторов и системы смазки. Замена только цепи без устранения причины износа может быстро вернуть шум и ошибки фаз.

Не запускайте двигатель при сильном постоянном грохоте, ударах цепи или подозрении на перескок.
Не вращайте коленчатый и распределительные валы отдельно на двигателе с возможным контактом клапанов и поршней.
Не ориентируйтесь только на окрашенные звенья и метки предыдущего ремонта.
Не устанавливайте новую цепь на изношенные звездочки без проверки профиля зубьев.
Не используйте повторно поврежденные направляющие или натяжитель с чрезмерным выходом плунжера.
Не сжимайте гидравлический натяжитель быстро или без соблюдения процедуры.
Не допускайте попадания герметика в канал подачи масла к натяжителю.
Не запускайте двигатель без предварительного заполнения системы смазки после большого ремонта.
Не применяйте универсальные значения провисания, выхода натяжителя или длины цепи вместо данных производителя.
Не запускайте двигатель до ручного проворачивания и повторной проверки механических фаз.

Назначение цепи ГРМ

синхронное вращение коленчатого и распределительных валов;
стабильные механические фазы газораспределения;
правильный момент открытия и закрытия клапанов;
передача переменного крутящего момента без перескока;
совместная работа с системой изменения фаз VVT;
привод вспомогательных механизмов, если это предусмотрено конструкцией;
работа в широком диапазоне температур и частот вращения;
стабильное положение на звездочках при помощи направляющих и натяжителя.

Устройство цепи

внутренние и наружные пластины;
соединительные пальцы;
втулки;
ролики в роликовой цепи;
зубчатые пластины в бесшумной цепи;
термически обработанные рабочие поверхности;
цветные или маркированные звенья для начальной установки;
один, два или несколько параллельных рядов.

В одних двигателях применяется одна длинная цепь, в других - первичная и вторичные цепи. Основная цепь может соединять коленчатый вал с промежуточной звездочкой, а короткие цепи - приводить распределительные валы.

Типы цепей ГРМ

Цепь роликовая

Имеет ролики, контактирующие с зубьями звездочки. Хорошо передает нагрузку, но требует стабильной смазки пальцев, втулок и роликов.

Цепь втулочная

Похожа на роликовую, но может не иметь отдельных наружных роликов. Применяется в компактных приводах и чувствительна к износу шарниров.

Цепь зубчатая или бесшумная

Состоит из профилированных пластин, входящих в зацепление с зубчатыми колесами. Может работать тише, но требует точного соответствия звездочек и направляющих.

Цепь однорядная

Имеет меньшую ширину и массу. Применяется в современных компактных приводах с уменьшенными механическими потерями.

Цепь двухрядная

Имеет большую рабочую ширину и может передавать значительную нагрузку. Двухрядная конструкция также изнашивается при нарушении смазки или неисправных направляющих.

Элементы цепного привода

Звездочка коленчатого вала

Передает вращение с коленчатого вала на цепь. Изношенные зубья изменяют контакт со звеньями и ускоряют износ новой цепи.

Звездочка распределительного вала

Передает движение распределительному валу. В двигателях с изменяемыми фазами ее функцию может выполнять регулятор распределительного вала.

Направляющие и успокоители

Пластиковые или комбинированные башмаки задают траекторию цепи, уменьшают колебания и передают усилие натяжителя. Разрушение рабочего слоя увеличивает провисание и оставляет обломки в масляном поддоне.

Натяжитель

Поддерживает рабочее натяжение. Может использовать пружину, храповой механизм, давление моторного масла или комбинацию этих способов.

Фазорегулятор

Изменяет угловое положение распределительного вала относительно звездочки. Его внутренний люфт или блокирование иногда ошибочно принимают за шум цепи.

Смазка цепи

Цепь работает в моторном масле. Масло может поступать:

разбрызгиванием от вращающихся деталей;
через отдельную форсунку;
через каналы головки или блока;
через натяжитель и направляющую;
из зоны смазки звездочек и фазорегуляторов.

Недостаточная смазка ускоряет износ пальцев, втулок, пластин, направляющих и звездочек. Низкое давление также задерживает выдвижение гидравлического натяжителя после запуска.

Что означает растяжение цепи

В сервисной практике растяжением обычно называют не пластическое удлинение металлических пластин, а суммарный износ большого количества шарниров. Увеличение зазоров между пальцами и втулками постепенно увеличивает общую длину цепи.

