Как расшифровать грм: Автомобильный блог | Обзоры, Тест-драйвы, ПДД и советы по обслуживание автомобилей

Содержание

Как расшифровывается ремень грм в автомобиле


расшифровка аббревиатуры, назначение устройства в автомобиле и его принцип действия, обозначения на ремешке

Газораспределительный механизм (ГРМ) — узел, который состоит из множества конструктивных элементов, работающих синхронно. В этой статье мы расскажем, какая используется расшифровка для ремня ГРМ и в чем заключается принцип действия механизма в целом.

Содержание

Открытьполное содержание

[ Скрыть]

Что такое ГРМ?

Прежде чем разобрать, как переводится и расшифровывается аббревиатура ремня ГРМ, рассмотрим, для чего предназначен газораспределительный механизм двигателя в машине и его принцип работы. ГРМ представляет собой распределительное устройство силового агрегата автомобиля, использующееся для дозировки цилиндров установленным количеством горючей смеси. Процедура дозирования при этом осуществляется в определенные временные промежутки.

Устройство и принцип действия

Сам узел представлен головкой блока цилиндров мотора машины, на которой устанавливаются все конструктивные компоненты системы — клапаны, втулки, посадочные седла, пружины, рокера, распредвал, а также корпус подшипниковых устройств. В зависимости от особенностей и типа силового агрегата узел может подавать воздух в цилиндры как с горючим, так и отдельно.

Клапаны устанавливаются в специально предназначенных для их монтажа втулках, расположенных в головке БЦ. Они крепятся благодаря так называемым тарелкам, пружинным элементам и стопорным деталям. Сверху монтируются рокера с возвратной пружиной. Также здесь есть рабочая поверхность, по которой скользят кулачки распределительного вала, издавая при этом минимум посторонних звуков. Верхней конструктивной составляющей является распредвал, установленный в подшипниковые устройства. На более старых авто он монтируется в корпус вкладышей.

Устройство ремня ГРМ

Принцип действия начинается с момента вращения звездочки распредвала, которая запускает определенный такт. В результате в работу вступает сам вал. На нем в определенном порядке имеются кулачки, которые должны соответствовать такту.

Когда при запуске силовой агрегат начинает работать с первого цилиндра, то кулачок 1 бьет по рокеру. Последний преодолевает усилие пружинной детали и опускает клапан в самый низ. В результате вращения кулачок соскакивает с поверхности рокера, и тот под давлением пружинки перемещается в изначальное положение. Это приводит к возвращению клапана, который в итоге закрывает камеру сгорания. Аналогично происходит с другими цилиндрами.

Вся процедура синхронизируется с работой коленвала силового агрегата. Если один из клапанов откроется не вовремя, это приведет к невозможности запуска двигателя.

Поэтому в качестве привода газораспределительного механизма применяется коленчатый вал.

Из ролика канала «Сделано в гараже» можно узнать о последствиях обрыва ремня ГРМ.

Виды

Газораспределительные механизмы могут отличаться между собой по месту нахождения распредвала в машине:

  1. Распредвал установлен внутри ГБЦ, а клапана — на верхней части головки. Это позволяет элементам запускать движение так называемых коромысел и штанг-толкателей. Основное достоинство такого механизма заключается в простоте конструкции и надежности системы в целом. Минус — высокая инерционность, в результате чего силовой агрегат не способен быстро набирать обороты, что приводит к потере мощности.
  2. Клапаны могут располагаться в нижней части тарелками вверх. Распределительный вал устанавливается внизу, привод идет от него. Достоинство этого механизма заключается в отсутствии шума. Основной недостаток — сложная по конструкции топливная система. В результате слабого насыщения камеры сгорания топливовоздушной смесью снижается мощность двигателя.
  3. Распредвал может быть установлен непосредственно в головке блока цилиндров с клапанами. Элементы располагаются по бокам от распределительного вала и начинают работать в результате воздействия коромысел, находящихся на одной оси. Эти детали раскачивают кулачки на распредвале. Минусом таких устройств является высокая шумность, а также сложность регулировки зазоров клапанов. Кроме того, в месте контакта устройство работает под высокой нагрузкой.
  4. В некоторых силовых агрегатах распределительный вал устанавливается над клапанами, а тарелки этих элементов расположены снизу. Сам вал в таких моторах приводит в действие клапаны посредством толкателей, находящихся в цилиндрическом корпусе. Основной недостаток такой конструкции заключается в низкой эластичности агрегата и сложности регулировки зазоров.

Для чего служит ремень?

Ремень газораспределительного механизма представляет собой деталь, назначение которой заключается в выполнении функции связующего звена.

Благодаря ремню ГРМ распределительный и коленчатый вал работают синхронно, что способствует правильному функционированию двигателя в целом. В этом заключается необходимость применения ремешка.

Обозначения на ремешке

Разберем несколько примеров перевода расшифровки на ремне ГРМ:

  1. ISO-58111х19. В первых двух цифрах (58) зашифрована серия зубчиков, использующихся на изделии. В этом случае шаг и профиль будут без желобка, форма полукруглая, а высота составляет 3,5 мм. Затем идут три цифры (111), которые указывают на число зубьев. По цифре 19 можно определить ширину изделия. В продаже бывают ремни, зубчики которых выполнены в виде округленной трапеции.
  2. 58127х3/4 HSN. Здесь первые две цифры также обозначают серию зубчиков. Цифры 127 указывают на их число, но нужно учесть, что в ремешках, относящихся к серии 40, это количество условно. Цифры 3/4 говорят о ширине изделия в дюймах. В данном случае она также составляет 19 мм. Метка HSN в самом конце обозначает, что изделие изготовлено из прочного высоконасыщенного нитрила. Этот материал доказал свою прочность. Если таких букв в конце нет, то ремешок выполнен из неопренового каучука.
Таблица: Маркировка ремней

Производители могут по-разному обозначать маркировку своих изделий. В таблице показано, как расшифровать значения ГРМ.

Цепной или ременной привод

Для обеспечения вращения двух валов применяются ремни или цепи. Цепная передача использовалась в машинах изначально. Цепи могут иметь от одного до трех рядов звеньев, здесь все зависит от мощности силового агрегата.

Цепь: преимущества и недостатки

Достоинство цепи заключается в высоком ресурсе эксплуатации. Ее растяжение компенсируется за счет специально установленного натяжителя. По сравнению с ремешком она функционирует намного дольше.

Цепь необходимо менять только при значительном растяжении или повреждении и обрыве, что происходит довольно редко.

Это единственное преимущество цепной передачи.

Минусы таких устройств:

  1. Использование цепи влияет на шумность работы силового агрегата. Однорядные изделия издают не так много шума, но двух- и трехрядные цепи более громкие. Их применение способствует довольно шумной работе двигателя машины.
  2. Блоки цилиндров, в которых используется цепь, по конструкции представляют собой более сложные устройства. Из-за этого процедура замены изделия значительно усложняется, поскольку автовладельцу нужно иметь прямой доступ к коленвалу.
Ремень: плюсы и минусы

Основные плюсы ременных передач:

  1. Если двигатель оборудован ремнем ГРМ, то такое изделие будет работать значительно тише. Водитель может услышать только один звук при функционировании силового агрегата — слабый стук клапанов.
  2. Простота замены по сравнению с цепной передачей. Если подготовиться, то можно поменять ремень самостоятельно.

Недостатки:

  1. Низкий ресурс эксплуатации привода по сравнению с цепной передачей. В результате длительного использования ремешок обрывается, а это может стать причиной серьезных неисправностей. Восьмиклапанные двигатели практически не страдают от обрывов. В случае с моторами, оборудованными 16 клапанами, сами элементы могут погнуться в результате обрыва. Это приведет к необходимости проведения капитального ремонта, стоимость которого будет значительно выше, чем замена ремешка. Иногда сокращение ресурса и обрыв ремня приводит к образованию трещин на головке или самом блоке цилиндров. Единственным вариантом решения проблемы будет установка новой ГБЦ, при этом меняется и прокладка.
  2. Необходимость замены натяжного ролика вместе с ремнем. В некоторых случаях автовладельцам также надо менять водяное насосное устройство и комплект шайб. Ресурс эксплуатации ремешка в среднем составляет около 60 тысяч км пробега. Но если учесть сложные условия использования и наличие брака во многих запчастях, специалисты рекомендуют менять ремень раньше.

Фотогалерея

На фото можно посмотреть, как выглядит цепной и ременной привод ГРМ.

Цепной привод ГРМ
Ременной привод ГРМ
 Загрузка …

Видео «Ресурс эксплуатации ремней ГРМ»

О фактическом ресурсе эксплуатации ремней ГРМ можно узнать из ролика, снятого каналом Avto-Blogger.

Ремень ГРМ (распредвал) — Википедия

Ремень ГРМ , цепь ГРМ или Cambelt является частью двигателя внутреннего сгорания, который синхронизирует вращение коленчатого вала и распределительного вала (валов), так что клапаны двигателя открываются и закрываются в надлежащее время в течение каждый цилиндр впускных и выпускных ударов. В двигателе с натягом ремень ГРМ или цепь также имеют решающее значение для предотвращения удара поршня по клапанам. Ремень ГРМ обычно представляет собой зубчатый ремень — приводной ремень с зубцами на внутренней поверхности.Цепь ГРМ представляет собой роликовую цепь.

Многие современные серийные автомобильные двигатели используют зубчатый ремень [i] для синхронизации вращения коленвала и распределительного вала; некоторые двигатели, в частности кулачковые в блочных конструкциях, использовали шестерни для привода распределительного вала, но это было редкостью для конструкций OHC. Использование зубчатого ремня или цепи вместо зубчатого привода позволяет разработчикам двигателей размещать распределительный вал (ы) дальше от коленчатого вала, а в двигателях с несколькими распределительными валами зубчатый ремень или цепь также позволяет размещать распределительные валы дальше друг от друга.Цепи ГРМ были распространены на серийных автомобилях в течение 1970-х и 1980-х годов, когда ремни ГРМ стали нормой, но цепи ГРМ в последние годы стали возрождаться. Цепи газораспределительного механизма, как правило, более долговечны, чем ремни ГРМ, хотя ни один из них не столь долговечен, как зубчатый привод, однако ремни ГРМ легче, дешевле и работают тише.

Применение двигателя [править]

Замена ремня ГРМ на авто

В двигателе внутреннего сгорания применение зубчатого ремня или цепи соединяет коленчатый вал с распределительным валом (валами), которые, в свою очередь, управляют открытием и закрытием клапанов двигателя.Четырехтактный двигатель требует, чтобы клапаны открывались и закрывались один раз при каждом обороте коленчатого вала. Ремень ГРМ делает это. Он имеет зубья для поворота распредвала (ов), синхронизированного с коленчатым валом, и специально разработан для конкретного двигателя. В некоторых конструкциях двигателя ремень ГРМ также может использоваться для привода других компонентов двигателя, таких как водяной насос и масляный насос.

типов [править]

Зубчатые или цепные системы также используются для соединения коленчатого вала с распределительным валом в правильное время.Однако шестерни и валы ограничивают взаимное расположение коленчатого вала и распределительных валов. Даже там, где коленчатый вал и распределительный вал (ы) расположены очень близко друг к другу, как, например, в двигателях с толкателем, большинство конструкторов двигателей используют короткую цепную передачу, а не прямую передачу. Это связано с тем, что зубчатые передачи страдают от частого изменения крутящего момента, поскольку профили кулачка «отскакивают» от привода от кривошипа, что приводит к чрезмерному шуму и износу. Зубчатые или нейлоновые зубчатые колеса с большей упругостью часто используются вместо стальных зубчатых колес, где используется прямой привод.Коммерческие двигатели и авиационные двигатели используют только стальные шестерни, так как шестерня с волокнистым или нейлоновым покрытием может выйти из строя внезапно и без предупреждения. [1]

Ремень или цепь обеспечивают гораздо большую гибкость в относительном расположении коленчатого вала и распределительных валов.

Хотя цепи и зубчатые колеса могут быть более долговечными, резиновые композитные ремни работают тише (в большинстве современных двигателей разница шума незначительна), они менее дороги и более эффективны, поскольку они легче по сравнению с зубчатым колесом или цепная система.Кроме того, ремни ГРМ не требуют смазки, что очень важно для цепи ГРМ или зубчатых колес. Ремень ГРМ — это специальное применение синхронного ремня, используемого для синхронной передачи мощности вращения.

Ремни ГРМ обычно покрыты металлическими или полимерными крышками ремней ГРМ, которые требуют снятия для проверки или замены. Производители двигателей рекомендуют замену через определенные промежутки времени. [2] Производитель может также рекомендовать замену других деталей, таких как водяной насос, при замене ремня ГРМ, поскольку дополнительные расходы на замену водяного насоса незначительны по сравнению со стоимостью доступа к ремню ГРМ.В двигателе с помехами или в клапане, проходящем по пути поршня, выход из строя ремня ГРМ (или цепи ГРМ) неизменно приводит к дорогостоящим и, в некоторых случаях, непоправимому повреждению двигателя, так как некоторые клапаны будут оставаться открытыми, когда они Не должно быть и, следовательно, будет поражен поршнями.

Признаки того, что цепь привода ГРМ может потребоваться заменить, включают в себя дребезжащий звук с передней части двигателя. [3]

Сбой [править]

Пара тарельчатых клапанов согнулась при столкновении с поршнем после обрыва ремня ГРМ при 4500 об / мин

Ремни ГРМ должны заменяться на рекомендованном производителем расстоянии и / или промежутках времени.Невыполнение замены ремня может привести к полному выходу из строя или катастрофическому отказу двигателя, особенно в двигателях с помехами. [4] График технического обслуживания владельца является источником интервалов замены ремня ГРМ, как правило, каждые 30 000–50 000 миль (50 000–80 000 км). [5] Обычно натяжитель ремня ГРМ заменяется одновременно с заменой ремня. На некоторых двигателях, где насос охлаждающей жидкости приводится в действие ремнем ГРМ, насос охлаждающей жидкости также обычно заменяется.

Обычные режимы выхода из строя зубчатых ремней — это либо зачищенные зубья (которые оставляют гладкий участок ремня, где может проскальзывать зубчатая передача), либо расслоение и растяжение волоконных сердечников. Разрыв ремня из-за природы волокон с высоким растягиванием встречается редко. [6] Часто забывают, что грязь и грязь, которые смешиваются с маслом и смазкой, могут медленно изнашиваться на ремне и материалах, ускоряя процесс износа, вызывая преждевременный выход из строя ремня. [7] Правильное натяжение ремня имеет решающее значение — он слишком ослаблен, ремень натянут, слишком натянут, и он будет скулить и создавать чрезмерную нагрузку на подшипники зубьев.В любом случае срок службы ремня будет резко сокращен. Помимо самого ремня, также распространенным является выход из строя натяжителя и / или различных зубчатых и промежуточных подшипников, приводящий к срыву ремня.

При замене автомобильного ремня ГРМ необходимо следить за тем, чтобы движения клапана и поршня были правильно синхронизированы. Неправильная синхронизация может привести к проблемам с синхронизацией клапанов, что, в свою очередь, может привести к столкновению клапанов и поршней в двигателях помех.Это не проблема, характерная только для ремней ГРМ, поскольку та же проблема существует со всеми другими методами газораспределения, такими как шестерни или цепи.

Строительство и дизайн [редактировать]

Ремень ГРМ обычно представляет собой резину с высокопрочными волокнами (например, из стекловолокна или тварона / кевлара), проходящими по длине ремня в качестве элементов натяжения. [8] Сам ремень изготовлен из прочных материалов, таких как формованный полиуретан, неопрен или сварной уретан с различными стандартными, нестандартными или метрическими шагами. [9] Расстояние между центрами двух соседних зубьев ремня ГРМ называется шагом. [10]

Резина разлагается при более высоких температурах и при контакте с моторным маслом. Таким образом, срок службы ремня ГРМ снижается в горячих или негерметичных двигателях. Новые или более дорогие ремни изготавливаются из термостойких материалов, таких как «высоконасыщенный нитрил» (HSN). [ цитирование необходимо ] На срок службы армирующих шнуров также сильно влияют вода и антифриз.Это означает, что должны быть приняты особые меры предосторожности для внедорожных применений, чтобы вода могла стекать или быть герметичной от контакта с ремнем.

Старые ремни имеют трапециевидную форму, что приводит к высокой степени износа зубов. Новые технологии производства позволяют делать изогнутые зубы тише и дольше.

Ремни ГРМ могут использоваться для изменения характеристик двигателя. Ремни ГРМ могут растягиваться при высоких оборотах, замедляя кулачок и, следовательно, зажигание. [11] Более прочные, послепродажные ремни не будут растягиваться, и сроки сохраняются. [12] С точки зрения конструкции двигателя, «сокращение ширины ремня ГРМ уменьшает [s] вес и трение». [13]

История [править]

Первый известный ремень ГРМ был использован в 1945 году. [14] В 1950-х годах Билл Девин создал специальный гоночный автомобиль Panhard с сильно модифицированным двигателем с использованием цилиндров и головок Norton Manx и зубчатого резинового ремня, приводящего в движение верхний распределительный вал на каждом Norton крышка цилиндра. Скотт, Джордж. Carley, Larry (2005). «Цепи, зубчатые колеса и ремни». Интернет-библиотека автомобильных технических статей Carley . AA1Car Помощь в диагностике и ремонте автомобилей. Получено 2006-06-09. — «Вопреки тому, что вы думаете, резиновые зубчатые ремни не растягиваются с накопленным пробегом и износом. Они усилены прядями из стекловолокна, что делает их практически не растягиваемыми. После того, как коленвал соединится с кулачковой приводной схемой миллионы раз, пряди могут стать хрупким и может начать ломаться. Темпл, Стив (2004). «Вот ваш ремень ГРМ: синхронизация распределительного вала и коленчатого вала». Ноу-хау . Авансовые Автозапчасти. Архивировано из оригинального на 2006-04-13. Получено 2006-06-09. В более ранних двигателях распределительные валы часто приводились в движение от коленчатого вала. Позже конструкторы силовых установок разработали цепные приводы в конфигурациях OHV (верхний клапан), которые позволили обеспечить некоторую гибкость при размещении распределительного вала, чтобы можно было использовать более короткие толкатели для повышения производительности и эффективности. Norbye, Jan P. (1984). «Расширение совершенства: 5-я и 3-я серия». BMW — приводные машины Баварии . Skokie, IL: Международная публикация. п. 191. ISBN 0-517-42464-9 . CS1 maint: ref = harv (ссылка)

Внешние ссылки [редактировать]

, 5 Симптомы плохого ремня ГРМ и стоимость замены (не отрывайтесь!)

Обновлено

Ремень ГРМ расположен перед двигателем вашего автомобиля. Он сделан из прочного резинового материала, в состав которого входят шнуры, усиленные нейлоном. Таким образом, срок службы ремня ГРМ может быть сохранен.

Ищете хорошее онлайн руководство по ремонту? Нажмите здесь, чтобы увидеть 5 самых популярных вариантов.

Пока ремень привода ГРМ движется внутри двигателя, он находится под большим напряжением и по этой причине имеет тенденцию быстро изнашиваться.В результате вам придется регулярно менять ремень ГРМ, определяемый производителем автомобиля.

Если вы допустите износ ремня ГРМ и не замените его, это может привести к значительным дорогостоящим повреждениям вашего двигателя.

Принцип работы ремня ГРМ

Ремень ГРМ соединяет распределительный вал с коленчатым валом, который управляет поршнями двигателя. Что касается распределительного вала, он отвечает за открытие и закрытие клапанов.

В целом, ремень ГРМ обеспечивает наилучшую работу двигателя, контролируя синхронизацию коленчатого вала и распределительного вала.

Симптомы плохого ремня ГРМ

Если у вас плохой или изношенный ремень ГРМ, могут возникнуть следующие симптомы. После того, как вы испытаете один или несколько из этих симптомов, попросите сертифицированного технического специалиста или механика осмотреть ремень ГРМ, а затем замените его при необходимости.

# 1 — грубая работа двигателя на холостом ходу

На зубчатых ремнях имеются зубья, которые сцепляются с зубчатыми колесами при вращении различных частей и компонентов двигателя. Если эти зубья когда-нибудь начнут отваливаться или становиться хрупкими, зубчатый ремень начнет соскользнуть с шестерен.

Как только это произойдет, зубья упадут прямо на шестерни и образуют толчок в двигателе. Хуже всего то, что двигатель начнет глохнуть, потому что время распредвала выключено.

# 2 — пропуски зажигания в двигателе

Скорострельность двигателя может быть под угрозой из-за износа ремня ГРМ. Если ремень ГРМ соскользнет с зубчатых колес и упадет на распределительный вал, один из цилиндров откроется и закроется слишком рано.

Если это произойдет, может произойти перебои зажигания в двигателе, что означает необходимость немедленной замены ремня.Если вы не замените ремень в ближайшее время, двигатель может быть поврежден.

# 3 — дым от двигателя

Если на улице зима и холодно, может быть трудно определить, действительно ли огромное количество дыма, выходящего из вашей выхлопной трубы, действительно безвредно для пара или водяного пара. Но если вы видите слишком много дыма, который выглядит необычно даже для зимы, то это может быть связано с проблемой ремня ГРМ.

В верхней части каждого цилиндра есть два отверстия, которые отвечают за выпуск выхлопных газов и впуск воздуха.Открытие и закрытие этих отверстий синхронизировано с тем, как движутся цилиндры и как вращается распределительный вал.

