Цепной привод V-образных ДВС немецких автомобилей. Конструкция и особенности.

Введение.
Применение цепного привода ГРМ на V- образных моторах последних годов выпуска становится довольно распространенным явлением, в особенности на моторах европейских производителей . Последнее время довольно часто слышу, что вот у производителя N механика ДВС надежная, а вот у производителя М — совсем не годится и доставляет проблемы. )) . предлагаю перейти на V- образные моторы и заодно сравнить конструкцию цепного привода ГРМ с основными конкурентами .В данном материале хотелось –бы охватить общие тенденции применимости определенных технических решений таких моторов, особенность исполнения отдельных узлов и, разумеется, распространенные проблемы касающихся привода ГРМ .
Замена привода ГРМ с ременного на цепной довольно часто встречающийся вариант на машинах последних модельных годов выпуска, в особенности на европейских машинах . В связи с чем происходит такой переход ? Среди общеизвестных плюсов цепного привода можно отметить :
а) Надежность и отсутствие необходимости в обслуживании (в отличии от ременного привода, где ресурс строго ограничен пробегом автомобиля, при котором, проверка состояния непосредственно ремня ГРМ строго обязательна при проведении очередного ТО )
б) Отсутствие воздействия внешней среды на ресурс самого передающего элемента, полости в которых конструктивно находится цепной привод ГРМ в ДВС закрываются герметично и включены в систему смазки .

1) Как обычно сначала о хорошем …
Начнем с «классики» действительно, обратите внимание на «растяжение» цепного привода Мерседеса 124 с V-образной «восьмеркой» (серия «Волчек» ) в свое время наделавший много шума среди любителей мощных моторов )) Очень простой и приятный в работе мотор .

Хочу отметить, что данное растяжение цепного привода стало возможным только из –за разрушения башмака успокоителя , и никаких особых неприятностей кроме ошибок по соответствию сигналов датчиков распределительного вала и коленчатого вала владельцу не приносила, и это при пробеге за 400 000 .км . ))

Но это, старый, добрый 124, а есть ли аналогии сейчас, на современной технике ? Есть, например 48 . 00 ДВС Порше Кайен .

Здесь нужно пояснить .Обратите внимание, это опять та же самая двухрядная роликовая цепь, хорошие «плечи» успокоителей с максимально возможным радиусом изгиба, шестерня коленчатого вала работает в максимально комфортных условиях, успокоители по расположению и углу входа практически исключают вибрационные нагрузки на нее от цепи, шестерни распределительных валов и фазорегуляторы наоборот получают максимальный, и главное симметричный охват, можно сказать образец жертвы компактности во имя ресурса )) . Явно напоминает решение от предыдущего мотора . И опять же механика ГБЦ незамысловата и надежна одновременно .

Обращений по поводу проблемы с цепным приводом такого типа очень немного, и, думаю, понятно почему .Остается только традиционная трудность моторов от Порше это количество крепежных элементов (болтов), которое просто зашкаливает ))
Если взять другие безпроблемные (по цепному приводу ГРМ) моторы можно еще привести в пример V-образные дизельные моторы от Ауди .

И опять обращаем внимание на простоту узлов, рациональность и симметричность цепного привода.
Возникает вопрос, так может проблем с цепным привод V- образных моторов не существует ? Отнюдь, они есть и касаются далеко не одной марки автомобилей .
2) Хорошее закончилось . Обсуждаем проблемы ..
Начнем со «звезды дорог« — Мерседеса . Показательны в этом случае 272 V- образные и их собратья 271 рядные моторы, не будем касаться больного места, с явным конструктивным просчетом температурной обработки венца, износа шестерни балансирного вала )), тем более Мерседес оперативно прореагировал на эту «болячку «(весьма весомую в плане трудоемкости между прочим, одна из самих трудоемких операций связанных с цепными комплектами V- моторов ) и на заводской линии с 2008 года эта деталь была доработана, но закончилась –ли история в целом ? Нет, не закончилась . Как понимаете зубчатый венец есть не только у шестерни коленчатого вала )) прежде чем переходить к частностям давайте вернемся к теории . Зная механику работы механизмов приводимых цепным приводом будет проще понять и истоки проблемы с оными . Речь идет разумеется об изменении фаз газораспределения и устройства управляемого ими .

