Приводной ремень двигателя внутреннего сгорания¶

Приводной ремень — это гибкая передающая деталь в двигателе автомобиля, предназначенная для синхронной передачи вращательного движения от коленчатого вала к вспомогательным агрегатам: генератору, водяному насосу (помпе), компрессору кондиционера, гидроусилителю руля и другим узлам. Ремень обеспечивает их согласованную работу и является расходным материалом с ограниченным ресурсом, требующим периодической замены.

¶Назначение и принцип работы

Коленчатый вал двигателя вращается под действием сгорания топливной смеси. Однако для нормальной работы автомобиля необходимо, чтобы вращение получали и другие механизмы: электрогенератор заряжал аккумулятор, водяной насос гонял охлаждающую жидкость по контуру, компрессор кондиционера сжимал хладагент, а приводной насос гидроусилителя создавал давление в гидросистеме рулевого управления. Приводной ремень передаёт крутящий момент на все эти агрегаты от единого источника — коленвала.

Принцип работы основан на трении между внутренней (рабочей) поверхностью ремня и шкивами приводимых агрегатов. Шкив коленвала является ведущим, остальные — ведомыми. Для создания необходимого натяжения в систему входит натяжной ролик (механический или автоматический), а также обводные (успокоительные) ролики, которые задают правильную траекторию ремня и исключают проскальзывание.

¶Виды приводных ремней

В современных автомобилях применяются несколько типов приводных ремней, различающихся конструкцией и назначением.

¶Поликлиновой ремень

Наиболее распространённый тип в современных машинах. Имеет продольные клиновидные рёбра (обычно от 3 до 8) на внутренней поверхности. Такая конструкция обеспечивает большую площадь контакта со шкивами, высокую гибкость и возможность передавать значительные нагрузки при компактных габаритах. Поликлиновой ремень может приводить в движение несколько агрегатов одновременно.

¶Клиновой ремень

Исторически более ранний тип, имеет единую клиновидную форму поперечного сечения. Встречается преимущественно в старых конструкциях двигателей и на вспомогательных агрегатах (например, привод компрессора). В современных легковых автомобилях вытеснен поликлиновым.

¶Зубчатый ремень (ремень ГРМ)

Отдельная категория, хотя часто упоминается в той же связи. Имеет поперечные зубья на внутренней поверхности, которые входят в зацепление с зубчатыми шкивами коленвала и распредвала. Обеспечивает точную синхронизацию фаз газораспределения. Разрыв зубчатого ремня на интерференсных двигателях (где клапана и поршни пересекаются в цилиндрах) приводит к серьёзному повреждению ГРМ.

¶Маслостойкий ремень

Специализированный вариант, рассчитанный на работу в контакте с моторным маслом. Применяется в системах, где ремень контактирует с масляным картером — например, в некоторых конструкциях привода масляного насоса. Изготавливается из фторкаучука (FKM) или силикона.

¶Материалы и устройство

Современный приводной ремень — это многослойная композитная конструкция. Основа (несущий слой) выполнена из арамидного или полиэфирного корда, который воспринимает растягивающие нагрузки. Рабочая резиновая смесь на основе этиленпропиленового каучука (EPDM) устойчива к перепадам температур, озону и старению. Наружный слой защищает корд от внешних воздействий. Внутренняя поверхность снабжена клиновидными рёбрами или зубьями в зависимости от типа ремня.

¶Ресурс и признаки износа

Ресурс приводного ремня зависит от условий эксплуатации, качества детали и конструкции двигателя. В среднем поликлиновой ремень служит от 60 до 120 тысяч километров, зубчатый ремень ГРМ — от 60 до 150 тысяч километров (точные интервалы замены указываются производителем автомобиля). На ресурс влияют:

• перегрев и работа двигателя при высоких температурах;
• попадание масла или охлаждающей жидкости на поверхность ремня;
• чрезмерное натяжение или провисание;
• неисправность натяжных роликов и подшипников.

Признаки износа: визуальные трещины и расслоения на рабочей поверхности, потёртости рёбер, характерный свист при работе (особенно при старте и влажной погоде), ухудшение работы приводимых агрегатов — мигание лампы зарядки, «тухнущий» гидроусилитель, снижение холодопроизводительности кондиционера.

¶Замена и обслуживание

Замена приводного ремня — операция, доступная в условиях сервиса и при наличии опыта — самостоятельно. Порядок работ: ослабление натяжного ролика, снятие старого ремня, осмотр шкивов и роликов на предмет износа, установка нового ремня по схеме обводки (указывается на наклейке в моторном отсеке) и выставление натяжения. При замене зубчатого ремня ГРМ обычно одновременно меняют натяжной и обводной ролики, а на интерференсных двигателях — и помпу.

¶Применение в других отраслях

Приводные ремни широко используются не только в автомобилестроении. Они применяются в промышленном оборудовании, сельскохозяйственной технике, стационарных двигателях, бытовой технике (стиральные машины, пылесосы). Принцип работы и требования к материалам в целом аналогичны автомобильным, хотя геометрия и размеры могут существенно различаться.

¶Историческая справка

Первые ременные приводы в автомобилях появились в начале XX века и применялись для привода вентилятора и водяного насоса. С распространением электрического освещения и стартера возникла необходимость привода генератора. В 1980-е годы на смену отдельным клиновым ремням пришёл поликлиновой, что позволило упростить конструкцию и сократить число приводов. Зубчатый ремень ГРМ был предложен компанией Gates в 1957 году и получил широкое распространение в 1970-е годы.

Источники:

• Руководство по эксплуатации и ремонту легковых автомобилей (издательство «За рулём»)
• Техническая документация компаний Gates, ContiTech и Dayco
• Учебные пособия по устройству автомобиля (В.А. Ильин и др.)