Если у вас изношен ремень ГРМ, он станет несинхронизированным, что означает, что выхлоп будет выпущен, а воздух будет впущен в неподходящее время. Результатом будет много дыма, выходящего из вашей выхлопной системы.

# 4 — Снижение давления масла

Ремень ГРМ вращает шестерни распределительного вала. Если ремень не работает, он может пропустить и сломать части распределительного вала.Некоторые из этих частей могут упасть в масляный поддон автомобиля, что приведет к падению давления масла в нижней части двигателя.

Это приведет к полной поломке двигателя. Единственный способ оправиться от этого — восстановить весь двигатель.

# 5 — Поршни или сломанные клапаны

Худшим симптомом, который вы можете испытать, является срезание или поломка ремня ГРМ. В этом случае коленчатый вал начнет вращаться самостоятельно и не будет синхронизирован с движением распределительного вала.

Как только это произойдет, поршень вступит в контакт с клапанами при их открытии. Это может привести к изгибу клапанов или повреждению поршня.

Если вы хотите предотвратить дальнейшее повреждение вашего двигателя, немедленно выключите его, как только вы почувствуете этот симптом, и есть вероятность, что вы можете избежать серьезных повреждений двигателя.

Средняя стоимость замены ремня ГРМ

Стоимость замены ремня ГРМ зависит от количества рабочих часов, потраченных на работу по замене.В конце концов, в некоторых автомобилях гораздо сложнее получить доступ к некоторым компонентам, таким как ремень ГРМ.

Для экономичных автомобилей с небольшими двигателями рабочая сила должна быть дешевле для этого, потому что их легче разобрать. Но если вы едете на внедорожнике или грузовике, у них есть двигатели побольше, что означает, что вы будете платить больше денег.

Средняя стоимость замены ремня ГРМ составит от 300 до 500 долларов в общей сложности (больше для больших легковых, грузовых автомобилей и внедорожников). Сам зубчатый ремень обычно стоит менее 50 долларов, но большая часть работы зубчатого ремня тратится на рабочую силу.

Стоимость рабочей силы будет от 250 до 450 долларов и более. Скорее всего, к этим ценам будут добавлены налоги и сборы.

ПРИМЕЧАНИЕ: Часто рекомендуется заменять водяной насос в то же время, когда он там, так как он находится в той же зоне. Это может стоить немного больше для нового водяного насоса, но вы сэкономите много денег на трудозатратах, если будете делать это позже.

Читайте также: Средняя стоимость замены рулевой колонки

Когда следует заменить ремень ГРМ?

Ремень ГРМ — это одна из тех вещей, которую необходимо заменить в соответствии с графиком производителя автомобилей.Чаще всего это будет между каждыми 75 000 и 100 000 миль . Проверьте руководство вашего владельца для точного графика для вашего автомобиля.

Замена ремня ГРМ — это не та вещь, которую вы можете просто отложить на неопределенное время. В конце концов, ремень порвется, и вы можете получить тысячи долларов повреждения двигателя. Это просто не стоит риска.

Процесс замены ремня ГРМ

Если у вас нет большого опыта по ремонту авто, замена ремня ГРМ — это не простая самостоятельная работа и должна выполняться профессионалом.

Механик должен получить доступ к крышке ГРМ двигателя, сняв различные аксессуары. Сняв крышку, механик проанализирует ремень ГРМ и его шкивы, чтобы увидеть, что необходимо заменить.

В этот момент он начнет снимать ремень ГРМ и заменить его на новый. Скорее всего, они заменят шкивы, натяжители и водяной насос, если они считают это важным.

Как только все новые детали будут установлены, он наденет крышку привода ГРМ и все другие детали, которые были сняты.Теперь, когда все это собрано вместе, его можно проверить при запуске двигателя.

Двигатель работает так, как должен? Время газораспределения хорошее? Если ответ на оба вопроса — да, то вы в хорошей форме. Заплатите механику и тогда все готово.

Регулировка ремня ГРМ распределительного вала

Натяжение зубчатого ремня, приводящего в движение верхний распредвал должны проверяться с интервалами, установленными программой обслуживания, изложенной в руководстве по эксплуатации автомобиля. Проверьте это также всякий раз, когда вы снимаете и устанавливаете ремень или крышка цилиндра ,

Ford, верхний распредвал, двигатель

В двигателе Ford с верхним распределительным валом натяжение устанавливается автоматически, когда два болта ослаблены на натяжителе.

Натяжитель ремня является регулируемым пластина с жокейским колесом или роликом. Если он неправильно отрегулирован — слишком ли он ослаблен или слишком тугой — это может вызвать шум и быстрый износ.

Снятие крышки приводного ремня

Открутите болты крышки ремня.

на большинстве двигатели некоторые детали необходимо снять, прежде чем снимать крышку с зубчатого ремня.

ослабить генератор регулировочные болты и нажмите генератор по направлению к двигатель ослабить поклонник ремень или ремень привода генератора; ослабить ремень.При установке натягивайте его правильно, как описано в Проверка, регулировка и установка приводных ремней ,

На некоторых автомобилях шкив коленвала должен быть снят. Открутите крепежный болт.

Обычно крышку можно снять, не снимая коленчатый вал шкив. Иногда, однако, это должно быть удалено; к отпустите его, открутите крепежный болт шкива и отожмите шкив отверткой.

Открутите болты крышки ремня и осторожно снимите крышку.Натяжное колесо находится ниже распределительный вал шкив.

Регулировка натяжения ремня Ford

Ослабьте болт поворотной пружины с помощью специального шлицевого инструмента, прикрепленного к торцевому ключу.

натяжения устанавливаются автоматически посредством пружины, когда два болта ослабло — болт фиксирующего болта и поворотные пружин.

Сначала ослабьте стопорный болт слева. Для ослабления болта шарнирной пружины вам нужен специально шлицевый инструмент, который припадки в ручку торцевого ключа; это может быть куплено в отделе запчастей дилера Форда или в большинстве автомобильных принадлежностей.

Дайте шкиву коленчатого вала два полных оборота по часовой стрелке, чтобы выровнять натяжение ремня. Убедитесь, что зажигание выключено или аккумулятор отключен.

Чтобы выровнять натяжение ремня, используйте гаечный ключ или торцовый ключ на болте шкива коленвала и поверните коленчатый вал на два оборота. по часовой стрелке ,

Сначала затяните стопорный болт, чтобы удерживать натяжитель в новом положении. Затяните болт поворотной пружины, который имеет точную настройку крутящего момента.

Затяните стопорный болт, затем используйте шлицевый инструмент в Гаечный ключ затянуть болт поворотной пружины. Это должно быть затянуто с точностью крутящий момент установка; сверьтесь с рисунком у дилера или в руководстве по обслуживанию автомобиля.

Установите крышку приводного ремня и ремень вентилятора.

Регулировка натяжения ремня серии Leyland ‘0’

На двигателях Leyland серии O натяжение ремня измеряется с помощью пружинного баланса и регулируется вручную.

Натяжитель ремня не имеет автоматический весна. Чтобы измерить натяжение, используйте пружинный баланс с изогнутым крюком в форме буквы L, чтобы он плотно прилегал к ремню. (При необходимости используйте отдельный крючок L.) Весы пружины должны быть в состоянии измерять не менее 13 фунтов (6 кг).

Установите крюк на ремень посередине между распределительным валом и коленчатым валом. звездочки на уровне Помпа заглушка впускного шланга. Потяните пружинный баланс до тех пор, пока край ремня не совпадет с поднятой отметкой на заглушке впускного шланга водяного насоса.

Весы должны быть 11 фунтов (5 кг) для использованного ремня, 13 фунтов (6 кг) для нового ремня. Если это не так, отрегулируйте натяжение.

Натяжитель представляет собой ролик, который опирается на внешнюю поверхность ремня. Он имеет два регулировочных болта, один из которых установлен на пазу. Ослабьте оба болта настолько, чтобы вы могли сдвинуть натяжитель.

При необходимости переместите натяжитель, чтобы натянуть или ослабить ремень. Зафиксируйте его, затянув болт над пазом.

Еще раз проверить натяжение и при необходимости отрегулировать.Если все правильно, затяните оба болта и установите на место ремень ГРМ чехол и ремень вентилятора.

Как использовать пружинные весы

Проверьте натяжение ремня ГРМ с помощью пружинного баланса с L-образным крюком. Потяните ремень, чтобы выровнять его по отметке на впускной трубе насоса. Ослабьте крепежные болты и переместите натяжитель ремня, чтобы отрегулировать натяжение.

Регулировка натяжения некоторых VW, Vauxhall и аналогичных ремней

На некоторых VW, Vauxhall и подобных двигателях натяжение ремня проверяется скручиванием, а натяжитель регулируется вручную.

Натяжитель ремня не имеет автоматической пружины. Проверьте натяжение, проворачивая ремень большим и указательным пальцами по середине самой длинной прямой линии между двумя главными звездочками.

Если натяжение ремня правильное, вы можете просто повернуть его на 90 градусов.Если вы можете повернуть его больше или меньше, натяжение необходимо отрегулировать.

Натяжение ремня правильное, если вы можете просто повернуть его на 90 градусов большим и указательным пальцами.

Ослабьте единственную гайку в пазе натяжного узла. Сдвиньте натяжитель по часовой стрелке, чтобы увеличить натяжение, а другой способ уменьшить его.

Затянуть гайку натяжителя и снова проверить натяжение. Отрегулируйте при необходимости.

Ослабьте гайку и сдвиньте узел натяжителя по часовой стрелке, чтобы увеличить натяжение.

На некоторых автомобилях VW натяжение ремня регулируется путем ослабления насос крепежные болты и отвод насоса от цилиндр блок.

Если натяжение ремня правильное, установите крышку ремня ГРМ и ремень привода генератора.

Натяжитель на водяном насосе

На некоторых старых автомобилях VW ремень натянут вокруг звездочки водяного насоса. Чтобы отрегулировать натяжение, ослабьте крепежные болты водяного насоса и отведите водяной насос от блока цилиндров.,

Что это — ГРМ? Расшифровка ГРМ

Как звучит расшифровка ГРМ наверняка многие знают. Да, это газораспределительный механизм. Но вот что он делает, да какими свойствами должен обладать, не каждый скажет. Стоит отметить, что механизм этот тем сложнее, чем больше клапанов установлено в моторе. Например, большинство бюджетных автомобилей оснащены 8-клапанными моторами. Они проще в эксплуатации, мощность меньшая, да и ремонт проводится достаточно просто. Особенно замена ремня ГРМ, так как в системе предусмотрен всего один распределительный вал. Меньше меток – выше вероятность точной установки.

Распредвал в механизме газораспределения

Итак, начать стоит с самого главного узла. Конечно, по степени важности их разделение проведено чисто условно, так как даже самый маленький болтик или шпонка играют значительную роль. Но все же распределительный вал – это основа, без него газораспределительный механизм двигателя не сможет работать. С его помощью производится смещение клапанов, они своевременно открываются и закрываются, чтобы впустить в камеру сгорания топливовоздушную смесь, либо выпустить из нее отработавшие газы.

Роль клапанов

Упомянули про клапаны, но без них-то система тоже не сможет функционировать. Они устанавливаются в головке блока цилиндров. В ГБЦ имеются пастели, в которые упираются тарелки поршней. Необходимо, чтобы прилегание плоскостей было максимально герметичным. Только в таком случае можно обеспечить высокую мощность двигателя. Расшифровка ГРМ говорит о том, что распределительный вал должен приводиться в движение. Для этой цели используется ременный механизм, который приводит в движение зубчатый шкив распределительного вала. А для регулирования натяжения ремня используется специальный ролик.

Какую роль играют клапаны в ГРМ

Теперь стоит поговорить о функциях клапанов. Для того чтобы оценить по достоинству их работу, нужно взглянуть на то, как двигатель будет функционировать, если их не будет. Для примера можно взять двухтактные моторы, которые и по сей день используются на мотокосах, бензопилах, на некоторых мопедах и мотоциклах. Во-первых, уровень шума у мотора существенно выше. Это происходит за счет того, что камера сгорания никак не отделена от выхлопной системы. Во-вторых, мощность двигателя существенно ниже, так как герметичность камеры сгорания меньше.

Можно также отметить, что правильная работа газораспределительного механизма четырехцилиндрового двигателя – это залог высокой мощности и крутящего момента. А построить двухтактный четырехцилиндровый двигатель оказывается намного сложнее, а порой и вовсе невозможно. Да и есть ли смысл, если выжать из него максимальные показатели невозможно? Также вспомните о том, что двухтактные двигатели нуждаются в том, чтобы к топливу производилась добавка масла. Вы будете на заправке в бак постоянно отмерять и доливать моторное масло? Скорее всего, нет.

Что будет, если произойдет смещение меток?

А теперь включите фантазию, ведь придется представить непростой процесс, который протекает при смещении меток. Если привод газораспределительного механизма установлен и настроен правильно, с учетом всех меток, то работать двигатель будет идеально. А вот что будет, если вдруг ремень проскользнет на несколько зубьев? Да, такое случается нередко, даже зубчатый ремень способен проскочить на шкиве, если он слабо натянут.

А произойдет буквально следующее: движение поршней в цилиндрах и клапанов будет происходить асинхронно. Расшифровка ГРМ говорит о том, что впуск и выпуск должны происходить своевременно, зависеть от того, в каком положении находятся поршни. Следовательно, такт впуска будет начинаться раньше или позже, аналогично с выпуском. Топливовоздушная смесь будет попадать несвоевременно, ее воспламенение в лучшем случае произойдет в среднем положении поршня в цилиндре. Другими словами, начинается в моторе сплошной хаос. И все это происходит из-за того, что какой-то ремень перескочил на несколько зубьев.

Чем закончится обрыв ремня ГРМ?

А вот если произошел обрыв ремня ГРМ, то не каждый двигатель способен пережить такое событие. На большей части моторов это явление сопровождается тем, что происходит деформация клапанов, которые в буквальном смысле бегут навстречу поршням, будто на свидание. Иногда такая романтическая встреча заканчивается тем, что клапан пробивает поршень насквозь. Устройство газораспределительного механизма подразумевает, что без капитального ремонта не обойтись. Хорошо, если не повредится блок цилиндров.

Самое печальное окончание – это появление трещин на блоке. Немного легче будет, если трещина пойдет по ГБЦ. К сожалению, если автомобиль планируется на продажу, то некоторые владельцы аргоном заваривают и шлифуют эти повреждения. Но это не выход из положения, лучше заменить ГБЦ, пусть даже бывшую в употреблении, но не деформированную и не поврежденную. И не забывайте о том, что замена прокладки тоже проводится в обязательном порядке. Вообще, этот элемент всегда ставится новый, при каждом снятии ГБЦ.

Как установить метки на 8-клапанном моторе?

Допустим, что все подготовительные работы проведены. Ремень генератора снят и осмотрен на наличие повреждений, правая сторона поднята и демонтировано колесо, выкручен болт шкива коленчатого вала. Другими словами, доступ к ремню ГРМ открыт полностью. Теперь главное – сделать все действия правильно.

Первым делом снимите ролик, используя ключ на 17, да не потеряйте шайбу, которая находится под ним. С ее помощью проведена регулировка положения относительно ремня. Теперь можно снять старый ремень, поставить новый ролик. После этого просто установить новый ремень, если не были затронуты шкивы.

Но если все делать по «книжке», то нужно перепроверить, совпадают ли метки, а для этого нужно знать в общих чертах газораспределительный механизм ВАЗ. Ориентироваться нужно на две отметки – на распределительном вале и на маховике. Первая устанавливается напротив пластинки, которая находится на ГБЦ со стороны лобового стекла. Вторую вы сможете увидеть после того, как извлечете резиновую заглушку из картера сцепления. На поверхности маховика находится метка, ее нужно установить четко в середине прорези пластины, которая прикреплена к блоку двигателя. Прокрутка коленвала осуществляется при помощи ключа на 19. Им крутите болт на шкиве коленчатого вала.

Задача усложняется: настройка 16-клапанного мотора

Слишком громкие слова, конечно, но все-таки некоторые автомобилисты хватаются за голову, когда речь идет о 16-клапанных двигателях. Обосновывают такое поведение тем, что много валов и меток, которые очень сложно настроить. Судя по поведению таких личностей, они и в рощице из трех сосен способны заблудиться и долго искать дорогу к дому. Нет ничего невозможного, тем более если речь идет об автомобиле. Вы уже поняли, как звучит расшифровка ГРМ, рассмотрели его основные функции и элементы. В нем нет ничего сверхсложного.

Единственное, что потребуется для установки ремня ГРМ на 16-клапанном двигателе – это зафиксировать взаимное расположение распределительных валов. Для этой цели сначала нужно каждый установить по своим меткам, после чего, стараясь не сместить ни на миллиметр, между ними зафиксировать пластину. Она поможет избавиться от случайного проворачивания валов. С другой стороны, прокрутить распределительный вал очень трудно – большие усилия нужны, чтобы преодолеть сопротивление пружин. Поэтом такая мера носит лишь рекомендательный характер. Куда важнее провести фиксацию коленчатого вала. Вот и все, теперь осталось заменить оба ролика и установить новый ремень. После сборки узла автомобиль готов к эксплуатации.

Как расшифровывается ремень ГРМ и для чего он нужен в машине

Разбираемся в особенностях ГРМ: расшифровка, что это такое, принцип действия газораспределительного механизма и его виды.

Что такое ГРМ?

Прежде чем разобрать, как переводится и расшифровывается аббревиатура ремня ГРМ, рассмотрим, для чего предназначен газораспределительный механизм двигателя в машине и его принцип работы. ГРМ представляет собой распределительное устройство силового агрегата автомобиля, использующееся для дозировки цилиндров установленным количеством горючей смеси. Процедура дозирования при этом осуществляется в определенные временные промежутки.

Устройство и принцип действия

Сам узел представлен головкой блока цилиндров мотора машины, на которой устанавливаются все конструктивные компоненты системы — клапаны, втулки, посадочные седла, пружины, рокера, распредвал, а также корпус подшипниковых устройств. В зависимости от особенностей и типа силового агрегата узел может подавать воздух в цилиндры как с горючим, так и отдельно.

Клапаны устанавливаются в специально предназначенных для их монтажа втулках, расположенных в головке БЦ. Они крепятся благодаря так называемым тарелкам, пружинным элементам и стопорным деталям. Сверху монтируются рокера с возвратной пружиной. Также здесь есть рабочая поверхность, по которой скользят кулачки распределительного вала, издавая при этом минимум посторонних звуков. Верхней конструктивной составляющей является распредвал, установленный в подшипниковые устройства. На более старых авто он монтируется в корпус вкладышей.

Принцип действия начинается с момента вращения звездочки распредвала, которая запускает определенный такт. В результате в работу вступает сам вал. На нем в определенном порядке имеются кулачки, которые должны соответствовать такту.

Когда при запуске силовой агрегат начинает работать с первого цилиндра, то кулачок 1 бьет по рокеру. Последний преодолевает усилие пружинной детали и опускает клапан в самый низ. В результате вращения кулачок соскакивает с поверхности рокера, и тот под давлением пружинки перемещается в изначальное положение. Это приводит к возвращению клапана, который в итоге закрывает камеру сгорания. Аналогично происходит с другими цилиндрами.

Вся процедура синхронизируется с работой коленвала силового агрегата. Если один из клапанов откроется не вовремя, это приведет к невозможности запуска двигателя.

Поэтому в качестве привода газораспределительного механизма применяется коленчатый вал.

Из ролика канала «Сделано в гараже» можно узнать о последствиях обрыва ремня ГРМ.

Виды

Газораспределительные механизмы могут отличаться между собой по месту нахождения распредвала в машине:

  1. Распредвал установлен внутри ГБЦ, а клапана — на верхней части головки. Это позволяет элементам запускать движение так называемых коромысел и штанг-толкателей. Основное достоинство такого механизма заключается в простоте конструкции и надежности системы в целом. Минус — высокая инерционность, в результате чего силовой агрегат не способен быстро набирать обороты, что приводит к потере мощности.
  2. Клапаны могут располагаться в нижней части тарелками вверх. Распределительный вал устанавливается внизу, привод идет от него. Достоинство этого механизма заключается в отсутствии шума. Основной недостаток — сложная по конструкции топливная система. В результате слабого насыщения камеры сгорания топливовоздушной смесью снижается мощность двигателя.
  3. Распредвал может быть установлен непосредственно в головке блока цилиндров с клапанами. Элементы располагаются по бокам от распределительного вала и начинают работать в результате воздействия коромысел, находящихся на одной оси. Эти детали раскачивают кулачки на распредвале. Минусом таких устройств является высокая шумность, а также сложность регулировки зазоров клапанов. Кроме того, в месте контакта устройство работает под высокой нагрузкой.
  4. В некоторых силовых агрегатах распределительный вал устанавливается над клапанами, а тарелки этих элементов расположены снизу. Сам вал в таких моторах приводит в действие клапаны посредством толкателей, находящихся в цилиндрическом корпусе. Основной недостаток такой конструкции заключается в низкой эластичности агрегата и сложности регулировки зазоров.

Причины поломок

Самыми распространенными поломками данного узла представляется обрыв или сбивание фазы. Это приводит к остановке работы двигателя, а также серьезным поломкам, требующим дорогостоящего ремонта. К числу наиболее вероятных причин поломок можно отнести чрезмерный износ, заклинивание помпы натяжителей или валов, а также недостаточный уровень натяжения.

