Какой двигатель лучше – с цепью ГРМ или ремнем ГРМ: сравнение двух приводов системы газораспределения

Что лучше для автомобиля – ремень ГРМ или цепь ГРМ?

Уважаемые читатели, АВТОМОБИЛИСТЫ, Вам нравятся задавать такие к примеру, вопросы: «Какая автомашина лучше?», на которые в своем принципе правильного ответа получить нельзя. Обычно такие вопросы вызывают достаточно бурную волну обсуждений и даже с жесткой полемикой по отношению к друг другу. Сегодня друзья мы решились наконец-то поговорить с вами на тему связанную с системой газораспределения (ГРМ) в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Все автомобилисты конечно же знают, что в ДВС, для синхронизации работы двигателя используется цепь ГРМ или тот же ремень ГРМ. Вот об этом как-раз и пойдет сегодня речь.

Но чем же они все-таки отличаются друг от друга? Многих наших автомобилистов давно интересует такой вопрос: "Что лучше?" И надо признать, что с тех пор как на смену цепи ГРМ пришел ремень ГРМ, споры среди автомобилистов так и не утихают. Особенно, когда речь заходит о современных моторах к которым имеется масса претензий по сроку их службы. И надо признать, что по своему принципу и актуальности это отличный вопрос, который частенько задается автомобилистами в сети Интернет. Но ответить на него, что лучше,– цепь или ремень, сразу и слету не получится. Мы, уважаемые читатели, попробуем сегодня сделать для вас необычное сравнение этих двух систем, чтобы каждый для себя сделал свой личный выбор и не задавал больше на эту тему тяжелых коварных вопросов.

Бомба замедленного действия под капотом вашего автомобиля..

... В главах с 1-й по 5-ую мы расскажем вам друзья о том, что с исторической точки зрения вариант с ремнем ГРМ не является лучшим или худшим, также же как и с цепью ГРМ. Наше личное мнение таково, что и цепь и ремень ГРМ не являются той идеальной системой газораспределения в двигателях внутреннего сгорания, но все же, в целом такая технология уже давно зарекомендовала себя как вполне надежная и которая прошла проверку тем же самым временем. Тем не менее, надо признать, на сегодня она нещадно устарела. На дворе уже 21 век и поверьте нам господа, что самих автопроизводителей сегодня привлекают совсем другие более современные технологии. Именно по этой причине все больше и больше компаний начинают сегодня думать об электрокарах и о водородных автомобилях.

В принципе само выяснение, что лучше, – цепь или ремень ГРМ, – дело неблагодарное. Те граждане автомобилисты, кто любит спорить на этот счет, все-равно не достигнут и не найдут в этом споре истины. Все эти "искусственные дебаты" похожи на спор между теми, кто с пеной у рта любит горячо доказывать свою правоту в той же похожей ситуации, на тему,- "Какой автомобиль лучше всех..(?)"

Самое интересное здесь заключается в том, что все те, кто спорит о том, какой тип привода системы газораспределения самый лучший, почему-то не задумываются о главном, что вся эта система ГРМ является прост "бомбой замедленного действия". Особенно это касается современных автомобилей. Именно из-за системы ГРМ двигатели на автомобилях сегодня недолговечны. ГРМ, надо сказать так, это слабое звено на многих современных автомобилях.

Эволюция системы газораспределительного механизма

Глава 1. Зубчатые шестерни

Основная цель использования цепей или ремней ГРМ в двигателях внутреннего сгорания – это транспортирование энергии (крутящего момента) от вращения коленвала к устройству клапанов в головке блока, которые обычно управляются распределительным валом (распредвалом).

Эту проблему не так уж сложно решить. Очевидное решение здесь – это использование шестерен. Именно с помощью них легко передавать крутящий момент в боковом направлении.

Вот зубчатые шестерни Volvo P1800S:

Да, многие автолесаря, кто с ними знаком, сразу узнали или вернее опознали в них следующее, что это шестерни того самого автомобиля Volvo P1800S 1966 года, который проехал расстояние почти что в 5 млн. километров! Мотор в этой машине без единого ремонта прошел (пробежал) более 3 млн. километров. Далее, после этого, был проведен дорогостоящий ремонт и машина снова наездила более 1 млн. километров. А теперь друзья о грустном.