…Конструктивно золотник управления может быть выполнен по- разному и располагаться как вне распределительного вала, так и внутри его, но принцип сам сохраняется — фазорегулятор работает посредством подачи масла либо в одну, либо в другую сторону .При такой схеме управления крайне чувствительно будет падение давление в одном из положений управляющего золотника . Надо понять, данное правило работает практически со всеми схемами цепного ГРМ независимо от производителя . Парадоксальный момент заключается в том, что сам элемент контролирующий натяжение цепи может быть исправен . Как это выглядит ? Тут с документацией V — компоновки сложности Возьмем для упрощения 271 мотор Мерседеса, учитывая, что 272 это, грубо говоря, 271 *2 ))

Обратите внимание зубья шестерни распределительного вала просто «спилены», при этом натяжение самой цепи вполне приемлемое, кто –же ответственен за этот процесс . Чаще всего провоцируется вот этим .

Что интересно, комплекты цепные на Мерседес в отличии от других производителей имеют не цельную цепь, а цепь со сборочным звеном устанавливаемом непосредственно на моторе, т.е. прицепив старую цепь к новой можно абсолютно спокойно «протащить» ее ( и соединить, запрессовав звено в удобном месте )) .Т.е., например, такие громоздкие детали для замены цепного комплекта демонтировать не надо .

Разумеется при такой «экспресс замене « речь о замене направляющих цепи, шестерни коленчатого вала ДВС, проверки на люфт насоса охлаждения, переуплотнении крышки и т.д. не идет . Да и стоить ТАКАЯ операция должна соответствующе ! Правда стоит отметить, данная конструкция настолько «продумана», что при необходимости поменять, скажем, правый «башмак»- успокоитель просто сняв крышку, Вы вопрос не решите, просто не хватит расстояния до торца ГБЦ по шпильке, а решите его только сняв … ГБЦ ))
…
Переходим к «пропеллерам «, или к БМВ )).Разумеется, квинтэссенцией конструкторской мысли является N63, о котором весьма остроумно написал Сергей в своей страничке bmwservice.livejournal.)) Помимо описанных им «чудесных» конструкторских решений на этом моторе (которые имеют место быть!) я бы хотел обратить внимание на частности, наш скромный «цепной « вопрос . Итак имеем …

Обратите внимание, вместо роликовой используется пластинчатая цепь печально известная обладателям рядных моторов Ауди с 2009 года выпуска, но там цепь "просто" растягивается, а как здесь ? А здесь сокрыто все гораздо глубже, вот так выглядит шестерня коленчатого вала (натяжение цепи в порядке, как понимаете))

Причем износ часто бывает неравномерный, учитывая, что с каждого венца представленной шестерни коленчатого вала идет индивидуальный привод к распределительным валам каждой ГБЦ, довольно сложно (учитывая еще и расположение шестерни коленчатого вала ) определить данную неисправность в этом случае, огромное количество катушек и свечей зажигания (а также форсунок, ну и "капитальный" ремонт в завершении ) было поменяно из-за такой, вроде не значительной неисправности. Если оценить составляющие цепного привода, то к натяжному устройству претензий нет ( голубая рамка), конструкция простая и проверенная временем — натяжитель плунжерного типа с обратным клапаном, в то же время, электромагнитные клапаны управления фазорегуляторами(красная рамка ) к сожалению не являются образцом качества на этом ДВС .

Надо заметить, что в дополнении к сказанному надо отметить -цепь пластинчатого типа, в отличии от роликовой цепи старого типа, в целом для рядных и V-образных ДВС обладает весьма существенным недостатком — невозможностью вовремя определить ослабление, растяжение цепи (и как следствие износ зубчатых венцов ) по звуку работающего ДВС . Цепь такой конструкции не «гремит», как ожидают владельцы старых моторов .)) Что интересно, в качестве примера «звуков предупреждения о больших проблемах в ДВС » можно привести то же мотор БМВ, а конкретно дизельный рядный мотор N47, там стоит обычная однорядная роликовая цепь и если владелец не «внемлет гласу из ДВС » )) то обычно происходит это .