Способы их устранения

Процедура устранения неисправностей значительно отличается и зависит от причины их появления. Чаще всего, ремень требуется натянуть до оптимального состояния, что можно сделать с помощью соответствующего механизма. Однако, при обрыве или других серьезных поломках, может потребоваться замена ГРМ.

Процедура довольно проста и предусматривает выполнение следующих действий:

  1. Демонтировать переднее колесо для получения доступа к шкиву коленвала.
  2. Снять ремень гидроусилителя руля, генератор, свечи и насосный механизм.
  3. Извлечь шкив и правую опору ДВС.
  4. Удалить изношенный ГРМ и установить на его место новый.

Далее, потребуется повторить все операции в обратно порядке, поочередно устанавливая на автомобиль демонтированные узлы. Благодаря простой конструкции, подобные манипуляции можно выполнить своими руками, значительно сэкономив на услугах специалистов.

Процесс ремонта ГРМ

Частенько необходимо производить техническое обслуживание газораспределительного механизма. Основной проблемой являются износ шеек, кулачков вала и увеличение зазоров в подшипниках. Для того, чтобы устранить зазор в подшипниках коленчатого вала, производят его ремонт путем шлифовки опорных шеек и углубления канавок для подачи масла. Шейки нужно отшлифовать под ремонтный размер. После завершения ремонтных работ по восстановлению коленвала, нужно произвести проверку высоты кулачков.

На опорных поверхностях под шейки коленвала не должно быть никаких даже самых незначительных повреждений, а корпуса подшипников обязаны быть без трещин. После чистки и промывки распредвала обязательно нужно проверить зазор между его шейками и отверстием опоры головки цилиндра.

Цепь не должна иметь никаких механических повреждений, быть растянутой более чем на 4мм. Цепь газораспределительного механизма можно регулировать: отверните стопорный болт на пол оборота, поверните коленвал на 2 оборота, затем стопорный болт нужно повернуть до упора.

Для чего служит ремень?

Ремень газораспределительного механизма представляет собой деталь, назначение которой заключается в выполнении функции связующего звена.

Благодаря ремню ГРМ распределительный и коленчатый вал работают синхронно, что способствует правильному функционированию двигателя в целом. В этом заключается необходимость применения ремешка.

Обозначения на ремешке

Разберем несколько примеров перевода расшифровки на ремне ГРМ:

  1. ISO-58111х19. В первых двух цифрах (58) зашифрована серия зубчиков, использующихся на изделии. В этом случае шаг и профиль будут без желобка, форма полукруглая, а высота составляет 3,5 мм. Затем идут три цифры (111), которые указывают на число зубьев. По цифре 19 можно определить ширину изделия. В продаже бывают ремни, зубчики которых выполнены в виде округленной трапеции.
  2. 58127х3/4 HSN. Здесь первые две цифры также обозначают серию зубчиков. Цифры 127 указывают на их число, но нужно учесть, что в ремешках, относящихся к серии 40, это количество условно. Цифры 3/4 говорят о ширине изделия в дюймах. В данном случае она также составляет 19 мм. Метка HSN в самом конце обозначает, что изделие изготовлено из прочного высоконасыщенного нитрила. Этот материал доказал свою прочность. Если таких букв в конце нет, то ремешок выполнен из неопренового каучука.

Таблица: Маркировка ремней

Производители могут по-разному обозначать маркировку своих изделий. В таблице показано, как расшифровать значения ГРМ.

Как устроен ремень ГРМ

Приводной ремень представляет собой замкнутое кольцо, которое выполнено из технической резины. Некоторые модели имеют в составе полимерные нити. Использование резины позволяет добиться минимального уровня шумности.

На большей части двигателей внутреннего сгорания, используются зубчатые ремни.

Они эффективнее настраивают фазы газораспределительного механизма. Такой ремень имеет насечки-зубцы на внутренней поверхности кольца, которые обеспечивают надежное зацепление со шкивами распределительных валов и коленвала.

1. Зубец. 2. Лента.

Применяются следующие разновидности ремней:

  • зубчатые;
  • клиновые;
  • поликлиновые.

Два последних типа применяются крайне редко. По сравнению с зубчатыми ремнями, они не дают достаточную надежность передачи усилия.

Каждый ремень имеет точные размеры по внутреннему диаметру. Ширина ленты также различается. Учитывать эти параметры важно, если нужно будет приобрести неоригинальное изделие.

Цепной или ременной привод

Для обеспечения вращения двух валов применяются ремни или цепи. Цепная передача использовалась в машинах изначально. Цепи могут иметь от одного до трех рядов звеньев, здесь все зависит от мощности силового агрегата.

Цепь: преимущества и недостатки

Достоинство цепи заключается в высоком ресурсе эксплуатации. Ее растяжение компенсируется за счет специально установленного натяжителя. По сравнению с ремешком она функционирует намного дольше.

Цепь необходимо менять только при значительном растяжении или повреждении и обрыве, что происходит довольно редко.

Это единственное преимущество цепной передачи.

Минусы таких устройств:

  1. Использование цепи влияет на шумность работы силового агрегата. Однорядные изделия издают не так много шума, но двух- и трехрядные цепи более громкие. Их применение способствует довольно шумной работе двигателя машины.
  2. Блоки цилиндров, в которых используется цепь, по конструкции представляют собой более сложные устройства. Из-за этого процедура замены изделия значительно усложняется, поскольку автовладельцу нужно иметь прямой доступ к коленвалу.

Ремень: плюсы и минусы

Основные плюсы ременных передач:

  1. Если двигатель оборудован ремнем ГРМ, то такое изделие будет работать значительно тише. Водитель может услышать только один звук при функционировании силового агрегата — слабый стук клапанов.
  2. Простота замены по сравнению с цепной передачей. Если подготовиться, то можно поменять ремень самостоятельно.

Недостатки:

  1. Низкий ресурс эксплуатации привода по сравнению с цепной передачей. В результате длительного использования ремешок обрывается, а это может стать причиной серьезных неисправностей. Восьмиклапанные двигатели практически не страдают от обрывов. В случае с моторами, оборудованными 16 клапанами, сами элементы могут погнуться в результате обрыва. Это приведет к необходимости проведения капитального ремонта, стоимость которого будет значительно выше, чем замена ремешка. Иногда сокращение ресурса и обрыв ремня приводит к образованию трещин на головке или самом блоке цилиндров. Единственным вариантом решения проблемы будет установка новой ГБЦ, при этом меняется и прокладка.
  2. Необходимость замены натяжного ролика вместе с ремнем. В некоторых случаях автовладельцам также надо менять водяное насосное устройство и комплект шайб. Ресурс эксплуатации ремешка в среднем составляет около 60 тысяч км пробега. Но если учесть сложные условия использования и наличие брака во многих запчастях, специалисты рекомендуют менять ремень раньше.

Как определить, что пора менять

Тут в большей мере придётся полагаться на свои глаза. Замена не за горами, если при его визуальном осмотре замечены:

  • следы масла;
  • чрезмерно изношенные зубцы на внутренней поверхности и трещины в них;
  • разнообразные деформации, такие как выпуклости, расслоения, различные складки и порезы;
  • разлохмаченность поверхности и явно торчащие нитки.

В таблице ниже приведён более расширенный перечень дефектов раходника, вероятных причин их возникновения и рекомендуемых мер по устранению.


Перечень возможных дефектов ремня ГРМ, причин из возникновения и меры по устранению

Более подробно смотрите в видео

Весь процесс имеет четкую синхронизацию с коленчатым валом двигателя, ведь если клапан откроется не то время, которое нужно, мотор попросту не запустится. Поэтому для привода ГРМ используют сам коленвал.

Видео о ГРМ в автомобиле

Читайте также: Что такое ДМРВ и какие функции оно выполняет.

Задача усложняется: настройка 16-клапанного мотора

Слишком громкие слова, конечно, но все-таки некоторые автомобилисты хватаются за голову, когда речь идет о 16-клапанных двигателях. Обосновывают такое поведение тем, что много валов и меток, которые очень сложно настроить. Судя по поведению таких личностей, они и в рощице из трех сосен способны заблудиться и долго искать дорогу к дому. Нет ничего невозможного, тем более если речь идет об автомобиле. Вы уже поняли, как звучит расшифровка ГРМ, рассмотрели его основные функции и элементы. В нем нет ничего сверхсложного.

Единственное, что потребуется для установки ремня ГРМ на 16-клапанном двигателе – это зафиксировать взаимное расположение распределительных валов. Для этой цели сначала нужно каждый установить по своим меткам, после чего, стараясь не сместить ни на миллиметр, между ними зафиксировать пластину. Она поможет избавиться от случайного проворачивания валов. С другой стороны, прокрутить распределительный вал очень трудно – большие усилия нужны, чтобы преодолеть сопротивление пружин. Поэтом такая мера носит лишь рекомендательный характер. Куда важнее провести фиксацию коленчатого вала. Вот и все, теперь осталось заменить оба ролика и установить новый ремень. После сборки узла автомобиль готов к эксплуатации.

Видео «Принцип работы ГРМ»

В этом видео показано устройство газораспределительного механизма, подробно рассматривается принцип работы.

Видео «Ресурс эксплуатации ремней ГРМ»

О фактическом ресурсе эксплуатации ремней ГРМ можно узнать из ролика, снятого каналом Avto-Blogger.

Обрыв устройства

Обрыв ремня ГРМ – очень страшное явление для автомобиля. Как мы уже сказали ранее, последствия для двигателя в такой ситуации могут быть весьма серьезными. Если быть более конкретным, при обрыве ремня распределительный вал останавливается в одном положении. А коленвал продолжает крутиться далее. В итоге поршень начинает бить по открытым клапанам и попросту их гнет. В некоторых случаях ремонт не ограничивался заменой деформированных деталей – приходилось восстанавливать всю поршневую группу двигателя.

Управление этапами газораспределения

Современные модели двигателей претерпели значительные изменения, получив новые управляющие системы, в основе которых лежат микропроцессоры – так называемые ЭБУ. В сфере моторостроения основной задачей стало не только увеличение мощности, но и экономичность выпускаемых силовых агрегатов.

Повысить эксплуатационные показатели двигателей, снизив при этом расход топлива, удалось только с использованием систем контроля ГРМ. Двигатель с такими системами не только потребляет меньше топлива, но и не теряет в мощности, благодаря чему их стали использовать повсеместно при производстве автомобилей.

Принцип работы таких систем заключается в том, что они контролируют скорость вращения распределительного вала ГРМ. По сути, клапаны открываются немного раньше за счет того, что распредвал проворачивается в направлении вращения. Собственно, в современных двигателях распределительный вал больше не вращается относительно коленчатого вала с неизменной скоростью.

Основной задачей остается максимально эффективное наполнение цилиндров двигателя в зависимости от выбранного режима его работы. Такие системы отслеживают состояние двигателя и корректируют подачу топливной смеси: к примеру, при холостом ходе ее объемы сводятся практически к минимуму, поскольку топливо в больших количествах не требуется.

К чему может привести обрыв ремня?

Самыми распространенными «поломками» ремня являются срезание зубьев и обрыв. В лучшем случае вы отделаетесь только сменой ремня.

Это происходит достаточно редко, если поршни в верхней мертвой точке не достают до открытых клапанов.

У современных многоклапанных двигателей из-за обрыва ремня, в лучшем случае может произойти деформация стержней клапанов, в худшем случае (это грозит дизелям) придется менять поршень. То есть в любом случае ремонт будет не самым простым.

Но даже просто поменять ремень у современного автомобиля достаточно проблематично, настолько плотно подогнаны агрегаты друг к другу. Иногда даже руку невозможно просунуть. Потребуется и хороший инструмент, и домкрат.

На современных иномарках не стоит даже задумываться о ремонте где-то в пути. А вот байка про женские колготки весьма подойдет для классических ВАЗов.

ГРМ расшифровка названия, для чего нужен ГРМ

При покупке запчастей для своего автомобиля, необходимо знать конкретно, какая деталь нужна именно вам. Поэтому очень важно знать большое количество аббревиатур, одной из которых является ГРМ. Расшифровка этого узла предельно проста и сейчас вы узнаете, что это такое.

Что такое ГРМ

ГРМ – это газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания и предназначен для дозирования цилиндров определенным количество топливовоздушной смеси в заданные промежутки времени. Работа ГРМ четко синхронизирована с вращением коленчатого вала.

Газораспределительный механизм представлен головкой блока цилиндров, на которой располагаются все необходимые элементы – это клапана, их втулки, седла, а также пружины, рокера, распределительный вал и корпус подшипников. В зависимости от конструкции и типа двигателя, механизм может подавать воздух, как отдельно, так и вместе с топливом.

Сами клапана располагаются в специальных втулках, установленных в ГБЦ. Клапана фиксируются при помощи специальных тарелок, двух пружин и стопорных «сухариков». Поверх них крепятся рокера с возвратной пружиной и имеются специальную поверхность, которая позволяет скользить кулачкам распредвала с минимум шума. Самой верхней же частью является распределительный вал, который заключен внутри корпуса подшипников, а на старых автомобилях – вкладышей.

Принцип действия газораспределительного механизма

Звездочка распределительного вала начинает вращение, запуская тот или иной такт. В движение приводится вал, на котором расположены кулачки в разном порядке, соответствующем определенному такту. Если работа двигателя начинается с первого цилиндра, то первый кулачок ударит по рокеру и тот, преодолевая усилие пружины, опустит клапан вниз. В процессе вращения, кулачок соскакивает с рокера и тот под действием пружины возвращается в исходное положение. Соответственно вернется и клапан, который закроет камеру сгорания. То же самое происходит со всеми остальными.

Более подробно смотрите в видео

Весь процесс имеет четкую синхронизацию с коленчатым валом двигателя, ведь если клапан откроется не то время, которое нужно, мотор попросту не запустится. Поэтому для привода ГРМ используют сам коленвал.

Цепной или ременный привод ГРМ

Чтобы привести два вала, расположенные на расстоянии друг от друга, необходимо использовать цепную или ременную передачу. Изначально в автомобилях применялась именно цепь. Ее преимуществом было то, что она долговечна, а ее растяжение компенсировалось специальным натяжным устройством. В зависимости от мощности силовой установки, цепь может быть одно-, двух- или трехрядная.

Однако такой подход очень неблаготворно влияет на шумность работы двигателя. Если однорядная цепь издавала минимум шума, то двухрядная уже сама по себе говорила о том, что мотор достаточно громкий. Кроме того, блоки цилиндров, изготавливаемые под цепной привод ГРМ, усложняли ее замену, так как для этого крайне необходимо получить доступ к коленчатому валу напрямую.

Совсем другая ситуация обстоит с ременным приводом, который практически не издает никакого шума. Единственное, что можно услышать при работе двигателя – это легкие стуки клапанного механизма. Однако у ременной передачи есть и недостатки. ГРМ с таким приводом недолговечен, а значит, рано или поздно может порваться, что влечет за собой довольно серьезные последствия. Для 8-ми клапанных мотор это практически не проблема, а вот если говорить о 16-ти клапанных двигателях, то тут есть риск просто загнуть сами клапана и тогда ремонт обойдется намного дороже замены ремня.

Кроме того, многие автомобили вместе с заменой ремня предусматривают замену натяжного ролика, водяного насоса и набора шайб. Менять все это необходимо каждые 60 тысяч километров, хотя если учесть брак во многих деталях, то выполнять эту процедуру желательно пораньше. Цепь же такой замены потребует только в случае ее сильного растяжения или обрыва (что происходит очень редко).

Не смотря на все различия и серьезные преимущества ременного привода, многие автогиганты до сих пор отдают предпочтение именно металлической цепи.

Читайте так же

Что такое в машине грм


Что такое ремень ГРМ: расшифровка и назначение?

Что такое ГРМ — расшифровка которого описана в данной статье, важно знать любому автолюбителю. Это необходимо для того, чтобы не было неприятных сюрпризов при выходе из строя какого-либо комплектующего газораспределительного механизма.

ГРМ расшифровывается как газораспределительный механизм. Его назначение подавать в цилиндры воздушно-топливную смесь (ВТС) с определенной периодичностью, а также выводить из камер цилиндров отработанные газы. Вместо ВТС может поступать просто воздух, это зависит от конструкции двигателя в автомобиле. Мотор будет выполнять свои функции, если вовремя будут открываться и закрываться клапана и правильно ходить поршни в цилиндрах.

Газораспределительные механизмы различаются типом привода, идущего от коленвала. Он может быть цепным и ременным.

Виды привода ГРМ

Отличаются ГРМ расположением распределительного вала в автомобиле:

  1. Клапаны могут располагаться сверху в головке цилиндра, а распределительный вал внутри блоков цилиндров. Благодаря клапанам приводятся в движение коромысла и штанги-толкатели. Преимуществом этой системы является простая конструкция и соответственно высокая надежность. Недостаток – большая инерционность, что не дает набирать высокие обороты, что снижает мощность.
  2. При нижнем расположении клапанов, они располагаются снизу тарелками вверх. Распредвал размещается снизу и от него непосредственно идет привод. Плюс этой системы — малый шум и простота изготовления. Минус — в сложной системе топливной системы, из-за этого падает мощность, так как происходит слабое насыщение камер качественной ВТС.
  3. Разновидностью ГРМ являются двигатели, в которых распределительный вал находится в головке цилиндров вместе с клапанами. Существуют моторы, в которых клапаны находятся с двух сторон от распредвала и приводятся в действие коромыслами, нанизанными на одну ось. Коромысла раскачивают кулачки на распределительном валу. К недостаткам системы относится высокая шумность и сложность настроек клапанных зазоров, а также большая нагрузка в местах контактов.
  4. Есть системы, где распредвал расположен над клапанами, тарелки которых находятся снизу. При такой конструкции распределительный вал двигает клапана с помощью толкателей цилиндрического типа. Недостаток системы в низкой эластичности двигателя и сложности настройки зазоров для клапанов. Эти системы, в свою очередь, делятся на два вида по количеству клапанов, приходящихся на один цилиндр: два и четыре.

    Устройство ГРМ двигателя внутреннего сгорания

Механизм с клапанным газораспределением является самым распространенным среди ГРМ, устанавливаемых на 4-х контактных ДВС поршневого типа. ГРМ играет важную роль в правильном функционировании силового агрегата в автомобиле. Благодаря ему синхронизируется работа поршней и клапанов, которые движутся в нужных фазах. Без этой синхронизации мотор работать не будет.

Для чего служит ремень ГРМ

Теперь разберемся, что такое ремень ГРМ, какой принцип действия. Его основное назначение — связывать между собой распредвал и коленчатый вал.

Назначение и принцип действия устройства

Привод ГРМ представляет собой резиновое изделие с зубчатой внутренней поверхностью. Изготовленный из прочной резины, он надевается на коленвал и на одну или несколько шестерен распредвала. Назначение зубьев — обеспечивать хорошее сцепление и исключать проскальзывание. Их количество строго определено, так как от того зависит синхронизация коленвала и распредвалов. Например, на двигателях ВАЗ-2111 и ВАЗ-2112 устанавливаются ремни распредвалов с 111 и 136 зубьями соответственно.

Ремень газораспределительного механизма

Провод распредвала является важной комплектующей автомобиля, поэтому следует разобраться, что такое ремешок ГРМ, и постоянно контролировать его состояние. Выполнять замену следует согласно регламента через 30-45 тысяч километров пробега или при повреждении его частей. При несвоевременной замене ремень может оборваться, что приведет к (в лучшем случае), остановке машины, в худшем к поломке ДВС и его капремонту или замене. Причина этого в том, что при разрыве или соскоке ремня исчезает синхронизация валов, в результате поршни начинают ударять по клапанам. Так как это чаще всего происходит на высоких оборотах, комплектующие быстро приходят в негодность.

Продлить срок службы двигателя позволяет правильная его эксплуатация. Не стоит запускать двигатель с помощью буксировки, именно в эти моменты большая вероятность обрыва и соскока ремня ГРМ, что приводит к поломке силового агрегата. Дешевле найти и устранить причину неполадки, или вызвать эвакуатор, чем делать капитальный ремонт силовому агрегату. Кроме синхронизации валов, ремень может выполнять функцию привода для насоса:

  • охлаждающей жидкости;
  • масла;
  • топлива с высоким давлением и др.

От исправной работы ГРМ и ремня зависит правильное функционирование двигателя в автомобиле, поэтому следует следить за состоянием системы газораспределения: соблюдать регламентные проверки и вовремя выполнять замены комплектующих, которые пришли в негодность.

Расшифровка обозначений ремня ГРМ

Расшифровку обозначений ремня газораспределительного механизма по международным стандартам можно рассмотреть на примере ремня для силового агрегата ВАЗ-2111. На этих двигателях устанавливается ремень ISO-58111×19. Первые две цифры – 58 – содержат зашифрованную серию зубьев. В рассматриваемом случае шаг и профиль без желобка, полукруглой формы с высотой 3,5 мм.  Следующие цифры – 111 – означают количество зубьев. За знаком X идет цифра 19, обозначающая ширину ремня. Могут встретиться зубья в форме скругленной трапеции (эвольвентные). Они полностью могут заменяться описанными выше.

Многие производители зубчатых ремней указывают не обозначение по ISO, а номер, который соответствует собственному каталогу. Ниже приведена таблица с обозначениями и краткими характеристиками ремней разных производителей.