Как вы думаете или считаете, выгодно ли сегодня автопроизводителям выпускать такие автомобили, которые могут служить владельцу такой длительный промежуток времени? Ведь чем больше ресурс автомобиля, тем меньше будут продажи автопроизводителей. Вы представляете себе, сколько бы ходили сегодня автомобили, если бы все они оснащались для передачи крутящего момента от коленвала на распредвал зубчатыми шестернями? Мы допустим не представляем. И еще, представьте себе, если бы к примеру, вы были бы генеральным директором компании которая продавала бы продукт служивший человеку 50 лет, вместо тех же 10..?

Насколько мы можем судить о данной проблеме, хотим высказать такое мнение, что руководители крупных автомобильных компаний в один прекрасный момент в истории всей мировой автопромышленности, решили спроектировать двигатели таким образом, чтобы уменьшить срок их службы. Мы не знаем, сделано это было специально или по необходимости, но сама суть от этого не меняется.

Начав проектировать двигатель с меньшим ресурсом автокомпании стремились в первую очередь к своей личной выгоде, чтобы эксплуатируемые по миру автомобили быстрее оказывались на свалке, что постоянно увеличивало бы продажи новых автомобилей. Но как это сделать незаметно да еще и без жалоб от автовладельцев? Да очень просто. Нужно было придумать умную новую технологию! И вот случилось.

Глава 1.5. Нейлоновые зубчатые шестерни

Первое решение проблемы по долговечности двигателей, которое мы хотим с вами сегодня обсудить, довольно показательно – это впервые замена металлических зубчатых шестерен на шестерни с нейлоновыми зубьями, которые установлены и закреплены прямо на металл.

Ими были шестерни от двигателя установленного на автомодель Chrysler 383 1969 г.в. И тут важно знать, что эти шестерни по цене были дороже чем обычный металлический шестереночный механизм.

А все потому что сам материал нейлон очень дорогой. Как альтернатива можно конечно было, использовать и более дешевый пластик, но и тут не все гладко, пластиковые шестерни на самом деле тоже оказались дороже стальных. Ведь для производства пластиковых шестерен требуется аж в 30 раз больше (!) материала, чем при производстве металлических шестерен. Только так можно было добиться, чтобы пластиковая шестерня выдерживала ту же самую нагрузку, что и стальная шестерня.

Как вы друзья думаете, какое оправдание себе придумали автопроизводители, которые совсем недавно вместо стальных шестерен стали использовать в своей продукции пластиковые материалы? Они объяснили такую замену стальных шестерен необходимостью сделать двигатели тише. Однако признаем, это очень слабый аргумент в который могут поверить только лишь дилетанты. Об этом ниже.

Глава 2. Цепь ГРМ

Когда некоторые автопроизводители стали впервые использовать в соей продукции нейлоновые шестерни, то выявилась одна проблема: шестерни были слишком слабыми. В итоге автопроизводители в свой адрес стали получать множественное число критики. Следующей технологией передачи энергии для синхронизации двигателя стали уже цепи ГРМ. Это был более умный способ уменьшить ресурс двигателей, чтобы потребители не жаловались.

С инженерной точки зрения принцип работы цепи ГРМ в газораспределительном механизме основан на передаче крутящего момента на большие расстояния, как к напримеру, на этом велосипеде, который вы видите на фото:

Важное значение в этом механизме имеет задняя пружина, которая помогает держать цепь в натяжке при переключении скоростей на велосипеде. Ведь когда цепь перескакивает на другую звездочку, то длина ее прямого сегмента изменяется. Если бы не было специального механизма, то при переключении скоростей цепь на велосипеде провисла бы или даже слетела бы.

Такой проблемы в машине не существует. Но есть в автомобилях и свои заморочки. Например, цепь ГРМ со временем изнашивается (причем, если сравнивать с теми же зубчатыми шестернями, то износ цепи происходит очень и очень быстро). Это приводит к увеличению эффективности эффективной длины цепи с течением времени. Поэтому автопроизводители оснастили цепь ГРМ натяжителем и сделали это для устранения ее провисания. Ну что друзья, вот вам и еще одно доказательство тому, что автопроизводители намеренно сократили срок службы компонентов двигателя перейдя таким образом на использование цепи ГРМ.

В самом принципе использовать цепь в двигателе не было необходимости. Тем более что крутящий момент от коленвала на распредвал нужно передавать на небольшие расстояния. Но нет, не тут-то было. Автопроизводители сознательно решили оснастить все двигатели цепью ГРМ, которая очень быстро изнашивается, если сравненивать ее с шестернями.

Это безусловно решало все проблемы с долговечностью моторов 60-х годов.