Последствия:

увеличенный выход плунжера натяжителя;
изменение механического угла между валами;
колебания свободной ветви;
удары по направляющим;
ошибки корреляции коленчатого и распределительных валов;
нестабильная работа фазорегуляторов;
риск перескока по зубьям звездочки.

Причины износа цепи

низкий уровень моторного масла;
задержка создания давления после запуска;
несоответствующая вязкость или спецификация масла;
слишком длительные интервалы замены;
масляный шлам и лаковые отложения;
абразивные частицы в масле;
загрязненный или несоответствующий масляный фильтр;
разжижение масла топливом;
значительное образование сажи в дизельном двигателе;
частые холодные запуски;
продолжительная работа с неисправным натяжителем;
изношенные направляющие;
поврежденные звездочки;
внутренний люфт фазорегулятора;
перегрев двигателя;
ошибки предыдущего ремонта.

Типичные неисправности

износ пальцев и втулок;
увеличение общей длины;
износ рабочих пластин;
заклинивание отдельного звена;
трещина пластины;
повреждение ролика;
неравномерное движение по звездочкам;
контакт с корпусом или крышкой;
перескок на один или несколько зубьев;
разъединение или обрыв;
неправильная установка маркированных звеньев;
применение цепи несоответствующей длины или конструкции.

Признаки износа

кратковременный грохот после холодного запуска;
грохот после продолжительной стоянки;
постоянный металлический шум из зоны ГРМ;
шум на прогретом двигателе при низких оборотах;
нестабильный холостой ход;
затрудненный запуск;
потеря мощности;
увеличение расхода топлива;
пропуски сгорания;
ошибки датчиков положения валов;
ошибки корреляции P0016-P0019;
отклонение фактического угла распределительного вала;
металлические или пластиковые частицы в масле;
отсутствие запуска после перескока.

Один симптом не доказывает растяжение цепи. Похожий шум могут создавать фазорегуляторы, клапан VVT, вакуумный насос, топливный насос, форсунки, гидрокомпенсаторы или привод вспомогательных агрегатов.

Грохот после запуска

Кратковременный шум после стоянки может возникать, если из натяжителя или масляных каналов стекает масло. До восстановления давления пружина не всегда удерживает цепь достаточно жестко.

Проверяют:

уровень и вязкость моторного масла;
соответствие масляного фильтра;
обратные клапаны системы смазки;
удержание давления натяжителем;
износ направляющих;
выход плунжера натяжителя;
люфт фазорегулятора;
время создания давления после запуска.

Если шум становится продолжительнее, появляется на прогретом двигателе или сопровождается ошибками фаз, эксплуатацию ограничивают до диагностики.

Постоянный шум цепи

чрезмерное провисание;
сломанная направляющая;
заклинивание натяжителя;
низкое давление моторного масла;
неправильный комплект деталей;
износ звездочек;
контакт цепи с корпусом;
ослабление крепления направляющей;
внутреннее повреждение фазорегулятора.

Ошибки корреляции валов

Коды P0016, P0017, P0018 и P0019 указывают на несоответствие сигналов коленчатого и распределительных валов, но не определяют неисправную деталь автоматически.

растяжение или перескок цепи;
неправильные механические фазы;
смещенный задающий диск;
неисправный датчик или проводка;
заклинивание фазорегулятора;
неисправный клапан регулировки фаз;
низкое давление моторного масла;
загрязнение масляных каналов;
ошибка адаптации после ремонта.

Начальная диагностика

Зафиксировать условия появления шума.
Проверить историю замены масла и ремонта ГРМ.
Проверить уровень и состояние моторного масла.
Считать коды ошибок и стоп-кадры.
Сравнить заданные и фактические углы валов.
Прослушать двигатель на холодную и после прогрева.
Исключить шум вспомогательного привода.
При необходимости измерить давление масла.
Осмотреть масляный фильтр на наличие металла и пластика.
Проверить механические фазы.

Диагностика сканером

коды корреляции валов;
фактический и заданный угол каждого распределительного вала;
скорость реакции VVT;
отклонение на холостом ходу;
положение после изменения оборотов;
условия установки кода;
счетчики пропусков сгорания;
статус синхронизации коленчатого и распределительного валов.

Значительное стабильное отклонение может указывать на механическую проблему, но результат проверяют вместе с давлением масла, работой VVT и механическими метками.

Акустическая проверка

Для локализации шума применяют механический или электронный стетоскоп. Сравнивают верхнюю и нижнюю часть корпуса ГРМ, фазорегуляторы, вакуумный и топливный насосы, клапанный механизм, масляный насос и вспомогательный привод.