Зубчатый ремень фирмы Dayco
ПроизводительОбозначения ремня
ДВС 8VДВС 16V
ContitechCT 527CT 996Ремни марки поставляются во многие страны мира. Они могут устанавливаться как на отечественные, так и на импортные марки машин.
BoschZP 1 987 949 095ZP 1 987 049 559Надежные, малошумные обеспечивают синхронную передачу в течение всего срока эксплуатации. Имеют широкое применение.
Gates55215539Компания находится на рынке уже более 100 лет, предлагает широкий спектр приводов как для зарубежных, так и для отечественных автомобилей.
Dayco111 SP 190 EEU136 SP 254 HРемни обладают высоким износостойкими качествами. Компания поставляет 40 лет ведущим фирмам продукцию для первичной комплектации, поэтому имеет безупречную репутацию.

Важны не только геометрические параметры, но также и эксплуатационные характеристики зубчатых ремней. Ремни должны быть:

  • прочными на разрыв;
  • надежными;
  • соединение с основой должно выдерживать эксплуатацию в широком диапазоне температур;
  • наработка должна выдерживать до полного износа;
  • после наработки должно существовать допустимое удлинение.

Таким образом, следует использовать ремни проверенных производителей, имеющих высокое качество и долгий срок службы.

Видео «Принцип работы ГРМ»

В этом видео показано устройство газораспределительного механизма, подробно рассматривается принцип работы.

Что такое ремень ГРМ — DRIVE2

Обрыв ремня ГРМ:Ремень ГРМ представляет собой элемент, который используется для синхронизации работы коленчатого и распределительного валов автомобильного двигателя. Нередко инструкции по эксплуатации машины содержат информацию о том, как производить замену ремня ГРМ. Но некоторые начинающие водители вообще не понимают, что такое ГРМ и какие функции он выполняет.

— Для того чтобы увидеть ремень ГРМ нужно просто открыть капот автомобиля. Он изготовлен из резины, а на его внутренней поверхности расположены своеобразные зубцы. Данный ремень охватывает одновременно несколько шкивов. В начале статьи было упоминание о том, что ремень используется для объединения коленвала и распредвала, однако на самом деле он также проходит через иные агрегаты. Именно по этой причине ремень ГРМ изнашивается достаточно быстро. Как правило, обрыв ремня ГРМ случается по той причине, что автовладелец попросту не произвел своевременную замену этого важного элемента.

— Если кратко упомянуть о замене ремня ГРМ, то сначала необходимо демонтировать все детали, которые могут препятствовать данному процессу. Сначала надо осуществить демонтаж коленвала и его установку в позицию верхней точки первого моторного цилиндра. Для этого понадобится пусковая рукоятка. Когда метки на шкиве и коленчатом вале будут совпадать, необходимо заменить ремень ГРМ.

— Что такое ремень ГРМ? Многих водителей-новичков интересует вопрос о том, что такое ремень ГРМ. Речь идет о замкнутом кольце из резины, на внутренней поверхности которого можно увидеть специальные насечки. Поскольку для изготовления ремня ГРМ используется резина, его работа является почти бесшумной. Однако по причине постоянного трения может произойти обрыв ремня ГРМ.

— В результате износа ремня газораспределительного механизма он начинает провисать. Если своевременно не уладить данный вопрос, может произойти обрыв ремня ГРМ. Если вы уже поняли, что такое ремень ГРМ, и для чего он нужен в силовом агрегате, то вопрос о том, надо ли регулярно менять данный элемент, вероятно, даже не будет подниматься. Еще одним фактором, который может вызвать обрыв ремня ГРМ, считается заводской брак или использование резины низкого качества. В некоторых автомобилях даже созданы механизмы, защищающие мотор от различных повреждений, которые могут произойти в тот момент, когда обрывается ремень ГРМ.

— Двигатели обладают немалым крутящим моментом, в связи с чем в большинстве случаев в результате обрыва ремня ГРМ повреждаются клапана, а также иные элементы мотора. По этой причине сам себе автомеханик рекомендует своевременно менять ремень ГРМ, так как это гораздо дешевле, нежели осуществление капитального ремонта силового агрегата. Поэтому необходимо время от времени осматривать ремень. Если вы заметите механические повреждения либо провисание, необходимо произвести замену ремня ГРМ. Для этого надо ознакомиться с руководством по эксплуатации машины.

Что такое ГРМ?

Что из себя представляет газораспределительный механизм в автомобиле, что такое ремень ГРМ и для чего он служит – это практически обязан знать каждый автомобилист, для того, чтобы своевременно предотвратить возможные тяжёлые последствия для авто, в случае выхода из строя деталей газораспределительного механизма.

Механизм газораспределения служит в автомобиле для подачи в цилиндры топливно-воздушной смеси, причём в чётко определённые моменты, а также для выпуска из камер цилиндров уже отработавших газов. Зависимо от конкретного типа двигателя, вместо топливно-воздушной смеси, через клапаны может подаваться просто воздух. Основные функции двигателя возможны только при наличии чётко налаженного механизма своевременного открытия и закрытия каждого клапана, а также правильного хода поршней в цилиндрах.

ГРМ бывают нескольких видов. Различные виды механизмов отличаются по ряду параметров. Системы ГРМ различают по типу привода, который может быть от коленчатого вала, цепным или ременным, и по расположению распредвала.

Нижнеклапанный, где клапаны располагаются снизу тарелками вверх, а привод идёт непосредственно от распределительного вала, расположенного под ними, характерен низким уровнем шума и максимальной простотой в производстве, однако из-за того, что пути топлива здесь более сложные, в таком механизме наблюдается меньшая мощность из-за слабого насыщения камер качественной топливной смесью.

В верхнеклапанном ГРМ, клапаны располагают вверху, в головке цилиндров, а распредвал – в блоках цилиндров. В движение клапаны приводят штанги-толкатели и коромысла. Плюсом этой системы также является относительная простота и, соответственно, надёжность конструкции. Минусом же есть очень большая степень инерционности, из-за которой невозможно развивать высокие обороты, следовательно, также теряя в мощности.

Также существуют силовые агрегаты, где в головке цилиндров находится распредвал. Это агрегаты с одним распредвалом, и клапанами, также располагающимися внутри головок цилиндров. Различают агрегаты с коромысельными клапанными приводами, где клапаны расположены по обеим сторонам от распределительного вала, и приводятся при помощи коромысел, которые насажены на единую совместную ось. Коромысла же толкают кулачки распределительного вала с одной стороны в другую. Минусами такой системы можно назвать высокий уровень шума и довольно сложную настройку зазоров для клапанов, а также очень большие уровни нагрузок для мест контактов.

Существует и ГРМ, где распредвал находится непосредственно над клапанами, с тарелками вниз. В этой системе распредвал двигает клапаны при помощи толкателей цилиндрического вида. Минусы этой системы – низкая эластичность характеристик агрегата, высокая сложность точной регулировки клапанных зазоров. Система различается ещё и по подвидам. Подвид зависит от того, сколько конкретно клапанов приходится на один цилиндр. Соответственно, это ГРМ с двумя клапанами для одного цилиндра, или с четырьмя клапанами для одного цилиндра.

Наиболее распространённой модификацией газораспределительных механизмов, который применяется на большинстве четырёхтактных агрегатов внутреннего сгорания поршневого типа, является именно механизм клапанного газораспределения.

Механизм распределения газов важнейшую роль в общем правильном функционировании автомобиля. С его помощью ход поршней и клапанов в системе двигателя синхронизируются и работают в необходимых фазах своевременно. Без точной синхронизации всех элементов в двигателе, в частности внутри цилиндров, двигатель работать не будет.

Привод или ремень ГРМ – это связующее звено между коленчатым валом и распределительными валами. Сам по себе ремень ГРМ выполнен зубчатым, как правило из довольно прочной резины, чтобы его можно было надеть на шестерни коленвала и одну или несколько шестерней распределительных валов. Он имеет всегда определённое количество зубьев, что очень важно, потому как в данном случае очень важна идеальная синхронизация коленчатого вала и распределительных валов.

Ремень ГРМ является одной из наиболее важных и ответственных деталей во всём автомобиле. За ней необходимо следить и стараться следовать регламентам проверок или замены от производителя. Как правило, замена ремня регламентируется определённым пробегом. Чаще всего, для автомобилей отечественного производства это порядка 50 тысяч километров, для иномарок – 100 тысяч километров. Также регламент замены ремня может быть установлен и по времени.

Своевременная замена ремня ГРМ так важна, потому как последствия обрыва этого ремня в случае износа, или даже его перескока всего на пару-тройку зубъев, практически гарантированно приводят минимум к капитальному ремонту двигателя, а скорее всего – его замене. Это происходит из-за того, что при обрыве или соскоке ремня, синхронизация коленвала и распределительных валов тут же пропадает, происходят удары поршней о клапаны. Если учесть, что это может произойти на скорости, при высоких оборотах двигателя, которыми характерны все современные автомобили, элементы двигателя моментально придут в негодность.

Помимо необходимости проверки и своевременной замены ремня ГРМ, для того, чтобы избежать основательной поломки двигателя, также категорически запрещается заводить автомобиль с помощью буксировки. Пренебрежение именно этим правилом очень часто приводит к тому, что двигатель выходит из строя полностью, по причине обрыва или соскока ремня ГРМ, что очень вероятно при попытках завести машину с буксира. Соответственно, устранить причины, по которым автомобиль не заводится самостоятельно или даже вызывать эвакуатор, в большинстве случаев обойдётся гораздо дешевле, чем капитальный ремонт двигателя или же новый двигатель.

Сам по себе ремень ГРМ не требует смазывания, поэтому всегда устанавливается в открытом виде. Однако, в сравнении с цепью, ремень имеет гораздо менее длительный ресурс работы. Тем более, что помимо валов для распределения, этот привод может одновременно служить ещё и приводом, например, насоса масла, жидкости для охлаждения, насоса топлива с высоким давлением и прочего.

Газораспределительный механизм и его отлаженная работа являются основным критерием долгой и исправной работы двигателя автомобиля, поэтому за компонентами этого механизма, в особенности за ремнём привода ГРМ необходимо ответственно и тщательно следить, дабы оградить себя и свой автомобиль от крайне нежелательных негативных последствий.

Как расшифровывается ремень ГРМ и для чего он нужен в машине

Главная страница » ГРМ » Как расшифровывается ремень ГРМ и для чего он нужен в машине

Газораспределительный механизм (ГРМ) — узел, который состоит из множества конструктивных элементов, работающих синхронно. В этой статье мы расскажем, какая используется расшифровка для ремня ГРМ и в чем заключается принцип действия механизма в целом.

Прежде чем разобрать, как переводится и расшифровывается аббревиатура ремня ГРМ, рассмотрим, для чего предназначен газораспределительный механизм двигателя в машине и его принцип работы. ГРМ представляет собой распределительное устройство силового агрегата автомобиля, использующееся для дозировки цилиндров установленным количеством горючей смеси. Процедура дозирования при этом осуществляется в определенные временные промежутки.

Устройство и принцип действия

Сам узел представлен головкой блока цилиндров мотора машины, на которой устанавливаются все конструктивные компоненты системы — клапаны, втулки, посадочные седла, пружины, рокера, распредвал, а также корпус подшипниковых устройств. В зависимости от особенностей и типа силового агрегата узел может подавать воздух в цилиндры как с горючим, так и отдельно.

Клапаны устанавливаются в специально предназначенных для их монтажа втулках, расположенных в головке БЦ. Они крепятся благодаря так называемым тарелкам, пружинным элементам и стопорным деталям. Сверху монтируются рокера с возвратной пружиной. Также здесь есть рабочая поверхность, по которой скользят кулачки распределительного вала, издавая при этом минимум посторонних звуков. Верхней конструктивной составляющей является распредвал, установленный в подшипниковые устройства. На более старых авто он монтируется в корпус вкладышей.

Принцип действия начинается с момента вращения звездочки распредвала, которая запускает определенный такт. В результате в работу вступает сам вал. На нем в определенном порядке имеются кулачки, которые должны соответствовать такту.

Когда при запуске силовой агрегат начинает работать с первого цилиндра, то кулачок 1 бьет по рокеру. Последний преодолевает усилие пружинной детали и опускает клапан в самый низ. В результате вращения кулачок соскакивает с поверхности рокера, и тот под давлением пружинки перемещается в изначальное положение. Это приводит к возвращению клапана, который в итоге закрывает камеру сгорания. Аналогично происходит с другими цилиндрами.

Вся процедура синхронизируется с работой коленвала силового агрегата. Если один из клапанов откроется не вовремя, это приведет к невозможности запуска двигателя.

Поэтому в качестве привода газораспределительного механизма применяется коленчатый вал.

Из ролика канала «Сделано в гараже» можно узнать о последствиях обрыва ремня ГРМ.

Виды

Газораспределительные механизмы могут отличаться между собой по месту нахождения распредвала в машине:

  1. Распредвал установлен внутри ГБЦ, а клапана — на верхней части головки. Это позволяет элементам запускать движение так называемых коромысел и штанг-толкателей. Основное достоинство такого механизма заключается в простоте конструкции и надежности системы в целом. Минус — высокая инерционность, в результате чего силовой агрегат не способен быстро набирать обороты, что приводит к потере мощности.
  2. Клапаны могут располагаться в нижней части тарелками вверх. Распределительный вал устанавливается внизу, привод идет от него. Достоинство этого механизма заключается в отсутствии шума. Основной недостаток — сложная по конструкции топливная система. В результате слабого насыщения камеры сгорания топливовоздушной смесью снижается мощность двигателя.
  3. Распредвал может быть установлен непосредственно в головке блока цилиндров с клапанами. Элементы располагаются по бокам от распределительного вала и начинают работать в результате воздействия коромысел, находящихся на одной оси. Эти детали раскачивают кулачки на распредвале. Минусом таких устройств является высокая шумность, а также сложность регулировки зазоров клапанов. Кроме того, в месте контакта устройство работает под высокой нагрузкой.
  4. В некоторых силовых агрегатах распределительный вал устанавливается над клапанами, а тарелки этих элементов расположены снизу. Сам вал в таких моторах приводит в действие клапаны посредством толкателей, находящихся в цилиндрическом корпусе. Основной недостаток такой конструкции заключается в низкой эластичности агрегата и сложности регулировки зазоров.

Для чего служит ремень?

Ремень газораспределительного механизма представляет собой деталь, назначение которой заключается в выполнении функции связующего звена.

Благодаря ремню ГРМ распределительный и коленчатый вал работают синхронно, что способствует правильному функционированию двигателя в целом. В этом заключается необходимость применения ремешка.

Обозначения на ремешке

Разберем несколько примеров перевода расшифровки на ремне ГРМ:

  1. ISO-58111х19. В первых двух цифрах (58) зашифрована серия зубчиков, использующихся на изделии. В этом случае шаг и профиль будут без желобка, форма полукруглая, а высота составляет 3,5 мм. Затем идут три цифры (111), которые указывают на число зубьев. По цифре 19 можно определить ширину изделия. В продаже бывают ремни, зубчики которых выполнены в виде округленной трапеции.
  2. 58127х3/4 HSN. Здесь первые две цифры также обозначают серию зубчиков. Цифры 127 указывают на их число, но нужно учесть, что в ремешках, относящихся к серии 40, это количество условно. Цифры 3/4 говорят о ширине изделия в дюймах. В данном случае она также составляет 19 мм. Метка HSN в самом конце обозначает, что изделие изготовлено из прочного высоконасыщенного нитрила. Этот материал доказал свою прочность. Если таких букв в конце нет, то ремешок выполнен из неопренового каучука.
Таблица: Маркировка ремней

Производители могут по-разному обозначать маркировку своих изделий. В таблице показано, как расшифровать значения ГРМ.

Расшифровка ремней по марке авто и типу двигателя Расшифровка ремней по марке машины и типу двигателя Расшифровка ремней по марке машины и типу двигателя Расшифровка ремней по марке машины и типу двигателя

Цепной или ременной привод

Для обеспечения вращения двух валов применяются ремни или цепи. Цепная передача использовалась в машинах изначально. Цепи могут иметь от одного до трех рядов звеньев, здесь все зависит от мощности силового агрегата.

Цепь: преимущества и недостатки

Достоинство цепи заключается в высоком ресурсе эксплуатации. Ее растяжение компенсируется за счет специально установленного натяжителя. По сравнению с ремешком она функционирует намного дольше.

Цепь необходимо менять только при значительном растяжении или повреждении и обрыве, что происходит довольно редко.

Это единственное преимущество цепной передачи.

Минусы таких устройств:

  1. Использование цепи влияет на шумность работы силового агрегата. Однорядные изделия издают не так много шума, но двух- и трехрядные цепи более громкие. Их применение способствует довольно шумной работе двигателя машины.
  2. Блоки цилиндров, в которых используется цепь, по конструкции представляют собой более сложные устройства. Из-за этого процедура замены изделия значительно усложняется, поскольку автовладельцу нужно иметь прямой доступ к коленвалу.
Ремень: плюсы и минусы

Основные плюсы ременных передач:

  1. Если двигатель оборудован ремнем ГРМ, то такое изделие будет работать значительно тише. Водитель может услышать только один звук при функционировании силового агрегата — слабый стук клапанов.
  2. Простота замены по сравнению с цепной передачей. Если подготовиться, то можно поменять ремень самостоятельно.

Недостатки:

  1. Низкий ресурс эксплуатации привода по сравнению с цепной передачей. В результате длительного использования ремешок обрывается, а это может стать причиной серьезных неисправностей. Восьмиклапанные двигатели практически не страдают от обрывов. В случае с моторами, оборудованными 16 клапанами, сами элементы могут погнуться в результате обрыва. Это приведет к необходимости проведения капитального ремонта, стоимость которого будет значительно выше, чем замена ремешка. Иногда сокращение ресурса и обрыв ремня приводит к образованию трещин на головке или самом блоке цилиндров. Единственным вариантом решения проблемы будет установка новой ГБЦ, при этом меняется и прокладка.
  2. Необходимость замены натяжного ролика вместе с ремнем. В некоторых случаях автовладельцам также надо менять водяное насосное устройство и комплект шайб. Ресурс эксплуатации ремешка в среднем составляет около 60 тысяч км пробега. Но если учесть сложные условия использования и наличие брака во многих запчастях, специалисты рекомендуют менять ремень раньше.

Фотогалерея

На фото можно посмотреть, как выглядит цепной и ременной привод ГРМ.

Цепной привод ГРМ Ременной привод ГРМ Загрузка …

Видео «Ресурс эксплуатации ремней ГРМ»

О фактическом ресурсе эксплуатации ремней ГРМ можно узнать из ролика, снятого каналом Avto-Blogger.

У Вас остались вопросы? Специалисты и читатели сайта AUTODVIG помогут вам, задать вопрос Была ли эта статья полезна?Оценить пользу статьи: (3 голос(ов), среднее: 4,67 из 5) Загрузка…

FAQ: ремень ГРМ

 Что такое ремень ГРМ?

В двух словах, ремень ГРМ – это резиновый ремень с насечками с внутренней стороны, который соединяет коленвал и распредвал двигателя. Коленвал вращается за счет поршней через связующие ремни. Это происходит по тому же принципу, что и вращение шестерни велосипеда. Распредвал должен открывать клапаны в верхней точке движенья поршня, поэтому необходимо синхронизировать вращения распределительного и коленчатого валов. Этой цели служит ремень ГРМ. Посредствам зубцов он приводит шкивы обоих валов и регламентирует их вращение.

На всех ли автомобилях есть ремни ГРМ?

Строго говоря – НЕТ. На некоторых автомобилях коленчатый вал и распределительный вал приводятся цепью, в устройстве некоторых двигательей реализован принцип соединения обоих валов агрегатным способом.

Когда стоит заменять ремень ГРМ?

Загляните в инструкцию или в мануал. Японцы обычно с поразительной точностью указывают срок замены ремня ГРМ. Обычно приводится порог в 100.000 км. пробега (так рекомендуют делать на Toyota), но на каждом автомобиле по-разному. Иногда ремень ГРМ «цепляет» помимо распредвала и коленвала еще несколько агрегатов, что уменьшает его срок службы.

Стоит ли менять водяную помпу вместе с ремнем ГРМ?

В принципе стоит, но не обязательно. Если ремень ГРМ приводит в вашем случае еще и водяную помпу, то однозначно – ДА. Это поможет сберечь время и деньги. Если все несколько проще: ваша машина довольно свежая, только что из Японии, то нужно проверить пробег (для верности не будет ошибкой предположить, что он не совсем точен), потом оценить состояние двигателя на глаз, и решать стоит или нет менять помпу вместе с ремнем ГРМ. Конструктивные особенности некоторых двигателей не позволяют произвести замену ремня ГРМ без снятия водной помпы. Если это ваш случай, то лучше заменить помпу одновременно с ремнем ГРМ. Если же водяная помпа ни коим образом не усложняет задачу снятия ремня и мирно крепится поодаль, то менять ее без явных признаков износа и утечек, смысла нет. В общем, решение принимать вам самим, в конце концов, каждый случай штука уникальная, тут надо творчески подойти.

Нужно ли заменять сальники на распредвале, коленвале и водяной помпе?

Если они текут, то – ДА. Проще все поменять вместе, т.е. одновременно с заменой ремня ГРМ. Если же они не подтекают, то решайте сами.

Стоит ли заменять «ленивец» и натягивающий ролик?