Обратите внимание и цепь и натяжитель весьма простой конструкции, но эта цепь ТАКЖЕ однорядная, подвержена растяжению или в запущенных случаях даже разрыву … Единственный путь, в моем понимании данного вопроса, вовремя решить проблему не допуская критического износа шестерни V- образного мотора – регулярный мониторинг положения распределительных валов относительно коленчатого вала (проверка адаптации валов ) на ТО, осмотр герметичности клапанов управления и немедленная замена при малейшем подозрении в нарушении функционировании .Разумеется, при подобных проблемах с гидравликой управляющих клапанов необходимо следить и за своевременной и правильной (относительно выбора самого масла ) заменой масла ( и опять читаем Сергея по подбору масла ), а также за поддержанием правильного температурного режима ДВС.
На очереди -«народные» автомобили …Ну, или отчасти «народные» )) Итак Ауди V- образные моторы и проблемы с цепным приводом … В начале разговора надо сказать, что официально представительство Ауди проблему растяжение цепи на V- образных ДВС подтверждает, и более того выпустило достаточно давно методичку по проверке .

В данном случае следует эту проблему рассмотреть более подробно, поскольку есть разница в поведении цепного привода 6-ти и 8-ми цилиндрового мотора . Итак в начале рассматриваем более упрощенный вариант 6-ти цилиндровый мотор .
Стандартная организация привода выглядит вот так .

Здесь добавить особо нечего, действительно финальная проблема в натяжителях цепи, как и описано в методичке от немецких товарищей .
Диагностируется неисправность достаточно просто, для проверки особых диагностических устройств не нужно …
Как говорится у нас VAGоводов — «спросите Василия « ))

Просто сняв клапанную крышку можно увидеть, эти самые 7 градусов .

Можно успокоиться ? Нет, нельзя .Ибо пока мы только смотрим следствия проблемы, а где –же начальная причина, как обычно вот в таких узлах ))

Совершенно не приемлемо использование герметика в таких узлах! Даже простая течь этих клапанов управления фазорегуляторами, как я уже писал, должна насторожить владельца и более того, немедленно активизировать его деятельность по замене их, для предупреждения более тяжелых проблем требующих работ значительно большей трудоемкости, думаю понятно какие это работы .
Заключение .
Подводя итоги по организации цепного привода в целом на европейских моторах нужно отметить, что по прежнему двухрядная роликовая цепь вне конкуренции по надежности и ресурсу эксплуатации . Попытки производителей замены однорядной роликовой цепи на пластинчатую цепь (эксплуатация обоих типов цепей связана с общей тенденцией -облегчения удельного веса ДВС и экономией объема занимаемого самим ДВС) к сожалению приводят к дополнительным трудностям . Кроме этого, на ресурс сильно влияет количество подвижных распределительных валов (приводимых фазорегуляторами ), большее количество снижает ресурс привода в целом .Интересной особенностью является то, что не симметричность «плечей» привода распределительных валов то же снижает общую сопротивляемость цепи к растяжению . Конечно нельзя не отметить, что в подавляющем большинстве случаев, начальной причиной выхода из строя цепного привода служит именно управляющий фазорегулятором электроклапан .Пожалуй, подумав, можно сделать главный вывод, а именно -нормальное функционирование этих клапанов (и как следствие постоянство давления масла в камерах фазорегуляторов) и есть та самая постоянная величина, которая оказывает наибольше влияние на ресурс цепного привода V-образных моторов в целом . На этом позвольте закончить нашу небольшую тему, с возможностью в дальнейшем ее дополнять уже используя особенности ДВС других марок и возможно открывая «новые горизонты» по этому вопросу.
Денис Карпов