Нельзя приближать инструмент, руки или одежду к движущимся ремням и шкивам.

Проверка давления моторного масла

Гидравлический натяжитель и фазорегуляторы зависят от давления масла. Измерение выполняют по сервисной процедуре при установленных температурах и режимах.

При низком давлении проверяют:

уровень и состояние масла;
масляный фильтр;
маслоприемник;
масляный насос;
редукционный клапан;
зазоры подшипников двигателя;
канал к натяжителю;
утечку через уплотнение натяжителя;
остатки герметика в каналах.

Осмотр через доступное отверстие

После снятия крышки коромысел, смотровой заглушки или натяжителя на некоторых двигателях можно оценить:

состояние видимой части цепи;
положение маркированных звеньев при сборке;
износ направляющей;
следы ударов;
выход натяжителя;
наличие обломков пластика;
провисание ненагруженной ветви.

Проверка механических фаз

Наиболее надежно положение привода подтверждает проверка фаз газораспределения с установкой коленчатого вала в контрольное положение и применением заводских фиксаторов распределительных валов.

Установить коленчатый вал в предусмотренное положение.
Установить фиксатор коленчатого вала.
Проверить положение распределительных валов.
Проверить установку шаблонов без принудительного поворота.
Оценить положение фазорегуляторов.
Сравнить результат с сервисной документацией.

Цветные звенья после нескольких оборотов обычно не должны снова совпадать со всеми метками. Они предназначены преимущественно для начальной сборки.

Осциллографическая проверка

Сравнение сигналов датчиков коленчатого и распределительного валов позволяет оценить фазовое смещение без полной разборки. Эталонную форму сигналов используют для конкретного двигателя.

смещение механических фаз;
перескок на зуб;
нестабильность фазорегулятора;
повреждение задающего диска;
прерывистый сигнал датчика.

Измерение удлинения

Производитель может предусматривать:

измерение определенного количества звеньев;
сравнение общей длины с допуском;
контроль положения натяжителя;
измерение провисания в заданном положении;
контроль смещения меток валов;
электронный параметр адаптации или корреляции.

Универсальной допустимой длины не существует. Цепь измеряют под установленной нагрузкой по методике производителя.

Проверка натяжителя

выход плунжера;
состояние храпового механизма;
работу пружины;
удержание плунжера после заполнения маслом;
проходимость масляного канала;
состояние уплотнения натяжителя цепи ГРМ;
следы заклинивания;
соответствие версии двигателя.

Проверка направляющих

толщину рабочего слоя;
глубину канавки от цепи;
трещины;
отслоение пластика;
сломанные крепления;
деформацию металлической основы;
следы перегрева;
отсутствующие фрагменты;
правильность установки.

Обломки направляющей могут попасть в масляный поддон и частично перекрыть маслоприемник.

Проверка звездочек и фазорегуляторов

профиль и симметрию зубьев;
задиры и выкрашивание;
посадку на валу;
шпонку или фиксирующую поверхность;
биение;
состояние болтов;
внутренний люфт фазорегулятора;
работу стопорного механизма;
чистоту масляных каналов.

Когда двигатель необходимо остановить

сильный металлический шум не исчезает после запуска;
цепь ударяет по корпусу;
ошибка корреляции сопровождается ухудшением работы;
двигатель внезапно заглох;
стартер вращает двигатель неравномерно или слишком легко;
в фильтре обнаружены обломки направляющей;
обнаружено значительное провисание;
натяжитель вышел за допустимое положение;
подтвержден перескок механических фаз.

Когда цепь заменяют

удлинение превышает допуск производителя;
механические фазы вышли за допустимое положение;
имеется устойчивый грохот из-за износа привода;
повреждены пластины, пальцы или ролики;
имеются заклинившие звенья;
произошел перескок;
разрушена направляющая;
натяжитель не компенсирует провисание;
устанавливаются новые звездочки или фазорегуляторы по процедуре;
производитель требует замены комплекта после разборки.

Есть ли регламент замены

Для части двигателей производитель не устанавливает фиксированный интервал и предусматривает контроль по состоянию. Это не означает, что цепь является вечной. Ресурс зависит от конструкции, системы смазки, режимов эксплуатации и обслуживания.

При неизвестной истории проверяют:

шум холодного запуска;
фактические углы валов;
ошибки корреляции;
состояние моторного масла;
выход натяжителя;
механические фазы;
пластиковые частицы в поддоне или фильтре.