 

Если у них далеко не презентабельный вид, то лучше заменить. Роль «ленивца» в работе ремня ГРМ, как следует из его названия, просто быть… то есть служить дополнительной опорой для натяжения ремня ГРМ. У ролика задача несколько иная. Есть как минимум два типа натягивающих роликов: пружинные и гидравлические. Пружинные ролики располагаются в расширенном пазу и за счет действия силы пружины натягивают ремень ГРМ.  Гидравлические ролики чуть сложнее устроены, в них энергию пружины заменят специальная жидкость, которая поддерживает положение ролика. Поэтому менять или не менять ролик  с «ленивцем» это вопрос эффективности их работы.

Есть ли разница использовать оригинальный ремень ГРМ или его аналог?

Разница есть. Настоятельно рекомендуется использовать для вашего автомобиля только оригинальные ремни ГРМ под ваш тип двигателя. При покупке аналога всегда сохраняется вероятность, что он выполнен не совсем по технологии, и тогда разрыв ремня ГРМ становится только вопросом времени.  

  • Перепечатка разрешается только с разрешения автора и при условии размещения ссылки на источник

ГРМ расшифровка и назначение в автомобиле

При покупке запчастей для своего автомобиля, необходимо знать конкретно, какая деталь нужна именно вам. Поэтому очень важно знать большое количество аббревиатур, одной из которых является ГРМ. Расшифровка этого узла предельно проста и сейчас вы узнаете, что это такое.

Что такое ГРМ

ГРМ – это газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания и предназначен для дозирования цилиндров определенным количество топливовоздушной смеси в заданные промежутки времени. Работа ГРМ четко синхронизирована с вращением коленчатого вала.

Газораспределительный механизм представлен головкой блока цилиндров, на которой располагаются все необходимые элементы – это клапана, их втулки, седла, а также пружины, рокера, распределительный вал и корпус подшипников. В зависимости от конструкции и типа двигателя, механизм может подавать воздух, как отдельно, так и вместе с топливом.

Сами клапана располагаются в специальных втулках, установленных в ГБЦ. Клапана фиксируются при помощи специальных тарелок, двух пружин и стопорных «сухариков». Поверх них крепятся рокера с возвратной пружиной и имеются специальную поверхность, которая позволяет скользить кулачкам распредвала с минимум шума. Самой верхней же частью является распределительный вал, который заключен внутри корпуса подшипников, а на старых автомобилях – вкладышей.

Принцип действия газораспределительного механизма

Звездочка распределительного вала начинает вращение, запуская тот или иной такт. В движение приводится вал, на котором расположены кулачки в разном порядке, соответствующем определенному такту. Если работа двигателя начинается с первого цилиндра, то первый кулачок ударит по рокеру и тот, преодолевая усилие пружины, опустит клапан вниз. В процессе вращения, кулачок соскакивает с рокера и тот под действием пружины возвращается в исходное положение. Соответственно вернется и клапан, который закроет камеру сгорания. То же самое происходит со всеми остальными.

Более подробно смотрите в видео

Весь процесс имеет четкую синхронизацию с коленчатым валом двигателя, ведь если клапан откроется не то время, которое нужно, мотор попросту не запустится. Поэтому для привода ГРМ используют сам коленвал.

Цепной или ременный привод ГРМ

Чтобы привести два вала, расположенные на расстоянии друг от друга, необходимо использовать цепную или ременную передачу. Изначально в автомобилях применялась именно цепь. Ее преимуществом было то, что она долговечна, а ее растяжение компенсировалось специальным натяжным устройством. В зависимости от мощности силовой установки, цепь может быть одно-, двух- или трехрядная.

Однако такой подход очень неблаготворно влияет на шумность работы двигателя. Если однорядная цепь издавала минимум шума, то двухрядная уже сама по себе говорила о том, что мотор достаточно громкий. Кроме того, блоки цилиндров, изготавливаемые под цепной привод ГРМ, усложняли ее замену, так как для этого крайне необходимо получить доступ к коленчатому валу напрямую.

Совсем другая ситуация обстоит с ременным приводом, который практически не издает никакого шума. Единственное, что можно услышать при работе двигателя – это легкие стуки клапанного механизма. Однако у ременной передачи есть и недостатки. ГРМ с таким приводом недолговечен, а значит, рано или поздно может порваться, что влечет за собой довольно серьезные последствия. Для 8-ми клапанных мотор это практически не проблема, а вот если говорить о 16-ти клапанных двигателях, то тут есть риск просто загнуть сами клапана и тогда ремонт обойдется намного дороже замены ремня.

Кроме того, многие автомобили вместе с заменой ремня предусматривают замену натяжного ролика, водяного насоса и набора шайб. Менять все это необходимо каждые 60 тысяч километров, хотя если учесть брак во многих деталях, то выполнять эту процедуру желательно пораньше. Цепь же такой замены потребует только в случае ее сильного растяжения или обрыва (что происходит очень редко).

Не смотря на все различия и серьезные преимущества ременного привода, многие автогиганты до сих пор отдают предпочтение именно металлической цепи.

Какой ресурс ремня ГРМ. Особенности, конструкция, преимущества и недостатки


Определить год выпуска ремня

Массовая неисправность ремня грм больше половины идущих на ремонт машин, вынуждает задуматься всерьез. В чем причина такой повальной «болезни», почему у большей части автомобилей обрываются ремни механизма ГРС. Практически все эксперты, отвечая на данный вопрос, сходятся в одном: все дело в самом изделии, ресурс которого мог пройти, а покупатель этого не заметил. Давайте разбираться, как определить год выпуска ремня.

Что такое ремень ГРМ: расшифровка и назначение?

Что такое ГРМ — расшифровка которого описана в данной статье, важно знать любому автолюбителю. Это необходимо для того, чтобы не было неприятных сюрпризов при выходе из строя какого-либо комплектующего газораспределительного механизма.

ГРМ расшифровывается как газораспределительный механизм. Его назначение подавать в цилиндры воздушно-топливную смесь (ВТС) с определенной периодичностью, а также выводить из камер цилиндров отработанные газы. Вместо ВТС может поступать просто воздух, это зависит от конструкции двигателя в автомобиле. Мотор будет выполнять свои функции, если вовремя будут открываться и закрываться клапана и правильно ходить поршни в цилиндрах.

Газораспределительные механизмы различаются типом привода, идущего от коленвала. Он может быть цепным и ременным.

Виды привода ГРМ

Отличаются ГРМ расположением распределительного вала в автомобиле:

  1. Клапаны могут располагаться сверху в головке цилиндра, а распределительный вал внутри блоков цилиндров. Благодаря клапанам приводятся в движение коромысла и штанги-толкатели. Преимуществом этой системы является простая конструкция и соответственно высокая надежность. Недостаток – большая инерционность, что не дает набирать высокие обороты, что снижает мощность.
  2. При нижнем расположении клапанов, они располагаются снизу тарелками вверх. Распредвал размещается снизу и от него непосредственно идет привод. Плюс этой системы — малый шум и простота изготовления. Минус — в сложной системе топливной системы, из-за этого падает мощность, так как происходит слабое насыщение камер качественной ВТС.
  3. Разновидностью ГРМ являются двигатели, в которых распределительный вал находится в головке цилиндров вместе с клапанами. Существуют моторы, в которых клапаны находятся с двух сторон от распредвала и приводятся в действие коромыслами, нанизанными на одну ось. Коромысла раскачивают кулачки на распределительном валу. К недостаткам системы относится высокая шумность и сложность настроек клапанных зазоров, а также большая нагрузка в местах контактов.
  4. Есть системы, где распредвал расположен над клапанами, тарелки которых находятся снизу. При такой конструкции распределительный вал двигает клапана с помощью толкателей цилиндрического типа. Недостаток системы в низкой эластичности двигателя и сложности настройки зазоров для клапанов. Эти системы, в свою очередь, делятся на два вида по количеству клапанов, приходящихся на один цилиндр: два и четыре.
    Устройство ГРМ двигателя внутреннего сгорания

Механизм с клапанным газораспределением является самым распространенным среди ГРМ, устанавливаемых на 4-х контактных ДВС поршневого типа. ГРМ играет важную роль в правильном функционировании силового агрегата в автомобиле. Благодаря ему синхронизируется работа поршней и клапанов, которые движутся в нужных фазах. Без этой синхронизации мотор работать не будет.

Для чего служит ремень ГРМ

Теперь разберемся, что такое ремень ГРМ, какой принцип действия. Его основное назначение — связывать между собой распредвал и коленчатый вал.

Назначение и принцип действия устройства

Привод ГРМ представляет собой резиновое изделие с зубчатой внутренней поверхностью. Изготовленный из прочной резины, он надевается на коленвал и на одну или несколько шестерен распредвала. Назначение зубьев — обеспечивать хорошее сцепление и исключать проскальзывание. Их количество строго определено, так как от того зависит синхронизация коленвала и распредвалов. Например, на двигателях ВАЗ-2111 и ВАЗ-2112 устанавливаются ремни распредвалов с 111 и 136 зубьями соответственно.

Ремень газораспределительного механизма

Провод распредвала является важной комплектующей автомобиля, поэтому следует разобраться, что такое ремешок ГРМ, и постоянно контролировать его состояние. Выполнять замену следует согласно регламента через 30-45 тысяч километров пробега или при повреждении его частей. При несвоевременной замене ремень может оборваться, что приведет к (в лучшем случае), остановке машины, в худшем к поломке ДВС и его капремонту или замене. Причина этого в том, что при разрыве или соскоке ремня исчезает синхронизация валов, в результате поршни начинают ударять по клапанам. Так как это чаще всего происходит на высоких оборотах, комплектующие быстро приходят в негодность.

Продлить срок службы двигателя позволяет правильная его эксплуатация. Не стоит запускать двигатель с помощью буксировки, именно в эти моменты большая вероятность обрыва и соскока ремня ГРМ, что приводит к поломке силового агрегата. Дешевле найти и устранить причину неполадки, или вызвать эвакуатор, чем делать капитальный ремонт силовому агрегату. Кроме синхронизации валов, ремень может выполнять функцию привода для насоса:

  • охлаждающей жидкости;
  • масла;
  • топлива с высоким давлением и др.

От исправной работы ГРМ и ремня зависит правильное функционирование двигателя в автомобиле, поэтому следует следить за состоянием системы газораспределения: соблюдать регламентные проверки и вовремя выполнять замены комплектующих, которые пришли в негодность.

Расшифровка обозначений ремня ГРМ

Расшифровку обозначений ремня газораспределительного механизма по международным стандартам можно рассмотреть на примере ремня для силового агрегата ВАЗ-2111. На этих двигателях устанавливается ремень ISO-58111×19. Первые две цифры – 58 – содержат зашифрованную серию зубьев. В рассматриваемом случае шаг и профиль без желобка, полукруглой формы с высотой 3,5 мм. Следующие цифры – 111 – означают количество зубьев. За знаком X идет цифра 19, обозначающая ширину ремня. Могут встретиться зубья в форме скругленной трапеции (эвольвентные). Они полностью могут заменяться описанными выше.

Многие производители зубчатых ремней указывают не обозначение по ISO, а номер, который соответствует собственному каталогу. Ниже приведена таблица с обозначениями и краткими характеристиками ремней разных производителей.

Зубчатый ремень фирмы Dayco

ПроизводительОбозначения ремня
ДВС 8VДВС 16V
ContitechCT 527CT 996Ремни марки поставляются во многие страны мира. Они могут устанавливаться как на отечественные, так и на импортные марки машин.
BoschZP 1 987 949 095ZP 1 987 049 559Надежные, малошумные обеспечивают синхронную передачу в течение всего срока эксплуатации. Имеют широкое применение.
Gates55215539Компания находится на рынке уже более 100 лет, предлагает широкий спектр приводов как для зарубежных, так и для отечественных автомобилей.
Dayco111 SP 190 EEU136 SP 254 HРемни обладают высоким износостойкими качествами. Компания поставляет 40 лет ведущим фирмам продукцию для первичной комплектации, поэтому имеет безупречную репутацию.

Важны не только геометрические параметры, но также и эксплуатационные характеристики зубчатых ремней. Ремни должны быть:

  • прочными на разрыв;
  • надежными;
  • соединение с основой должно выдерживать эксплуатацию в широком диапазоне температур;
  • наработка должна выдерживать до полного износа;
  • после наработки должно существовать допустимое удлинение.

Таким образом, следует использовать ремни проверенных производителей, имеющих высокое качество и долгий срок службы.

Видео «Принцип работы ГРМ»

В этом видео показано устройство газораспределительного механизма, подробно рассматривается принцип работы.

avtozam.com

ГРМ расшифровка и назначение в автомобиле

При покупке запчастей для своего автомобиля, необходимо знать конкретно, какая деталь нужна именно вам. Поэтому очень важно знать большое количество аббревиатур, одной из которых является ГРМ. Расшифровка этого узла предельно проста и сейчас вы узнаете, что это такое.

Что такое ГРМ

ГРМ – это газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания и предназначен для дозирования цилиндров определенным количество топливовоздушной смеси в заданные промежутки времени. Работа ГРМ четко синхронизирована с вращением коленчатого вала.

Газораспределительный механизм представлен головкой блока цилиндров, на которой располагаются все необходимые элементы – это клапана, их втулки, седла, а также пружины, рокера, распределительный вал и корпус подшипников. В зависимости от конструкции и типа двигателя, механизм может подавать воздух, как отдельно, так и вместе с топливом.

Сами клапана располагаются в специальных втулках, установленных в ГБЦ. Клапана фиксируются при помощи специальных тарелок, двух пружин и стопорных «сухариков». Поверх них крепятся рокера с возвратной пружиной и имеются специальную поверхность, которая позволяет скользить кулачкам распредвала с минимум шума. Самой верхней же частью является распределительный вал, который заключен внутри корпуса подшипников, а на старых автомобилях – вкладышей.

Принцип действия газораспределительного механизма

Звездочка распределительного вала начинает вращение, запуская тот или иной такт. В движение приводится вал, на котором расположены кулачки в разном порядке, соответствующем определенному такту. Если работа двигателя начинается с первого цилиндра, то первый кулачок ударит по рокеру и тот, преодолевая усилие пружины, опустит клапан вниз. В процессе вращения, кулачок соскакивает с рокера и тот под действием пружины возвращается в исходное положение. Соответственно вернется и клапан, который закроет камеру сгорания. То же самое происходит со всеми остальными.

Более подробно смотрите в видео

Весь процесс имеет четкую синхронизацию с коленчатым валом двигателя, ведь если клапан откроется не то время, которое нужно, мотор попросту не запустится. Поэтому для привода ГРМ используют сам коленвал.

Цепной или ременный привод ГРМ

Чтобы привести два вала, расположенные на расстоянии друг от друга, необходимо использовать цепную или ременную передачу. Изначально в автомобилях применялась именно цепь. Ее преимуществом было то, что она долговечна, а ее растяжение компенсировалось специальным натяжным устройством. В зависимости от мощности силовой установки, цепь может быть одно-, двух- или трехрядная.

Однако такой подход очень неблаготворно влияет на шумность работы двигателя. Если однорядная цепь издавала минимум шума, то двухрядная уже сама по себе говорила о том, что мотор достаточно громкий. Кроме того, блоки цилиндров, изготавливаемые под цепной привод ГРМ, усложняли ее замену, так как для этого крайне необходимо получить доступ к коленчатому валу напрямую.

Совсем другая ситуация обстоит с ременным приводом, который практически не издает никакого шума. Единственное, что можно услышать при работе двигателя – это легкие стуки клапанного механизма. Однако у ременной передачи есть и недостатки. ГРМ с таким приводом недолговечен, а значит, рано или поздно может порваться, что влечет за собой довольно серьезные последствия. Для 8-ми клапанных мотор это практически не проблема, а вот если говорить о 16-ти клапанных двигателях, то тут есть риск просто загнуть сами клапана и тогда ремонт обойдется намного дороже замены ремня.

Кроме того, многие автомобили вместе с заменой ремня предусматривают замену натяжного ролика, водяного насоса и набора шайб. Менять все это необходимо каждые 60 тысяч километров, хотя если учесть брак во многих деталях, то выполнять эту процедуру желательно пораньше. Цепь же такой замены потребует только в случае ее сильного растяжения или обрыва (что происходит очень редко).

Не смотря на все различия и серьезные преимущества ременного привода, многие автогиганты до сих пор отдают предпочтение именно металлической цепи.

365drive.ru

Задача усложняется: настройка 16-клапанного мотора


Смотреть галерею

Слишком громкие слова, конечно, но все-таки некоторые автомобилисты хватаются за голову, когда речь идет о 16-клапанных двигателях. Обосновывают такое поведение тем, что много валов и меток, которые очень сложно настроить. Судя по поведению таких личностей, они и в рощице из трех сосен способны заблудиться и долго искать дорогу к дому. Нет ничего невозможного, тем более если речь идет об автомобиле. Вы уже поняли, как звучит расшифровка ГРМ, рассмотрели его основные функции и элементы. В нем нет ничего сверхсложного.

Единственное, что потребуется для установки ремня ГРМ на 16-клапанном двигателе – это зафиксировать взаимное расположение распределительных валов. Для этой цели сначала нужно каждый установить по своим меткам, после чего, стараясь не сместить ни на миллиметр, между ними зафиксировать пластину. Она поможет избавиться от случайного проворачивания валов. С другой стороны, прокрутить распределительный вал очень трудно – большие усилия нужны, чтобы преодолеть сопротивление пружин. Поэтом такая мера носит лишь рекомендательный характер. Куда важнее провести фиксацию коленчатого вала. Вот и все, теперь осталось заменить оба ролика и установить новый ремень. После сборки узла автомобиль готов к эксплуатации.

Как расшифровывается ремень ГРМ и для чего он нужен в машине

Главная страница » ГРМ » Как расшифровывается ремень ГРМ и для чего он нужен в машине

Газораспределительный механизм (ГРМ) — узел, который состоит из множества конструктивных элементов, работающих синхронно. В этой статье мы расскажем, какая используется расшифровка для ремня ГРМ и в чем заключается принцип действия механизма в целом.

Прежде чем разобрать, как переводится и расшифровывается аббревиатура ремня ГРМ, рассмотрим, для чего предназначен газораспределительный механизм двигателя в машине и его принцип работы. ГРМ представляет собой распределительное устройство силового агрегата автомобиля, использующееся для дозировки цилиндров установленным количеством горючей смеси. Процедура дозирования при этом осуществляется в определенные временные промежутки.

Устройство и принцип действия

Сам узел представлен головкой блока цилиндров мотора машины, на которой устанавливаются все конструктивные компоненты системы — клапаны, втулки, посадочные седла, пружины, рокера, распредвал, а также корпус подшипниковых устройств. В зависимости от особенностей и типа силового агрегата узел может подавать воздух в цилиндры как с горючим, так и отдельно.

Клапаны устанавливаются в специально предназначенных для их монтажа втулках, расположенных в головке БЦ. Они крепятся благодаря так называемым тарелкам, пружинным элементам и стопорным деталям. Сверху монтируются рокера с возвратной пружиной. Также здесь есть рабочая поверхность, по которой скользят кулачки распределительного вала, издавая при этом минимум посторонних звуков. Верхней конструктивной составляющей является распредвал, установленный в подшипниковые устройства. На более старых авто он монтируется в корпус вкладышей.

Устройство ремня ГРМ

Принцип действия начинается с момента вращения звездочки распредвала, которая запускает определенный такт. В результате в работу вступает сам вал. На нем в определенном порядке имеются кулачки, которые должны соответствовать такту.

Когда при запуске силовой агрегат начинает работать с первого цилиндра, то кулачок 1 бьет по рокеру. Последний преодолевает усилие пружинной детали и опускает клапан в самый низ. В результате вращения кулачок соскакивает с поверхности рокера, и тот под давлением пружинки перемещается в изначальное положение. Это приводит к возвращению клапана, который в итоге закрывает камеру сгорания. Аналогично происходит с другими цилиндрами.

Вся процедура синхронизируется с работой коленвала силового агрегата. Если один из клапанов откроется не вовремя, это приведет к невозможности запуска двигателя.

Поэтому в качестве привода газораспределительного механизма применяется коленчатый вал.

Из ролика канала «Сделано в гараже» можно узнать о последствиях обрыва ремня ГРМ.

Виды

Газораспределительные механизмы могут отличаться между собой по месту нахождения распредвала в машине:

  1. Распредвал установлен внутри ГБЦ, а клапана — на верхней части головки. Это позволяет элементам запускать движение так называемых коромысел и штанг-толкателей. Основное достоинство такого механизма заключается в простоте конструкции и надежности системы в целом. Минус — высокая инерционность, в результате чего силовой агрегат не способен быстро набирать обороты, что приводит к потере мощности.
  2. Клапаны могут располагаться в нижней части тарелками вверх. Распределительный вал устанавливается внизу, привод идет от него. Достоинство этого механизма заключается в отсутствии шума. Основной недостаток — сложная по конструкции топливная система. В результате слабого насыщения камеры сгорания топливовоздушной смесью снижается мощность двигателя.
  3. Распредвал может быть установлен непосредственно в головке блока цилиндров с клапанами. Элементы располагаются по бокам от распределительного вала и начинают работать в результате воздействия коромысел, находящихся на одной оси. Эти детали раскачивают кулачки на распредвале. Минусом таких устройств является высокая шумность, а также сложность регулировки зазоров клапанов. Кроме того, в месте контакта устройство работает под высокой нагрузкой.
  4. В некоторых силовых агрегатах распределительный вал устанавливается над клапанами, а тарелки этих элементов расположены снизу. Сам вал в таких моторах приводит в действие клапаны посредством толкателей, находящихся в цилиндрическом корпусе. Основной недостаток такой конструкции заключается в низкой эластичности агрегата и сложности регулировки зазоров.