Вот два решения цепного привода системы ГРМ:

На левой картинке вы можете увидеть двигатель оснащенный длинными толкателями клапанов (схема OHV). Этот мотор использует у себя небольшую цепь. Справа вы видите двигатель с системой OHC или DOHC, где уже используется длинная цепь. Конструкция слева рассчитана на более длительный срок службы. Также конструкция мотора (слева) дешевле и легче. Более длинные цепи, что используются в двигателях конструкции OHC, со временем изнашиваются больше и еще растягиваются. Самое плохое здесь следующее – это когда в двигателях с двумя цепями одна цепь изнашивается быстрее другой. В этом случае натяжитель более изношенной цепи ухудшит идеальную синхронизацию мотора.

Но многие автопроизводители сегодня используют много различных технологий, чтобы предотвратить подобную асимметрию в синхронизации двигателя в результате износа цепи или ее растяжения.

В некоторых моторах есть системы переменной синхронизации клапанов, например, такие системы как, VTECH или VANOS. В таких моторах натяжитель цепи подключен к устройству опережения синхронизации. На таких моторах в случае ее провисания она автоматически немного продвигается на несколько звеньев.

Но во всех этих примерах при использовании цепи ГРМ мы с вами не видим систем, которые предотвращают быстрый износ цепей. Вместо того чтобы придумывать способ, как увеличить срок службы цепей ГРМ, автопроизводители работали и все сделали для того, чтобы сильно натянутая цепь испытывала максимальное механическое трение. Это означает одно, что со временем нарушается не только натяжка цепи, которая приводит к ее износу, но и также изнашиваются натяжители этой цепи.

Глава 3. Ремни ГРМ

Проблему долговечности двигателей можно решить с помощью ремней или как? Если вы являетесь инженером автомобильной компании, которая поручила вам подумать и придумать, как можно сократить срок службы двигателей, то вы само-собой не остановитесь только на цепях ГРМ. Вы обязательно придумаете еще что-нибудь с радостью сообщив об этом своим руководителям, а именно то, что вместо цепей ГРМ нужно использовать для двигателей ремни ГРМ.

Именно так это все и произошло в истории автопромышленности. Ремни ГРМ стали следующим шагом по заговору против автовладельцев мечтающих всю жизнь владеть одним автомобилем. Эти ремни ГРМ пришли на смену цепям во многих моделях автомобилей.

Ремни газораспределительного механизма появились на сцене еще в далеком 1962 году. Но на раннем этапе эти ремни не стали такими популярными, поскольку в те годы еще не было нужных технологий способных производить крепкие надежные ремни. И дело было в той самой резине из которой как-раз и изготавливались первые ремни ГРМ. Известно многим, что резина при больших температурах быстро стареет

В конечном итоге первые ремни ГРМ служили совсем недолго и быстро рвались, что нередко приводило к существенной поломке самого двигателя. Затем, далее ремни стали более надежными и автопроизводители стали отказываться от цепей ГРМ, заявив также о том, что это необходимо для того чтобы уменьшить шум двигателей. Но, несмотря на технологии производства ремней ГРМ они все-равно по сроку службы уступают цепям ГРМ. Автопроизводители сделали так, чтобы автовладельцы чаще приезжали на техническое обслуживание для замены ремня ГРМ (которое обходится в немалые деньги).

В современных автомобилях ремни ГРМ служат более длительный срок. если сравнивать со старыми автомобилями. В некоторых машинах ремень ГРМ нужно менять каждые 100-150 тыс. км, тогда как совсем еще недавно в некоторых автомобилях автопроизводители рекомендовали менять ремень каждые 30-45 тыс. км.

Но это совсем не означает, что теперь ремни ГРМ имеют преимущество перед цепью. Также это не означает, что вы должны покупать автомобили только с цепью ГРМ. Здесь не все так просто.

Глава 4. Цепи с пластиковыми направляющими

Следующим решением проблемы по долговечности автомобилей был переход автопроизводителей по использованию в двигателях совсем иных цепей, в которых стали применяться изогнутые пластиковые направляющие. Этот пластик вроде бы и разваливается по прошествию некоторого времени, но тут удивляться не надо. Это и было так изначально придумано, чтобы эти пластиковые направляющие выходили из строя через определенный пробег автомобиля.

Плюс к этому, надо сказать следующее, что в таких современных моторах используются не прямые длинные цепи, в них применяется принцип, как в показанном на фото 10-ти скоростном велосипеде:

С инженерной точки зрения получается, что для эффективной передачи крутящего момента по длинной цепи нужна дополнительная шестерня. Но в вышеуказанном примере на видео мы с вами видим, что цепь в современных моторах как-бы изогнута и постоянно взаимодействует не с самой шестерней, как ей положено, а с куском ПЛАСТИКА!