Подбор цепи

VIN автомобиля;
код и номер двигателя;
дату производства;
количество цепей в приводе;
количество звеньев;
ширину и количество рядов;
шаг цепи;
тип пластин и зацепления;
количество и расположение маркированных звеньев;
тип звездочек;
наличие фазорегуляторов;
версию натяжителя и направляющих;
OE-номер и состав комплекта.

Внешне похожие цепи могут различаться шагом, шириной, длиной, направлением установки или расположением маркированных звеньев.

Почему лучше ремонтировать комплектом

Цепь работает совместно со звездочками и направляющими, а натяжение поддерживает натяжитель. При значительном износе одной детали другие компоненты часто также приближаются к пределу ресурса.

Замена только цепи может оставить:

изношенные зубья звездочек;
глубокие канавки направляющих;
натяжитель с внутренней утечкой;
поврежденный стопор фазорегулятора;
устаревшую версию деталей;
причину низкого давления масла;
обломки пластика в поддоне.

Подготовка к замене

Изучить сервисную процедуру двигателя.
Считать коды и сохранить фактические параметры фаз.
Подготовить фиксаторы валов и специальные оправки.
Проверить комплектность новых деталей.
Подготовить одноразовые болты, прокладки и уплотнения.
Уточнить моменты и углы затяжки.
Подготовить моторное масло и новый фильтр.
Очистить наружную часть двигателя.
Установить двигатель в контрольное положение.
Зафиксировать коленчатый и распределительные валы.

Снятие привода

Объем работ зависит от расположения цепи. Может потребоваться снять крышку коромысел, опору двигателя, шкив коленчатого вала, масляный поддон, вакуумный насос, топливный насос, фазорегуляторы или коробку передач.

Слить масло и охлаждающую жидкость, если этого требует процедура.
Снять вспомогательные детали и крышку привода ГРМ.
Проверить исходное положение механических фаз.
Заблокировать натяжитель предусмотренным способом.
Снять направляющие и натяжитель.
Снять цепь без неконтролируемого поворота валов.
Сохранить детали для дефектовки.
Закрыть открытые масляные каналы.

Проверка после разборки

цепь и каждую ее ветвь;
направляющие и крепления;
натяжитель и масляный канал;
звездочку коленчатого вала;
звездочки и фазорегуляторы распределительных валов;
задающие диски датчиков;
масляный насос;
маслоприемник;
поддон на наличие обломков;
крышку привода и следы контакта;
сальники и уплотнения;
резьбу и установочные штифты.

Установка цепи

Установить коленчатый и распределительные валы в контрольные положения.
Установить новые звездочки или фазорегуляторы, если они входят в ремонт.
Совместить маркированные звенья с предусмотренными метками.
Установить цепь без провисания на нагруженной ветви.
Установить направляющие на правильные позиции.
Подготовить натяжитель по процедуре производителя.
Установить натяжитель и разблокировать его в установленный момент.
Затянуть крепления предусмотренными моментами и углами.
Проверить положение меток.
Провернуть двигатель вручную предусмотренное количество оборотов.
Повторно проверить фиксаторы и механические фазы.
Установить крышку привода с новыми уплотнениями.

Подготовка к первому запуску

заполнить двигатель маслом установленного допуска;
установить новый масляный фильтр;
подготовить систему смазки по процедуре;
проверить уровень охлаждающей жидкости;
проверить разъемы датчиков и клапанов VVT;
удалить инструмент и фиксаторы;
проверить свободное ручное вращение;
подготовить сканер для контроля параметров.

Проверка после ремонта

давление моторного масла создается без задержки;
отсутствует продолжительный грохот после запуска;
цепь не ударяет по корпусу;
механические фазы правильные;
заданные и фактические углы валов согласованы;
не возвращаются коды корреляции;
двигатель стабильно работает на холостом ходу;
отсутствуют утечки масла и антифриза;
фазорегуляторы правильно реагируют на команды;
в масляном фильтре нет новых обломков;
после прогрева шум не возвращается;
после дорожной проверки параметры стабильны.

Практические случаи

Цепь гремела несколько секунд после ночной стоянки

Натяжитель терял масло через внутренний клапан. Цепь еще соответствовала допуску, но натяжитель не удерживал начальное натяжение.

Новая цепь снова начала шуметь

При ремонте оставили изношенные фазорегуляторы и старые направляющие. Люфт и глубокие канавки не позволили новой цепи работать стабильно.