Для чего служит ремень?

Ремень газораспределительного механизма представляет собой деталь, назначение которой заключается в выполнении функции связующего звена.

Благодаря ремню ГРМ распределительный и коленчатый вал работают синхронно, что способствует правильному функционированию двигателя в целом. В этом заключается необходимость применения ремешка.

Обозначения на ремешке

Разберем несколько примеров перевода расшифровки на ремне ГРМ:

  1. ISO-58111х19. В первых двух цифрах (58) зашифрована серия зубчиков, использующихся на изделии. В этом случае шаг и профиль будут без желобка, форма полукруглая, а высота составляет 3,5 мм. Затем идут три цифры (111), которые указывают на число зубьев. По цифре 19 можно определить ширину изделия. В продаже бывают ремни, зубчики которых выполнены в виде округленной трапеции.
  2. 58127х3/4 HSN. Здесь первые две цифры также обозначают серию зубчиков. Цифры 127 указывают на их число, но нужно учесть, что в ремешках, относящихся к серии 40, это количество условно. Цифры 3/4 говорят о ширине изделия в дюймах. В данном случае она также составляет 19 мм. Метка HSN в самом конце обозначает, что изделие изготовлено из прочного высоконасыщенного нитрила. Этот материал доказал свою прочность. Если таких букв в конце нет, то ремешок выполнен из неопренового каучука.
Таблица: Маркировка ремней

Производители могут по-разному обозначать маркировку своих изделий. В таблице показано, как расшифровать значения ГРМ.

Расшифровка ремней по марке авто и типу двигателя Расшифровка ремней по марке машины и типу двигателя Расшифровка ремней по марке машины и типу двигателя Расшифровка ремней по марке машины и типу двигателя

Цепной или ременной привод

Для обеспечения вращения двух валов применяются ремни или цепи. Цепная передача использовалась в машинах изначально. Цепи могут иметь от одного до трех рядов звеньев, здесь все зависит от мощности силового агрегата.

Цепь: преимущества и недостатки

Достоинство цепи заключается в высоком ресурсе эксплуатации. Ее растяжение компенсируется за счет специально установленного натяжителя. По сравнению с ремешком она функционирует намного дольше.

Цепь необходимо менять только при значительном растяжении или повреждении и обрыве, что происходит довольно редко.

Это единственное преимущество цепной передачи.

Минусы таких устройств:

  1. Использование цепи влияет на шумность работы силового агрегата. Однорядные изделия издают не так много шума, но двух- и трехрядные цепи более громкие. Их применение способствует довольно шумной работе двигателя машины.
  2. Блоки цилиндров, в которых используется цепь, по конструкции представляют собой более сложные устройства. Из-за этого процедура замены изделия значительно усложняется, поскольку автовладельцу нужно иметь прямой доступ к коленвалу.
Ремень: плюсы и минусы

Основные плюсы ременных передач:

  1. Если двигатель оборудован ремнем ГРМ, то такое изделие будет работать значительно тише. Водитель может услышать только один звук при функционировании силового агрегата — слабый стук клапанов.
  2. Простота замены по сравнению с цепной передачей. Если подготовиться, то можно поменять ремень самостоятельно.

Недостатки:

  1. Низкий ресурс эксплуатации привода по сравнению с цепной передачей. В результате длительного использования ремешок обрывается, а это может стать причиной серьезных неисправностей. Восьмиклапанные двигатели практически не страдают от обрывов. В случае с моторами, оборудованными 16 клапанами, сами элементы могут погнуться в результате обрыва. Это приведет к необходимости проведения капитального ремонта, стоимость которого будет значительно выше, чем замена ремешка. Иногда сокращение ресурса и обрыв ремня приводит к образованию трещин на головке или самом блоке цилиндров. Единственным вариантом решения проблемы будет установка новой ГБЦ, при этом меняется и прокладка.
  2. Необходимость замены натяжного ролика вместе с ремнем. В некоторых случаях автовладельцам также надо менять водяное насосное устройство и комплект шайб. Ресурс эксплуатации ремешка в среднем составляет около 60 тысяч км пробега. Но если учесть сложные условия использования и наличие брака во многих запчастях, специалисты рекомендуют менять ремень раньше.

Фотогалерея

На фото можно посмотреть, как выглядит цепной и ременной привод ГРМ.

Цепной привод ГРМ Ременной привод ГРМ

Видео «Ресурс эксплуатации ремней ГРМ»

О фактическом ресурсе эксплуатации ремней ГРМ можно узнать из ролика, снятого каналом Avto-Blogger.

У Вас остались вопросы? Специалисты и читатели сайта AUTODVIG помогут вам, Была ли эта статья полезна?Оценить пользу статьи: (2 голос(ов), среднее: 5,00 из 5)

autodvig.com

Диагностика по работе двигателя

Есть большой список неполадок в работе двигателя, который может быть вызван как проблемами с этим ремнем, так и с другими многочисленными причинами. Например, двигатель заглох и не заводится. Причин тому могут быть десятки, обрыв ремня – одна из них. То же касается потери мощности, затрудненного запуска, дыма из выхлопной трубы и т.д.


Обрыв ремня

Причем проблемы с приводом ГРМ могут быть как основной, так и дополнительной или параллельной причиной неполадок. Поэтому при диагностике исправность и синхронность передачи крутящего момента от коленвала к распредвалу также необходимо проверять. Возможно, пришла пора менять ремень.

Что такое ГРМ

Среди различных узлов и элементов, из которых состоит конструкция современных авто, особого упоминания заслуживает газораспределительный механизм. Многие автолюбители, изучающие строение машины, желают выяснить какие бывают грм, что это, расшифровка аббревиатуры и как устранять самые распространенные неисправности этого узла.

Что такое ремень ГРМ

Ремень газораспределительного механизма представляется важнейшим элементом, необходимым для корректной работы машины. Он используется для обеспечения должной синхронизации движений коленчатого и распределительного вала. Выясняя, что такое ремень грм и каковы его основные особенности, необходимо отметить его незаменимость для подачи топлива к цилиндрам силового агрегата.

Помимо прочего, грм в автомобиле используется для правильной работы жидкостного насоса. Он отвечает за циркуляцию охлаждающей жидкости по всей системе. Это позволяет предотвратить перегрев двигателя даже при интенсивных нагрузках.

Изучая, как выглядит ремень ГРМ в машинах, следует отметить, что он представляет собой своеобразный ремень, который находится между блоком цилиндров и радиатором. При этом необходимо учитывать, что точное расположение данного узла напрямую зависит от конкретного производителя авто. В некоторых моделях он скрыт за различными защитными элементами, однако даже в этом случае к нему легко получить доступ, демонтировав крышку.

Если ознакомиться с фото, можно сделать вывод, что ремень ГРМ представляет собой замкнутую полоску из резины, оснащенную с внутренней стороны зубьями для лучшего сцепления с валами. При этом необходимо помнить, что подобные комплектующие предназначены для использования лишь в конкретной модели/серии авто и не являются универсальными.

Для чего необходим

Как было сказано ранее, ремень газораспределительного механизма необходим для корректной работы двигателя. Именно благодаря ему удается сделать работу коленвала и распредвала синхронной. Однако, нередко в конструкции автомобиля он служит и для выполнения других действий.

Так, данный узел может эксплуатироваться в качестве привода для насосного оборудования, предназначенного для:

  • охлаждающей жидкости;
  • моторного масла;
  • бензина/дизеля, в зависимости от используемого типа топлива.

Узел ГРМ невероятно важен. Необходимо поддерживать его в работоспособном состоянии во избежание появления серьезных проблем, для устранения которых потребуются внушительные затраты.

Принцип действия

Выяснив, как переводится ГРМ в автомобиле, необходимо отметить, что он используется для согласования работы распредвала и коленвала с помощью специальных зубьев, которые обеспечивают отличный уровень сцепления с поверхностями данных деталей.

При этом число таких зубьев строго ограничено и зависит от используемой модели авто. Например, ВАЗ 2112 оснащен сразу 136 зубьями, в то время, как другие модели могут иметь значительно больше или меньше.

Классификация газораспределительных механизмов

Выяснив, как расшифровывается ГРМ, необходимо более подробно ознакомиться с существующими разновидностями подобных механизмов. Они отличаются между собой своими характеристиками, сроком службы и другими параметрами. Это следует учитывать при эксплуатации.

Наибольшее распространение получили следующие разновидности привода ГРМ:

  • ременной привод. Отличается низким уровнем шума при работе, что компенсируется низким уровнем прочности и возможным смещением фаз из-за недостаточного уровня натяжения;
  • цепной механизм. Благодаря уникальной конструкции, вероятность сбивания фазы значительно снижается, что обусловлено поддержанием оптимальной степени натяжения. При этом уровень шума у данного типа привода значительно выше, в связи с чем далеко не все автопроизводители устанавливают этот элемент;
  • шестереночный привод. Подобный вариант широко использовался в прошлом и отличается низкой стоимостью, высокой надежностью и практически неограниченным сроком службы. К числу недостатков подобного элемента можно отнести внушительные размеры узла.

Также стоит упомянуть, что существует также перечень разновидностей ГРМ, которые необходимо упомянуть. Прежде всего, это SOHC, предусматривающий наличие одного распредвала. Подобный элемент обладает низкой стоимостью и работает без серьезного шума.

Другим типом ГРМ является DOHC, который предусматривает наличие в конструкции второго распредвала, который монтируется неподалеку от первого. Отличается повышенной стоимостью, однако способен несколько уменьшить расход топлива за счет улучшенного заполнения цилиндров.

OHV отличается специфичным расположением распредвала — внизу, что позволяет упростить его конструкцию, а также сократить размеры агрегата. К недостаткам можно отнести небольшой крутящий момент, избыточную инерционность и малую мощность.

Причины поломок

Самыми распространенными поломками данного узла представляется обрыв или сбивание фазы. Это приводит к остановке работы двигателя, а также серьезным поломкам, требующим дорогостоящего ремонта. К числу наиболее вероятных причин поломок можно отнести чрезмерный износ, заклинивание помпы натяжителей или валов, а также недостаточный уровень натяжения.

Способы их устранения

Процедура устранения неисправностей значительно отличается и зависит от причины их появления. Чаще всего, ремень требуется натянуть до оптимального состояния, что можно сделать с помощью соответствующего механизма. Однако, при обрыве или других серьезных поломках, может потребоваться замена ГРМ.

Процедура довольно проста и предусматривает выполнение следующих действий:

  1. Демонтировать переднее колесо для получения доступа к шкиву коленвала.
  2. Снять ремень гидроусилителя руля, генератор, свечи и насосный механизм.
  3. Извлечь шкив и правую опору ДВС.
  4. Удалить изношенный ГРМ и установить на его место новый.

Далее, потребуется повторить все операции в обратно порядке, поочередно устанавливая на автомобиль демонтированные узлы. Благодаря простой конструкции, подобные манипуляции можно выполнить своими руками, значительно сэкономив на услугах специалистов.

Заключение

Ремень ГРМ представляется одним из важнейших узлов в конструкции авто. Он отвечает за корректную работу двигателя. Он бывает различных типов и, как правило, уникален для каждой модели авто. При необходимости автомобилист может заменить его самостоятельно, избежав дополнительных затрат.

tolkavto.ru

Оценка состояния по внешнему виду

Из-за исключительной важности этого элемента, после пробега в 50 тыс. его следует осмотреть визуально, даже если никаких проблем с работой двигателя нет. Ремень может быть закрыт кожухами. Их снимают и оценивают состояние детали. Замена требуется в следующих случаях:

  • появились трещины, зазубрины;
  • съедены, изношены зубья;
  • часть зубьев слизана, грани отсутствуют полностью;
  • имеются выщерблины, торчащие лохмотья.


Изношенный ремень ГРМ
Все признаки замены ремня ГРМ видны при простом осмотре. Если на модели эта деталь труднодоступна и видна только часть, то, чтобы полностью осмотреть все полотно, не снимая ремня, выполняют следующие действия.

  • выкручивают свечи зажигания;
  • ведущее колесо поднимают домкратом;
  • при включенной первой передаче колесо прокручивают.

При этом ремень передвигается и его можно осмотреть.


Проверка натяжения

Также нужно обязательно проверить натяжку. Если она слаба, возможен соскок со шкивов или перескок нескольких зубьев через зубцы ведущей и ведомой шестерен. Это приведет к сбою циклов впрыска, зажигания и положений поршней.

Двигатель при этом может работать, но с большой потерей мощности, трудностями при запуске и перерасходом топлива. Следует знать, что перетяжка ремня приведет к его преждевременному износу.

Ремень ГРМ что это расшифровка

Что такое ремень ГРМ и в чем его секрет?

Газораспределительный механизм двигателя – одна из самых крутых идей, которые приходили в голову конструкторам. С тех пор, как первый ремень ГРМ занял свое почетное место, идея синхронизации всех элементов двигателя оставалась неизменной долгие десятилетия. И только в последние несколько лет появились инновации, толкнувшие вперед эту великолепную, но пока еще не идеальную систему.
В этой статье мы рассмотрим ремень ГРМ: что он собой представляет, принцип работы, регламент замены и другие интересные вопросы.

Для чего нужен ремень в системе газораспределения?

Газораспределительный механизм объединяет, по сути, всю работу двигателя в один ритм. Такты поршней, работа клапанов, включение зажигания, работа охлаждения и подача топлива – все эти системы должны работать совершенно синхронно, чтобы получить тот эффект, на который рассчитывают конструкторы. Для этой синхронизации и используется ремень ГРМ (в некоторых двигателях это цепь). Даже сейчас, несмотря на обилие электроники в современных автомобилях, он остается главным способом привести все элементы двигателя к синхронной работе.

Устройство газораспределительного механизма

Основная функция ремня ГРМ – связать в единый узел коленвал двигателя и распредвал (один или оба), на который передается момент вращения. Зубчатая поверхность ремня и структура шкивов позволяют точно синхронизировать вращение основных элементов, а значит, заставляет все системы слаженно работать. От ремня ГРМ приводится в действие и помпа системы охлаждения, поскольку чем выше обороты двигателя, тем интенсивней должна идти циркуляция охлаждающей жидкости.

Через сколько нужно менять ремень ГРМ?

Регламент замены ремня ГРМ – вопрос достаточно спорный. С одной стороны, в сервисной книжке автомобиля четко сказано, когда менять (как правило, через каждые 50 тыс. км., но в разных моделях автомобилей эта цифра может отличаться). С другой… Нет, оригинальный ремень, установленный с завода, вполне может отходить 100 тыс., и даже 120 тыс. км, как рекомендуют некоторые автопроизводители. Однако это утверждение не относится к тем, которые были куплены и установлены позже, взамен оригинальных. Никто не знает, сколько в таком случае он проходит, так что цифру регламентной замены можно смело делить на два.

Причина такого недоверия – в сомнительном качестве некоторых автозапчастей. Нет, если удалось купить оригинальный (ОЕМ) ремень с логотипом Мерседес, Ауди, Хонда и т.д., то никаких проблем от него можно не ожидать. Автопроизводители очень трепетно относятся к тому, что они выпускают на рынок под своим именем. Но этого нельзя сказать о малоизвестных брендах родом из Польши, Чехии, Индии или Китая. С ними лучше «перебдеть».

Так что осмотр ремня нужно проводить во время каждого ТО, а замену – либо при явных признаках износа, либо по истечении регламентного времени. От того, как часто автовладелец обращает внимание на ремень, зависит благополучие двигателя, а это уже не шутки.

Признаки неисправности ремня

На что же обращать внимание при осмотре ремня ГРМ? Есть следующие признаки, свидетельствующие о том, что он нуждается в срочной замене.

  1. Трещины на задней поверхности. Учитывая, что ремни делают многослойными и рассчитанными на длительную постоянную нагрузку, потресканная поверхность говорит о том, что материалы начинают портиться, и процесс заходит дальше и дальше.

Трещины на тыльной поверхности
Трещины на внутренней поверхности, между зубьями. Это еще более тревожный признак, поскольку рабочая поверхность априори более стойкая, чем обратная. И если на рабочей поверхности появились повреждения, нужно срочно менять эту деталь.

Трещины между зубьев
Расслаиваются зубья. Тут без вариантов: тихо поблагодарить судьбу за своевременный знак и отправляться за новым.

Расслоение зубьев
Боковины потертые, с торчащими нитками. Если ремень где-то так трется, он уже поврежден и потерял часть прочности. Лучше заменить, и на этот раз установить его правильно.

Боковой износ
  • Черный порошок или пыль на деталях, соприкасающихся с ремнем. Это явный признак износа, который лучше не игнорировать.
  • Следы масла или антифриза на ремне и вокруг него. Утечки происходят через сальники или неправильно подогнанные шкивы, поэтому вместе с заменой ремня может понадобиться замена других элементов.
  • Во всех случаях лучше перестраховаться и заплатить за новый ремень и его установку, чем сдавать двигатель на капремонт.

    Погнет ли клапана при обрыве ремня ГРМ? Как узнать?

    Что происходит, если ремень ГРМ обрывается во время работы двигателя? Сразу останавливаются распредвалы, а значит, клапана остаются в том положении, в котором их застал обрыв, то есть, некоторые из них опущены в полость цилиндра. Однако поршни еще продолжают двигаться по инерции, и почти всегда «встречаются» с клапанами. Дальше – катастрофа: гнутся клапана, разбиваются поршни, гнутся шатуны, может нарушиться геометрия коленвала.

    Можно проверить, подвержена ли конструкция двигателя поломкам при обрыве ремня. Для этого необходимо выяснить, «встретятся» ли поршни с клапанами, если распредвал внезапно остановится, через обрыв ремня ГРМ.

    1. Откручиваем свечи.
    2. Поршень первого цилиндра установить в верхней мертвой точке, смотря через отверстия свечи
    3. Снять ремень ГРМ.
    4. Крутить распредвал.
    5. Если он свободно прокручивается, значит клапана не упираются в поршень и в случае обрыва ремня их не погнет.
    6. Аналогично проверяем все цилиндры.

    Наглядно этот способ показан на видео, ниже.

    На каких двигателях чаще всего гнет клапана, а на каких нет?

    Общая злая закономерность такая: чем сложней и дороже двигатель, тем больше разрушений создаст обрыв ремня. Почти гарантированно загнет клапана на таких моторах:

    • Современные малолитражные «эко» моторы.
    • Дизельные двигатели (за счет более сложной конструкции).
    • 16- и 20-клапанные двигатели.
    • Моторы с цепью вместо ремня ГРМ.

    А вот простейшие 4-цилиндровые 8-клапанные двигатели старой конструкции, не форсированные, объемом от 1,5 л, самые элементарные бензиновые, могут и не пострадать при обрыве ремня. Еще одно доказательство того, что чем проще конструкция, тем она надежней.

    Советы по эксплуатации

    Основных советов по поводу ремня ГРМ всего три.

    1. Первый — следить за состоянием ремня и при первых признаках проблемы менять его. Даже если компоновка подкапотного пространства делает эту работу сложной и дорогостоящей. Если он оборвется, всё равно ведь придется туда лезть, но цена вопроса будет совсем другой.
    2. Второй — покупать качественный ремень. Это не та деталь, на которой можно экономить, особенно, если двигатель мощный и дорогой в ремонте. Лучше переплатить на продукт хорошего бренда, чем сэкономить «в моменте» и получить сюрприз намного раньше расчетного срока.
    3. Третий — не доверять регламентному пробегу. Срок эксплуатации ремня определяется не только пройденными километрами, но и годами службы. Как правило, через 5 лет ремень необходимо менять, даже если автомобиль почти всё это время простоял в гараже. Под действием паров бензина, перепадов температур, влажности, материалы ремня становятся твердыми, легко повреждаются, и он может просто лопнуть в любой момент.

    Заключение

    Есть одна хитрость: когда владелец планирует продавать свой автомобиль, он зачастую не вкладывается в ремонт, покупая самые дешевые запчасти и только те, что действительно необходимы. Поэтому специалисты рекомендуют: при покупке автомобиля с пробегом сразу заменить ряд деталей, которые наверняка уже или «на последнем издыхании», или установлены самые дешевые. В эту категорию входит и ремень ГРМ, от которого зависит работа самого дорогостоящего узла в автомобиле.

    Функции ремня ГРМ

    Газораспределительный механизм автомобиля предназначен для чередования впрыска топлива в цилиндры и выпуска из двигателя внутреннего сгорания отработанных газов. Часто в неисправности этого механизма виновен некачественный или износившийся ремень ГРМ. Магазин запчастей в Минске имеет в наличии качественные резиновые кольца для генераторов и ГРМ.

    Ремень ГРМ – что это?

    Ремень ГРМ представляет собой резиновое кольцо, имеющее насечки с внутренней стороны. Оно находится за пластиковым кожухом автомобиля и связывает распредвал с коленвалом. В последних моделях автомобилей эксплуатационные характеристики газораспределительного механизма претерпели большие изменения из-за внушительных нагрузок. Из-за постоянного трения кольцо быстро изнашивается, поэтому производители рекомендуют проводить его своевременную замену.

    Ремень ГРМ и ремень генератора

    Газораспределительный механизм автомобиля имеет собственный ремень, а генератор – свой. Поверхность резиновой детали генератора полосатая, у кольца ГРМ по краям находятся зубчики.

    Ремень генератора виден сразу при открывании капота, а ГРМ закрыт кожухом. В некоторых моделях автомобилей эта резиновая деталь вращает и генератор.