Что дороже – цепь ГРМ или ремень ГРМ?

Итак, мы с вами посмотрели, как автопроизводители перешли от шестерней на цепи ГРМ, а после этого на ремни ГРМ, и вот теперь снова решили использовать в двигателях цепи. Осталось всего лишь разобраться, что дешевле обслуживать – автомобиль с ремнем ГРМ или с цепью ГРМ? Безусловно, здесь все зависит от марки и от модели конкретного автомобиля. Но если посмотреть на проблему конкретно, то в целом все примерно выходит то на то, как это покажется нам ни пародоксальным изначально.

Ремень ГРМ конечно же стоит дешевле цепи. Но как только к данному ремню ГРМ вы приобретаете шкивы и все остальные принадлежности, то стоимость замены ремня ГРМ и приводных роликов становится примерно сопоставима со стоимостью замены цепи ГРМ.

Если же говорить о старых подержанных автомобилях, то тут конечно предпочтительнее покупать автомобиль с классической цепью, которая берет свое начало и относится к древней технологии, что проверено временем. Если же говорить о новых современных автомобилях, то сегодня, в наше время лучше приобретать автомобили с ремнем ГРМ, поскольку новые цепные технологии газораспределительного механизма, набирающие заново свою популярность, не очень-то совершенны и менее надежны, чем старые классические цепные системы ГРМ.

Но с автомобилями, использующими у себя ремни ГРМ нужно быть внимательными, поскольку все эти ремни имеют свойство неожиданно разрываться от износа или от заводского брака. В этом случае многие двигатели в автомобилях ждет непременная поломка из-за того, что клапаны мотора встретятся с поршнями.

Глава 5. Разнообразие – это специфика жизни

Мы лишь поверхностно затронули такой вопрос,- "что на самом деле происходит с эволюцией автомобилей?". А на деле, тут все намного сложнее. Вот здесь друзья вы можете прочитать и изучить такую тему,- Почему современные моторы намного хуже старых агрегатов.

К производителям автомобилей уже набралось много вопросов. Например,- почему автомобили Мерседес Е-класса выпущенные и предназначенные для таксопарков Германии, могут легко проехать расстояние в 500 тыс. км, тогда как обычные версии таких же самых мерседесов не всегда могут без ремонта доехать и дотянуть до такого самого километража? Или к примеру,- почему современные грузовые автомашины, как и бывшие старые авто, по-прежнему могут легко намотать и пройти без ремонта более 1 - 2 млн. километров, несмотря что в двигателях этих грузовиков более высокая степень сжатия и больше крутящий момент?

Или другой вопрос,- почему в современных машинах датчики кислорода выходят из строя намного быстрее, чем в старых автомашинах? А также,- почему автопроизводители, в конструкции многих компонентов стали сегодня использовать вместо металлических деталей пластиковые компоненты, что в свою очередь в итоге привело к существенному сокращению срока службы автотранспортных средств? И таких вопросов набирается тысячи.

Обычно сами производители на все эти вопросы отвечают достаточно просто: замена металлических деталей на пластиковые по-просту необходима для снижения веса самих автомобилей. Но постойте, скажут и возразят многие из нас, а что, в мире нет уже алюминия или он стал дефицитом? Но нет, не тут-то было, автопроизводители по-прежнему продолжают ухудшать качество автомобилей, облегчая и заменяя все преимущественно пластиком.

На самом деле по этой проблеме необходимо написать целый научный учебник, чтоб более точно назвать и перечислить все измененные детали, которые ухудшились за последние годы в современных автомашинах.

Итог: Так что же все-таки лучше..?

Как мы уже не раз в этой статье отмечали, определить точно, что же на самом деле лучше,- ремень или цепь ГРМ, не представляется возможным. Те же граждане, кто спорят об этом, просто теряют по-напрасну время. Это бессмысленный и искусственно созданный спор. Каждый тип такого привода ГРМ имеет свои плюсы и минусы. Здесь все зависит от типа и от конструкции двигателя, а также от стоимости замены ремня/цепи ГРМ в конкретном автомобиле. Например, в одних автомобилях ремень/цепь ГРМ меняется довольно-таки легко и обходится в незаоблачную сумму, ну а в других машинах для замены цепи/ремня ГРМ нужно разобрать чуть ли не полмашины, что в конечном итоге обходится владельцу авто в кругленькую сумму. В заключение мы приводим друзья основные плюсы ремней ГРМ и цепей ГРМ.