Ошибка P0016 осталась после замены комплекта

Механические фазы были правильными, но задающий диск коленчатого вала сместился после предыдущего ремонта.

Цепь перескочила после замены масла

Замена масла не являлась причиной. Направляющая уже имела трещину, а натяжитель работал возле предела выхода. При запуске направляющая разрушилась.

После ремонта натяжитель не создавал натяг

Канал подачи масла перекрыл избыток герметика с крышки привода.

В поддоне обнаружили пластиковые обломки

Фрагменты принадлежали направляющей цепи. Маслоприемник частично засорился, поэтому потребовалась очистка системы смазки.

Двигатель плохо запускался, но цепь не шумела

Проверка фиксаторами показала смещение фаз из-за износа шарниров. Отсутствие шума не исключило критического удлинения.

Типичные ошибки

считать цепь вечной деталью;
диагностировать растяжение только по шуму;
игнорировать давление и состояние масла;
менять только цепь без дефектовки привода;
оставлять изношенные направляющие;
не проверять звездочки;
не проверять фазорегуляторы;
устанавливать несоответствующую версию натяжителя;
быстро сжимать гидравлический натяжитель;
не очищать масляные каналы;
оставлять обломки направляющих в поддоне;
наносить чрезмерное количество герметика;
не использовать фиксаторы валов;
ориентироваться только на цветные звенья;
вращать валы отдельно;
повторно использовать одноразовые болты;
не проворачивать двигатель вручную;
не проверять давление масла после запуска;
не выполнять контроль сканером после ремонта.

Товарные группы TESMA

Цепь ГРМ подбирают по VIN, коду двигателя, OE-номеру, количеству звеньев, шагу, ширине, числу рядов, типу звездочек, конструкции фазорегуляторов и версии всего привода.

Частые вопросы

Действительно ли цепь ГРМ является вечной?

Нет. Она может не иметь фиксированного регламента замены, но шарниры, направляющие, натяжители и звездочки изнашиваются.

Что называют растяжением цепи?

Обычно это суммарный износ пальцев и втулок, увеличивающий общую длину цепи.

Можно ли определить растяжение по шуму?

Шум является признаком, но не доказательством. Необходимы проверка фаз, параметров валов, натяжителя, направляющих и давления масла.

Почему цепь гремит только после запуска?

Возможны задержка создания давления, внутренняя утечка натяжителя, неправильный фильтр, изношенные направляющие или фазорегулятор.

Можно ли ездить с кратковременным грохотом?

Симптом требует диагностики. Если продолжительность шума увеличивается или возникают ошибки фаз, эксплуатацию ограничивают.

Нужно ли менять звездочки вместе с цепью?

Их обязательно проверяют. Изношенные зубья могут быстро повредить новую цепь.

Нужно ли менять направляющие?

При ремонте комплекта их обычно заменяют, особенно при канавках, трещинах или значительном пробеге.

Что означает большой выход натяжителя?

Он может указывать на удлинение цепи, износ направляющих или неправильные детали. Оценивают по процедуре производителя.

Могут ли P0016-P0019 возникнуть не из-за цепи?

Да. Причиной могут быть датчики, задающие диски, VVT, давление масла, проводка или неправильная сборка.

Нужно ли менять масло после ремонта?

Обычно применяют чистое масло установленного допуска и новый фильтр, особенно при наличии обломков или металлических частиц.

Должны ли цветные звенья совпасть после проворачивания?

Не обязательно. После сборки фазы проверяют по положению валов и фиксаторам, а не по повторному совпадению звеньев.

Что проверить после замены?

Давление масла, шум, механические фазы, фактические углы валов, работу VVT, утечки и отсутствие повторных кодов.

Связанные страницы базы знаний TESMA

Что еще прочитать по этой теме

Вывод

Цепь ГРМ синхронизирует коленчатый и распределительные валы и работает как часть единой системы со звездочками, направляющими, натяжителями, фазорегуляторами и моторным маслом. Ее износ может проявляться грохотом, смещением фаз, ошибками корреляции или ухудшением работы двигателя, но диагноз нельзя устанавливать по одному симптому.

Правильная проверка включает анализ шума, давления масла, параметров VVT, механических фаз, выхода натяжителя, состояния направляющих и звездочек. При ремонте необходимо устранить причину износа и проверить весь привод, а после сборки - вручную провернуть двигатель, подтвердить фазы и проконтролировать давление масла и фактическое положение валов.