    Через какой пробег менять деталь?

    Ремень газораспределительного механизма – это простая составная часть, входящая в состав сложного узла. Периодичность замены этой детали рекомендуется при 50 тыс. км пробега для автомобилей производства стран СНГ и 70 тыс. км для импортных. В автосервисных мастерских во время замены кольца обычно проверяют состояние натяжных роликов, ведущую шестерню коленвала и сальники на соединяемых ими валах. В случае необходимости меняют и эти запчасти, так как в это время подступиться к ним легче.

    Цепь или ремень?

    Обратите внимание на сравнительные характеристики этих деталей:

    Ремень ГРМ

    имеет простую конструкцию;

    может внезапно произойти разрыв, что приводит к риску повреждения двигателя.

    Цепь ГРМ

    имеет долгий срок службы;

    не боится перепадов температур и агрессивной езды;

    можно заранее узнать об износе, так как поврежденная цепь начинает стучать при работе холодного двигателя.

    нуждается в постоянной смазке;

    шумит во время работы;

    сложно визуально оценить изношенность.

    Что будет, если порвется?

    При обрыве распредвал резко останавливается, а коленчатый вал продолжает двигаться. Это может привести к полной остановке двигателя. Поэтому при обнаружении провисания или потертости необходима своевременная замена ремня ГРМ. При самостоятельном ремонте замену осуществляют согласно руководству вашего автомобиля. Даже если деталь выглядит нормально, но рекомендуемый срок эксплуатации истекает, замена необходима, чтобы он не порвался в неподходящий момент. Покупать эту запчасть нужно только от проверенных производителей. Помните, что своевременная замена намного дешевле, капитального ремонта всего двигателя.

    Что будет, если перескочил ремень ГРМ?

    Все зубчики резинового кольца должны входить в каждую выемку маховика. С проскальзыванием ремня на зубьях маховика колен сталкиваются многие автомобилисты. Из-за соскальзывания появляются проблемы с запуском, двигатель начинает терять в мощности, нестабильно работает мотор автомобиля.

    Запчасть может начать перескакивать из-за попадания масла на резину. Поэтому нужно постоянно поверять наличие масляных пятен. Даже из-за минимального количества смазки может произойти сдвиг на один зуб.

    Что такое ремень ГРМ и для чего он нужен в автомобиле?

    Прежде, чем начать разговор о ремне, как составной части газораспределительного механизма многих типов и моделей ДВС (двигателей внутреннего сгорания), следует выяснить – что такое ГРМ в автомобиле и какие функции выполняет.

    Газораспределительный механизм (аббревиатура ГРМ) – это механизм, обеспечивающий впуск и выпуск рабочего тела в двигателях внутреннего сгорания, а если говорить проще, то он управляет фазами газораспределения, отвечая за своевременную подачу (впрыск) топливно-воздушной смеси в рабочие цилиндры и выпуск из них отработанных газов.

    Процесс работы ГРМ основан на синхронизации движения коленчатого и распределительного валов. Вращение коленвала через шестерни и ремень газораспределительного механизма передается на распредвал, который управляет согласованным движением кулачков, обеспечивающих поочередное открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов. Двигаясь, кулачки нажимают на рычаги, а те, в свою очередь, на стержни клапанов, открывая их в определенной последовательности (в зависимости от порядка работы рабочих цилиндров). Следующий поворот распределительного вала возвращает кулачки на исходную позицию, клапана закрываются.

    Все это в совокупности обеспечивает раздельное осуществление фаз впрыска, сжатия, сгорания топлива (рабочего хода), выброса отработанных газов, то есть полноценную работу газораспределительного механизма в разных режимах моторного цикла.

    Содержание

    Для чего нужен ремень ГРМ на автомобиле

    Те из водителей, кто не ремонтирует машину самостоятельно, слабо представляет себе устройство современного автомобиля в целом, и в частности газораспределительного механизма. Не имеют они и представления – что такое ремень ГРМ , и какие функции на него возложены.

    Любой двигатель – конструктивно сложный агрегат, моментально реагирующий на все нестыковки в работе сопряженных с ним механизмов и узлов. Его максимальная точность работы зависит именно от синхронного вращения коленвала и распредвала, но синхронной работы не будет, если вращательный момент с одного узла не будет передан на другой при помощи привода.

    Известны два самых распространенных типа привода – цепной и ременной, при этом ременной привод проще в обслуживании, и используется для передачи вращательного момента чаще всего. Стандартный ремень газораспределительного механизма через шкивы (шестерни), ролики, натяжители, соединяет ременной привод в единое целое, обеспечивая передачу вращательного момента от коленвала к распредвалу в момент запуска двигателя.

    Ремень ГРМ также может соединяться со шкивом насоса ОЖ, но отдельные автопроизводители используют для работы помпы обычный приводной ремень, что значительно упрощает конструкцию привода.

    Ремень ГРМ – материал и форма зубцов

    Классический ремень ГРМ – это зубчатый ремень с внутренними зубцами, имеющими максимально высокую точность отливки. Форма профиля зубцов может быть трех видов – трапециевидный, округлый и смешанный тип профиля. Классической считается трапециевидная форма зубца, а вот округлая применяется тогда, когда требуются повышенные эксплуатационные возможности приводного ремня для передачи больших крутящих моментов. Смешанный тип объединяет в себе эксплуатационные возможности двух предыдущих видов, но на практике используется очень редко.

    Ремень обязательно имеет силовой каркас (кордовую основу), что необходимо для предотвращения преждевременного растяжения в процессе интенсивной работы.

    Для сохранения продольной устойчивости ремня привода для изготовления корда используется стекловолокно, а сама оболочка ремня, в которой и располагаются кордовые нити, изготавливается из синтетического неопренового каучука. Таким образом, она защищает нити корда от преждевременного износа, провоцирующего обрыв ремня.

    При этом ремень изначально не является монолитным – зубцы, которые также изготавливаются из неопрена, привариваются к оболочке ремня, а высокая точность отливки гарантирует безрывковую передачу вращательного момента, и оптимальное «сцепление» между ремнем и роликами натяжителей.

    Ведущие производители автозапчастей при изготовлении ремня ГРМ могут использовать другие, не менее прочные материалы.

    Когда менять ремень ГРМ

    Ресурс любых комплектующих и расходных материалов заложен производителем изначально, только не каждый производитель это отображает. В случае с приводным ремнем газораспределительного механизма, его ресурс зависит от качества материала, из которого изготовлен расходник, а ремень ГРМ – это расходный материал. И если производитель не указывает, через какое время следует его заменить, такая информация должна отображаться в технической документации на транспортное средство.

    • В среднем, рекомендуемый для замены ремня ГРМ пробег автомобиля не должен превышать отметки в 90 – 100 тыс. км, в частности это касается, и старых подержанных, и многих новых иномарок.
    • На современных машинах, особенно японского и немецкого производства, срок замены может быть сдвинут до 120 – 150 тыс. км, но при этом рекомендуется регулярно проверять состояние ременного привода и при видимых признаках критического износа, не дожидаться обрыва, а менять незамедлительно.

    • Есть и такие модели авто, на которых ресурс ремня газораспределительного механизма может находиться в пределах 200 тыс. км пробега, но это, в свою очередь, не касается натяжного оборудования (роликов) ременного привода. Их ресурс, какого бы высокого качества они не были, не превышает предела в 120 тыс. км, а менять ролики без замены ремня нецелесообразно и опасно.
    • Что касается российских автомобилей даже нового поколения (Vesta, Xray), ресурс оригинального штатного ремня не превышает предела в 70 – 80 тыс. км пробега, хотя автопроизводитель зачастую заявляет совсем другие цифры. И даже если ремень еще достаточно долго служит, то опорный и натяжной ролики порой не дотягивают до среднего показателя и выходят из строя уже через 40 – 50 тыс. км.
    • Ремень рекомендуется заменить и в том случае, если машина куплена на вторичном рынке, а бывший владелец не может сказать точной даты замены комплектующих ременного привода.

    Таким образом, при плановой замене ремня ГРМ меняются и ролики, причем это обязательное требование автопроизводителя. Если один из роликов выйдет из строя, то у владельца машины есть всего лишь 100 – 150 км запаса хода, и то, только для того чтобы дотянуть до ближайшего автосервиса.

    За счет того, что рабочий ресурс деталей ременного привода практически одинаков, то для одновременной замены производители автозапчастей предлагают так называемый ремкомплект ГРМ, куда входит не только ремень, но и ролики (шкивы), болты и прочее, даже водяной насос. У каждого производителя разная комплектация, подобранная под конкретную марку и модель автомобиля.

    Универсальных ремней ГРМ нет – их размер зависит от модели, марки автомобиля, типа и модели двигателя, что отражается на маркировке изделия. Именно по маркировке штатного ремня следует подбирать новый элемент. Отдельные водители подбирают ремни «на глаз», прикладывая их друг к другу, или же высчитывая количество зубцов – так делать не рекомендуется. Лучше не пожалеть времени и найти каталог, в котором указана вся информация по ремням газораспределительного механизма для той или иной модификации двигателя.

    Что будет, если порвется ремень ГРМ

    Не стоит дожидаться полной отработки ресурса, а провести замену ремня ГРМ на 5 – 10 тыс. км раньше положенного. Экономия и риск, в этом случае никак не оправданы, потому что для многих водителей обрыв ремня – это «страшный сон», а именно капитальный ремонт двигателя, большие расходы, потерянное время и нервы, плюс длительный простой транспортного средства.

    Причин обрыва ремня множество:

    • Игнорирование рекомендованных производителем автомобиля сроков замены, в этом случае обрыв происходит по причине естественного износа.
    • Игнорирование рекомендаций по замене полного комплекта ГРМ, то есть не только ремня, но и роликов, натяжителей.
    • Попадание на оболочку ремня едких технических жидкостей и машинных масел, которые разрушают поверхность элемента ременного привода. Практика показывает, что даже, если удалить попавшее масло или техническую жидкость, ремень все равно будет проскальзывать, и в итоге порвется.
    • В «группе риска» находятся и те владельцы машин, которые экономят на качестве автозапчастей, устанавливая на автомобиль комплектующие сомнительного качества и от неизвестных производителей.

    Что касается последствий обрыва ремня, то они практически всегда достаточно тяжелые. При обрыве ремня распределительный вал останавливается, оставляя клапана в том положении, в котором они были в момент, когда ремень порвало. Коленчатый вал при этом продолжает крутиться, и в момент обрыва работающие поршни ударяют по остановившимся клапанам и гнут их.

    И это далеко не все последствия обрыва. Зачастую при обрыве ремня срабатывает «эффект домино» – повреждаются направляющие втулки, происходит деформация и разрушение поршней, деформация распредвала, повреждение ГБЦ (головки блока цилиндров), разрушение шатунов и вкладышей.

    Обрыв ремня ГРМ очень серьезен и критичен – расходы на капитальный ремонт двигателя будут несоизмеримо больше обычной плановой замены ремня ГРМ. Это стоит помнить всем водителям.

    Что такое ГРМ в автомобиле и для чего он нужен? Техническое обслуживание газораспределительного механизма

    Здесь все зависит от типа двигателя и конструкции автомобиля (иногда вместо смеси в двигатель просто подается воздух). По сути, двигатель будет функционировать нормально, если его клапана и поршни будут ритмично и своевременно передвигаться.

    Типы ГРМ автомобиля

    Различают два основных типа привода ГРМ – ременной и цепной. Представляет он собой круглое замкнутое кольцо определённой длины, внутри которого располагаются специальные зубья, обеспечивающие максимальный уровень сцепления и минимизируйте риск проскальзывания. Важно отметить, что основным механизмом, от действий которого зависит нормальная работа всего силового агрегата, является именно ГРМ.

    Принцип работы ГРМ в автомобиле

    В большинстве случаев привод газораспределительного механизма представляет собой плотное изделие из резины, оснащенное с внутренней стороны специальными зубьями для обеспечения более плотного сцепления. Количество таких зубьев четко регламентировано для конкретного типа системы.

    Нужно понимать, что привод ГРМ является ключевой деталью, связывающей весь рабочий механизм. Он же подвергается наибольшим нагрузкам и требует периодической замены после отработки своего ресурса, либо же в процессе выявления каких-либо, даже самых минимальных повреждений.

    ГРМ обеспечивает своевременное вращение валов, отвечающих за движение впускных и выпускных клапанов. Могут иметь различное расположение и принцип действия (зависит от типа конструкции автомобиля). Но основная функция этого механизма обеспечение его постоянной синхронной работы. Благодаря ей двигатель получает возможность своевременно «дышать» и получать топливную смесь.

    В большинстве типов обладает упрощенной конструкцией и возможностью быстрой замены повреждённого, либо отработавшего свой ресурс ремня. Все эти операции проводятся при очередном ТО ГРМ легкового автомобиля и не стоит этим пренебрегать.

    Автомобилистам следует знать, что если привод ГРМ в процессе работы двигателя выйдет из строя, последствия могут быть очень неприятными, в частности это может стать причиной повреждения клапанов, исчезновения синхронности в работе вала и повреждения внутренней части двигателя. Иными словами, если такой ремень газораспределительного механизма лопнет, двигатель может попросту заклинить, и чтобы исправить поломку потребуется его капитальный ремонт.

    Наибольшим нагрузкам ремень ГРМ подвергается в случае неправильной эксплуатации автомобиля. В частности, в случае попыток завести машину с буксира ремень получает максимальную нагрузку и вероятность его обрыва, либо соскока, очень велика. Если проанализировать возможные последствия такого сценария, то намного дешевле будет просто вызвать и подождать эвакуатор.

    Именно поэтому не следует пропускать профилактические проверки всего ГРМ, и очень серьезно относится к малейшим трещинам на поверхности привода. Такие детали не ремонтируются. Их сразу меняют на новый привод.

    На что обращать внимание при выборе ремня ГРМ

    Каждый ремень газораспределительного механизма имеет свою собственную маркировку. Который состоит из буквенно-цифрового обозначения. Характеризует количество зубьев, шаг между ними, их параметры, а также ширину ремня.

    Отдельные производители вводят не международную, а свою собственную маркировку. Поэтому при выборе ремня следует изначально определиться с таблицами их соответствия. Либо же осуществлять покупку в фирменном магазине, реализующем запчасти для вашего типа авто.

    В процессе подбора нужного ремня следует внимательно изучать их характеристики. В частности обращать внимание следует на такие характеристики:

    • прочность на разрыв;

    • возможность работать в условиях повышенных температур без изменения эксплуатационных характеристик;

    • возникающая наработка должна удерживать ремень ГРМ до полного его износа;

    • должно быть предусмотрено допустимое удлинение даже после наработки.

    Поэтому, чтобы избежать возможных неприятностей, следует использовать ремни исключительно проверенных производителей, гарантирующих качество своей продукции.

    Определить причины, когда ремень ГРМ требует замены можно путем его визуального осмотра. Прежде всего, на поверхности такого ремня могут проявляться небольшие трещины и разрывы. Длительная эксплуатация без замены становится причиной выработки ремня. Вследствие чего он начинает несколько удлиняться и провисать.

    Нужно также понимать, что ремешок ГРМ изготовлен из резины. За счет постоянного трения его рабочая поверхность более подвержена различного рода изменениям. Поэтому следует осматривать ее на предмет износа внутренних зубьев и плотности сцепления их с валами. В случае выявления малейших несоответствий целесообразно сразу произвести смену такого ремня.

    Временная диаграмма контроллера тракта декодирования.

    Context 1

    … Основным объектом этого исследования является реализация кодировщика и декодера уровня MAC, которые работают параллельно и, следовательно, обеспечивают одновременную транзакцию ввода-вывода протоколов USB 3.0. Прежде чем обсуждать разработанный алгоритм MAC-кодировщика и декодера, полезно сначала взглянуть на стандартный пакет USB 3.0 [1]. Он также изображен на рис. 6. Подробное описание символов пакета см. В [1].Рекомендуется сначала обратиться к [2] для сигналов кодирования PHY Chip, чтобы понять алгоритм кодирования Phy. Описание алгоритмического конечного автомата (ASMD) PHY Encoder показано на рисунке 7. Когда процесс кодирования выполняется контроллером канального уровня, он утверждает «ll_enc_done» (раздел III-B), информируя главный контроллер о том, что были размещены действительные данные. в двухпортовой памяти и должен быть получен Phy Encoder. Затем мастер-контроллер выдает сигнал «start_en» (рис. 3) для инициализации Phy-кодировщика и ожидает подтверждения от Phy-кодировщика.LTSSM контролирует состояние питания микросхемы PHY через Phy Encoder. Phy-чип остается бездействующим в состояниях питания P1 и P3 [1]. В состоянии P2 кодер ожидает инструкции от LTSSM, чтобы заставить Phy Chip передать LFPS [1] или выполнить операцию обнаружения приемника (рис. 7). Когда в буферах присутствуют действительные данные, LTSSM инструктирует Phy Encoder перевести Phy-чип в состояние P0. Кодер запускает процесс выборки данных из буфера только тогда, когда обнаруживается положительный фронт «передачи». Когда LTSSM подтверждает сигнал «передачи», кодировщик запрашивает данные и ожидает подтверждения от интерфейса буфера чтения.Когда транзакция начинается, кодировщик получает размер полезной нагрузки данных из размера пакета (заданного главным контроллером в байтах) и помещает в регистр с именем «data_pld_size». Цель вычисления размера полезной нагрузки данных — выяснить, сколько транзакций требуется для отправки полного пакета на Phy-чип. Поскольку каждая транзакция может иметь 4 символа передаваемых данных (32-битная шина) [см. 1 для подробного описания], размер пакета делится на 4, чтобы получить правильное количество требуемых транзакций.Ссылаясь на [2], шина TxDataK указывает байт управления или данных в текущей транзакции. RTL кодировщика достаточно эффективен, чтобы определить, какой байт является управляющим байтом или байтом данных в текущей транзакции. На рис.4 показано, что есть две такие транзакции (1-я и 6-я), которые содержат полные контрольные символы (байты). Последняя транзакция должна иметь все контрольные байты, но это зависит от размера полезной нагрузки данных. Если размер полезной нагрузки данных не кратен 4, то должна быть неоднозначность, какой символ является управляющим или байтом данных во 2-й последней транзакции.Два младших бита «data_pld_size» указывают позицию байта данных во 2-й последней транзакции (фиг.6). Процесс декодирования — довольно сложная и непростая задача. Для понимания сигналов декодирования PHY Chip рекомендуется обратиться к [2]. ASMD Phy Decoder показан на рис. 8. «PowerState» Phy Decoder снова находится под управлением LTSSM. Phy Decoder остается бездействующим в состояниях P1 и P2. В P3 LTSSM утверждает сигнал «Receiver_DO» (см. Рис. 2), когда он требует выполнения операции «обнаружение приемника».Phy Decoder, в свою очередь, утверждает сигнал «TxDetectRx» [2], запрашивая чип PHY для начала операции «обнаружения приемника». Этот сигнал должен оставаться на высоком уровне до тех пор, пока не будет подтвержден сигнал phy_status [2] от Phy Chip. Когда операция обнаружения приемника завершена, микросхема PHY выдает сигнал «phy_status» [2]. Затем Phy-декодер сбрасывает «TxDetectRx», тем временем информируя LTSSM, статус приемника через шину «Rx_status_2LTSSM». Как только LTSSM дает команду Phy-декодеру перевести PHY Chip в состояние питания P0, декодер начинает поиск сигнала «Rx_elec_idle».Phy Decoder информирует LTSSM о LFPS на основе сигнала «Rx_elec_idle». Затем он переходит в состояние ожидания, пока на шине «RxData» не появятся действительные данные. Когда присутствуют действительные данные, декодер опрашивает «Интерфейс буфера записи» (рис. 2), готов ли он принять входящие данные, и переходит в состояние «ackldg» (подтверждение). Затем он ожидает подтверждения от «Интерфейса буфера записи». Как только буфер квитируется, декодер начинает выборку и отправку данных из Phy Chip в интерфейс буфера записи соответственно (рис.2). Phy Decoder продолжает передавать пакет от Phy Chip к интерфейсу буфера записи, пока контроллер канального уровня не подаст сигнал «игнорировать». Когда утверждается «игнорировать», Phy-декодер отбрасывает входящие данные от Phy Chip и начинает поиск LRTY [1]. Phy Decoder также вычисляет размер пакета при передаче данных из Phy-чипа в интерфейс буфера записи. На рис. 4 показано, что максимальный размер пакета может составлять до 1024 байтов (максимальная полезная нагрузка данных) + 28 байтов (стандартный протокол каждого пакета).Размер пакета рассчитывается таким образом, что счетчик увеличивается каждый раз, когда происходит транзакция. Декодер постоянно отслеживает строки RxDataK. Управляющий байт указывается шиной RxDataK всякий раз, когда его значение не равно нулю. Всякий раз, когда в строках RxDataK присутствует ненулевое значение, другой счетчик, разделенный на единицу, увеличивается, чтобы отслеживать количество транзакций управляющих байтов. Обращаясь к фиг. 4, можно заметить, что может быть только 3 или 4 таких транзакции, которые имеют в себе байты управления, т.е.е. первая транзакция, шестая транзакция и последняя транзакция. Если размер полезной нагрузки данных не кратен 4 (т.е. первые три из последних четырех управляющих байтов могут быть частью второй последней транзакции), может иметь место транзакция с четвертым управляющим байтом. Поскольку первая и шестая транзакции представляют собой транзакции с полным контрольным байтом, о них не нужно заботиться. Проблема возникает после загрузки полезных данных из-за различий в размерах полезной нагрузки данных. ASMD, показанный на рис. 6, показывает, что декодер неоднократно проверяет, чтобы «rxdataK_count» стало равным 2.Когда «rxdataK_count» становится равным 2, декодер проверяет значение RxDataK. RxDataK = 4’hF указывает на то, что все четыре байта являются контрольными байтами, а текущая транзакция — это конец пакета. RxDataK, отличный от 4’hF, четко указывает, что размер полезной нагрузки данных не кратен 4, и текущая транзакция содержит байты данных вместе с байтами управления. Также у нас будет четвертая управляющая байтовая транзакция. Если RxDataK = 4’h8 (4’b1000), он показывает, что имеется 3 байта данных и 1 контрольный байт.Этот один управляющий байт фактически взят из четырех последних управляющих байтов (показанных на рис. 4). Это означает, что в следующей транзакции будет только 3 (оставшихся) управляющих байта, а последний байт останется пустым, поэтому значение 1’b1 вычитается из размера пакета (показано на рис. 6). Аналогичный метод реализован для RxDataK = 4’hC и 4’hE. Конструкции RTL как физического уровня, так и главных контроллеров полностью синтезированы с использованием устройства Virtex-5 XC5VLX110T. Использование ресурсов контроллером уровня PHY и главным контроллером представлено в Таблице 6 и Таблице 7 соответственно.Хотя все USB-устройство написано в синтезируемом RTL-коде, этот объект будет представлять поведение хоста плюс поведение PHY Chip. Он предназначен только для целей моделирования и никогда не может вывести аппаратное обеспечение. Он может подавить концепцию отдельных уровней и может вместить поведение хост-объекта и PHY Chip как единого объекта, который необходим для получения уровня MAC, появляющегося на передней линии восходящего порта (USB-устройства). Случайные данные генерируются с помощью тестовой среды и вводятся на MAC-уровень (при условии, что они поступают с канального уровня, см. Рис.1 и 2) и заранее заданный размер пакета для каждого запуска моделирования. Эти данные обрабатываются Phy Encoder через двухпортовый интерфейс памяти и буфера чтения (рис. 2). Phy Encoder передает эти данные в PHY Chip (поведенческую модель), которая возвращает их в Phy Decoder. Phy-декодер остается бездействующим, пока не будет подтвержден сигнал RxValid (из поведения PHY, рис. 2). Как только обнаруживается нарастающий фронт сигнала RxValid, декодер запрашивает интерфейс буфера записи для полученных данных, поступающих от хоста.После подтверждения Phy-декодеры начинают выборку данных и размещают их на портах, обращенных к интерфейсу буфера записи, которые, в свою очередь, помещают данные в двухпортовую память (рис. 2). Между тем, он также ищет контрольные байты (на шине RxData), на основе которых он может узнать размер пакета (см. Раздел 4.2). Поскольку протоколы SuperSpeed ​​предназначены для двойных симплексных линий передачи, которые передают и принимают транзакции параллельно, абсолютно необходима архитектура, поддерживающая такие протоколы.Чтобы соответствовать требованиям, отдельные пути кодирования и декодирования работают одновременно и независимо. Таким образом, путь кодирования связан с ассемблерами пакетов или кодерами, тогда как путь декодирования связан с дизассемблером или декодерами пакетов. Пути кодирования и декодирования выполняются конечным автоматом главного контроллера, чтобы обеспечить двойную симплексную способность шины. Эта синтезируемая реализация MAC-уровня (контроллера физического уровня) соответствует последней спецификации USB 3.0. Он разработан таким образом, что с ним можно легко взаимодействовать с другими слоями.Канальный уровень, уровень протокола и LTSSM будут разработаны в будущем как независимые объекты и интегрированы с этим уровнем. В будущем целью может стать завершенное устройство памяти USB 3.0, диаграмма верхнего уровня которого показана на рис. 9. Хасан Байг получил степень бакалавра инженерии (электроника) в Университете инженерии и технологий NED, Карачи, Пакистан, в январе 2010 года. получил степень магистра в области встроенных вычислений из …

    Context 2

    … Обсуждая разработанный алгоритм MAC Encoder и Decoder, хорошо бы сначала взглянуть на стандартный пакет USB 3.0 [1]. Он также изображен на рис. 6. Подробное описание символов пакета см. В [1]. Рекомендуется сначала обратиться к [2] для сигналов кодирования PHY Chip, чтобы понять алгоритм кодирования Phy. Описание алгоритмического конечного автомата (ASMD) PHY Encoder показано на рисунке 7. Когда процесс кодирования выполняется контроллером канального уровня, он утверждает «ll_enc_done» (раздел III-B), информируя главный контроллер о том, что были размещены действительные данные. в двухпортовой памяти и должен быть получен Phy Encoder.Затем мастер-контроллер выдает сигнал «start_en» (рис. 3) для инициализации Phy-кодировщика и ожидает подтверждения от Phy-кодировщика. LTSSM контролирует состояние питания микросхемы PHY через Phy Encoder. Phy-чип остается бездействующим в состояниях питания P1 и P3 [1]. В состоянии P2 кодер ожидает инструкции от LTSSM, чтобы заставить Phy Chip передать LFPS [1] или выполнить операцию обнаружения приемника (рис. 7). Когда в буферах присутствуют действительные данные, LTSSM инструктирует Phy Encoder перевести Phy-чип в состояние P0.Кодер запускает процесс выборки данных из буфера только тогда, когда обнаруживается положительный фронт «передачи». Когда LTSSM подтверждает сигнал «передачи», кодировщик запрашивает данные и ожидает подтверждения от интерфейса буфера чтения. Когда транзакция начинается, кодировщик получает размер полезной нагрузки данных из размера пакета (заданного главным контроллером в байтах) и помещает в регистр с именем «data_pld_size». Цель вычисления размера полезной нагрузки данных — выяснить, сколько транзакций требуется для отправки полного пакета на Phy-чип.Поскольку каждая транзакция может иметь 4 символа передаваемых данных (32-битная шина) [см. 1 для подробного описания], размер пакета делится на 4, чтобы получить правильное количество требуемых транзакций. Ссылаясь на [2], шина TxDataK указывает байт управления или данных в текущей транзакции. RTL кодировщика достаточно эффективен, чтобы определить, какой байт является управляющим байтом или байтом данных в текущей транзакции. На рис.4 показано, что есть две такие транзакции (1-я и 6-я), которые содержат полные контрольные символы (байты).Последняя транзакция должна иметь все контрольные байты, но это зависит от размера полезной нагрузки данных. Если размер полезной нагрузки данных не кратен 4, то должна быть неоднозначность, какой символ является управляющим или байтом данных во 2-й последней транзакции. Два младших бита «data_pld_size» указывают позицию байта данных во 2-й последней транзакции (фиг.6). Процесс декодирования — довольно сложная и непростая задача. Для понимания сигналов декодирования PHY Chip рекомендуется обратиться к [2]. ASMD Phy Decoder показан на рис.8. «PowerState» Phy Decoder снова находится под управлением LTSSM. Phy Decoder остается бездействующим в состояниях P1 и P2. В P3 LTSSM утверждает сигнал «Receiver_DO» (см. Рис. 2), когда он требует выполнения операции «обнаружение приемника». Phy Decoder, в свою очередь, утверждает сигнал «TxDetectRx» [2], запрашивая чип PHY для начала операции «обнаружения приемника». Этот сигнал должен оставаться на высоком уровне до тех пор, пока не будет подтвержден сигнал phy_status [2] от Phy Chip. Когда операция обнаружения приемника завершена, микросхема PHY выдает сигнал «phy_status» [2].Затем Phy-декодер сбрасывает «TxDetectRx», тем временем информируя LTSSM, статус приемника через шину «Rx_status_2LTSSM». Как только LTSSM дает команду Phy-декодеру перевести PHY Chip в состояние питания P0, декодер начинает поиск сигнала «Rx_elec_idle». Phy Decoder информирует LTSSM о LFPS на основе сигнала «Rx_elec_idle». Затем он переходит в состояние ожидания, пока на шине «RxData» не появятся действительные данные. Когда присутствуют действительные данные, декодер опрашивает «Интерфейс буфера записи» (рис. 2), готов ли он принять входящие данные, и переходит в состояние «ackldg» (подтверждение).Затем он ожидает подтверждения от «Интерфейса буфера записи». Как только буфер подтверждает, декодер начинает выборку и отправку данных из Phy Chip в интерфейс буфера записи соответственно (рис. 2). Phy Decoder продолжает передавать пакет от Phy Chip к интерфейсу буфера записи, пока контроллер канального уровня не подаст сигнал «игнорировать». Когда утверждается «игнорировать», Phy-декодер отбрасывает входящие данные от Phy Chip и начинает поиск LRTY [1]. Phy Decoder также вычисляет размер пакета при передаче данных из Phy-чипа в интерфейс буфера записи.На рис. 4 показано, что максимальный размер пакета может составлять до 1024 байтов (максимальная полезная нагрузка данных) + 28 байтов (стандартный протокол каждого пакета). Размер пакета рассчитывается таким образом, что счетчик увеличивается каждый раз, когда происходит транзакция. Декодер постоянно отслеживает строки RxDataK. Управляющий байт указывается шиной RxDataK всякий раз, когда его значение не равно нулю. Всякий раз, когда в строках RxDataK присутствует ненулевое значение, другой счетчик, разделенный на единицу, увеличивается, чтобы отслеживать количество транзакций управляющих байтов.Ссылаясь на фиг.4, можно заметить, что может быть только 3 или 4 таких транзакции, которые содержат управляющие байты, то есть первая транзакция, шестая транзакция и последняя транзакция. Если размер полезной нагрузки данных не кратен 4 (т.е. первые три из последних четырех управляющих байтов могут быть частью второй последней транзакции), может иметь место транзакция с четвертым управляющим байтом. Поскольку первая и шестая транзакции представляют собой транзакции с полным контрольным байтом, о них не нужно заботиться.Проблема возникает после загрузки полезных данных из-за различий в размерах полезной нагрузки данных. ASMD, показанный на фиг. 6, показывает, что декодер неоднократно проверяет, что «rxdataK_count» становится равным 2. Когда «rxdataK_count» становится равным 2, декодер проверяет значение RxDataK. RxDataK = 4’hF указывает на то, что все четыре байта являются контрольными байтами, а текущая транзакция — это конец пакета. RxDataK, отличный от 4’hF, четко указывает, что размер полезной нагрузки данных не кратен 4, и текущая транзакция содержит байты данных вместе с байтами управления.Также у нас будет четвертая управляющая байтовая транзакция. Если RxDataK = 4’h8 (4’b1000), он показывает, что имеется 3 байта данных и 1 контрольный байт. Этот один управляющий байт фактически взят из четырех последних управляющих байтов (показанных на рис. 4). Это означает, что в следующей транзакции будет только 3 (оставшихся) управляющих байта, а последний байт останется пустым, поэтому значение 1’b1 вычитается из размера пакета (показано на рис. 6). Аналогичный метод реализован для RxDataK = 4’hC и 4’hE. Конструкции RTL как физического уровня, так и главных контроллеров полностью синтезированы с использованием устройства Virtex-5 XC5VLX110T.Использование ресурсов контроллером уровня PHY и главным контроллером представлено в Таблице 6 и Таблице 7 соответственно. Хотя все USB-устройство написано в синтезируемом RTL-коде, этот объект будет представлять поведение хоста плюс поведение PHY Chip. Он предназначен только для целей моделирования и никогда не может вывести аппаратное обеспечение. Он может подавить концепцию отдельных уровней и может вместить поведение хост-объекта и PHY Chip как единого объекта, который необходим для получения уровня MAC, появляющегося на передней линии восходящего порта (USB-устройства).Случайные данные генерируются с помощью испытательного стенда и вводятся на MAC-уровень (при условии, что они поступают с канального уровня, см. Рис. 1 и рис. 2), а также предварительно определенный размер пакета для каждого запуска моделирования. Эти данные обрабатываются Phy Encoder через двухпортовый интерфейс памяти и буфера чтения (рис. 2). Phy Encoder передает эти данные в PHY Chip (поведенческую модель), которая возвращает их в Phy Decoder. Phy-декодер остается бездействующим, пока не будет подтвержден сигнал RxValid (из поведения PHY, рис. 2). Как только обнаруживается нарастающий фронт сигнала RxValid, декодер запрашивает интерфейс буфера записи для полученных данных, поступающих от хоста.После подтверждения Phy-декодеры начинают выборку данных и размещают их на портах, обращенных к интерфейсу буфера записи, которые, в свою очередь, помещают данные в двухпортовую память (рис. 2). Между тем, он также ищет контрольные байты (на шине RxData), на основе которых он может узнать размер пакета (см. Раздел 4.2). Поскольку протоколы SuperSpeed ​​предназначены для двойных симплексных линий передачи, которые передают и принимают транзакции параллельно, абсолютно необходима архитектура, поддерживающая такие протоколы.Чтобы соответствовать требованиям, отдельные пути кодирования и декодирования работают одновременно и независимо. Таким образом, путь кодирования связан с ассемблерами пакетов или кодерами, тогда как путь декодирования связан с дизассемблером или декодерами пакетов. Пути кодирования и декодирования выполняются конечным автоматом главного контроллера, чтобы обеспечить двойную симплексную способность шины. Эта синтезируемая реализация MAC-уровня (контроллера физического уровня) соответствует последней спецификации USB 3.0. Он разработан таким образом, что с ним можно легко взаимодействовать с другими слоями.Канальный уровень, уровень протокола и LTSSM будут разработаны в будущем как независимые объекты и интегрированы с этим уровнем. В будущем целью может стать завершенное устройство памяти USB 3.0, диаграмма верхнего уровня которого показана на рис. 9. Хасан Байг получил степень бакалавра инженерии (электроника) в Университете инженерии и технологий NED, Карачи, Пакистан, в январе 2010 года. получил степень магистра в области встроенных вычислений в Университете Чосун, Кванджу, Южная Корея. Кроме того, он является научным сотрудником проф.Чон-А Ли в лаборатории компьютерных систем. Он получил стипендию Korean Global IT Scholarship для проведения исследований и обучения в высших учебных заведениях. Он провел множество семинаров от имени отделения студентов IEEE. Его исследовательские интересы включают проектирование встроенных систем, FPGA, оценку вариаций процессов на кристалле, частично реконфигурированные встроенные системы. Jeong-A Lee в настоящее время является профессором кафедры компьютерной инженерии, с тех пор как присоединился к Chosun …

    Context 3

    … «передает» сигнал, кодировщик запрашивает данные и ожидает подтверждения от интерфейса буфера чтения.Когда транзакция начинается, кодировщик получает размер полезной нагрузки данных из размера пакета (заданного главным контроллером в байтах) и помещает в регистр с именем «data_pld_size». Цель вычисления размера полезной нагрузки данных — выяснить, сколько транзакций требуется для отправки полного пакета на Phy-чип. Поскольку каждая транзакция может иметь 4 символа передаваемых данных (32-битная шина) [см. 1 для подробного описания], размер пакета делится на 4, чтобы получить правильное количество требуемых транзакций.Ссылаясь на [2], шина TxDataK указывает байт управления или данных в текущей транзакции. RTL кодировщика достаточно эффективен, чтобы определить, какой байт является управляющим байтом или байтом данных в текущей транзакции. На рис.4 показано, что есть две такие транзакции (1-я и 6-я), которые содержат полные контрольные символы (байты). Последняя транзакция должна иметь все контрольные байты, но это зависит от размера полезной нагрузки данных. Если размер полезной нагрузки данных не кратен 4, то должна быть неоднозначность, какой символ является управляющим или байтом данных во 2-й последней транзакции.Два младших бита «data_pld_size» указывают позицию байта данных во 2-й последней транзакции (фиг.6). Процесс декодирования — довольно сложная и непростая задача. Для понимания сигналов декодирования PHY Chip рекомендуется обратиться к [2]. ASMD Phy Decoder показан на рис. 8. «PowerState» Phy Decoder снова находится под управлением LTSSM. Phy Decoder остается бездействующим в состояниях P1 и P2. В P3 LTSSM утверждает сигнал «Receiver_DO» (см. Рис. 2), когда он требует выполнения операции «обнаружение приемника».Phy Decoder, в свою очередь, утверждает сигнал «TxDetectRx» [2], запрашивая чип PHY для начала операции «обнаружения приемника». Этот сигнал должен оставаться на высоком уровне до тех пор, пока не будет подтвержден сигнал phy_status [2] от Phy Chip. Когда операция обнаружения приемника завершена, микросхема PHY выдает сигнал «phy_status» [2]. Затем Phy-декодер сбрасывает «TxDetectRx», тем временем информируя LTSSM, статус приемника через шину «Rx_status_2LTSSM». Как только LTSSM дает команду Phy-декодеру перевести PHY Chip в состояние питания P0, декодер начинает поиск сигнала «Rx_elec_idle».Phy Decoder информирует LTSSM о LFPS на основе сигнала «Rx_elec_idle». Затем он переходит в состояние ожидания, пока на шине «RxData» не появятся действительные данные. Когда присутствуют действительные данные, декодер опрашивает «Интерфейс буфера записи» (рис. 2), готов ли он принять входящие данные, и переходит в состояние «ackldg» (подтверждение). Затем он ожидает подтверждения от «Интерфейса буфера записи». Как только буфер квитируется, декодер начинает выборку и отправку данных из Phy Chip в интерфейс буфера записи соответственно (рис.2). Phy Decoder продолжает передавать пакет от Phy Chip к интерфейсу буфера записи, пока контроллер канального уровня не подаст сигнал «игнорировать». Когда утверждается «игнорировать», Phy-декодер отбрасывает входящие данные от Phy Chip и начинает поиск LRTY [1]. Phy Decoder также вычисляет размер пакета при передаче данных из Phy-чипа в интерфейс буфера записи. На рис. 4 показано, что максимальный размер пакета может составлять до 1024 байтов (максимальная полезная нагрузка данных) + 28 байтов (стандартный протокол каждого пакета).Размер пакета рассчитывается таким образом, что счетчик увеличивается каждый раз, когда происходит транзакция. Декодер постоянно отслеживает строки RxDataK. Управляющий байт указывается шиной RxDataK всякий раз, когда его значение не равно нулю. Всякий раз, когда в строках RxDataK присутствует ненулевое значение, другой счетчик, разделенный на единицу, увеличивается, чтобы отслеживать количество транзакций управляющих байтов. Обращаясь к фиг. 4, можно заметить, что может быть только 3 или 4 таких транзакции, которые имеют в себе байты управления, т.е.е. первая транзакция, шестая транзакция и последняя транзакция. Если размер полезной нагрузки данных не кратен 4 (т.е. первые три из последних четырех управляющих байтов могут быть частью второй последней транзакции), может иметь место транзакция с четвертым управляющим байтом. Поскольку первая и шестая транзакции представляют собой транзакции с полным контрольным байтом, о них не нужно заботиться. Проблема возникает после загрузки полезных данных из-за различий в размерах полезной нагрузки данных. ASMD, показанный на рис. 6, показывает, что декодер неоднократно проверяет, чтобы «rxdataK_count» стало равным 2.Когда «rxdataK_count» становится равным 2, декодер проверяет значение RxDataK. RxDataK = 4’hF указывает на то, что все четыре байта являются контрольными байтами, а текущая транзакция — это конец пакета. RxDataK, отличный от 4’hF, четко указывает, что размер полезной нагрузки данных не кратен 4, и текущая транзакция содержит байты данных вместе с байтами управления. Также у нас будет четвертая управляющая байтовая транзакция. Если RxDataK = 4’h8 (4’b1000), он показывает, что имеется 3 байта данных и 1 контрольный байт.Этот один управляющий байт фактически взят из четырех последних управляющих байтов (показанных на рис. 4). Это означает, что в следующей транзакции будет только 3 (оставшихся) управляющих байта, а последний байт останется пустым, поэтому значение 1’b1 вычитается из размера пакета (показано на рис. 6). Аналогичный метод реализован для RxDataK = 4’hC и 4’hE. Конструкции RTL как физического уровня, так и главных контроллеров полностью синтезированы с использованием устройства Virtex-5 XC5VLX110T. Использование ресурсов контроллером уровня PHY и главным контроллером представлено в Таблице 6 и Таблице 7 соответственно.Хотя все USB-устройство написано в синтезируемом RTL-коде, этот объект будет представлять поведение хоста плюс поведение PHY Chip. Он предназначен только для целей моделирования и никогда не может вывести аппаратное обеспечение. Он может подавить концепцию отдельных уровней и может вместить поведение хост-объекта и PHY Chip как единого объекта, который необходим для получения уровня MAC, появляющегося на передней линии восходящего порта (USB-устройства). Случайные данные генерируются с помощью тестовой среды и вводятся на MAC-уровень (при условии, что они поступают с канального уровня, см. Рис.1 и 2) и заранее заданный размер пакета для каждого запуска моделирования. Эти данные обрабатываются Phy Encoder через двухпортовый интерфейс памяти и буфера чтения (рис. 2). Phy Encoder передает эти данные в PHY Chip (поведенческую модель), которая возвращает их в Phy Decoder. Phy-декодер остается бездействующим, пока не будет подтвержден сигнал RxValid (из поведения PHY, рис. 2). Как только обнаруживается нарастающий фронт сигнала RxValid, декодер запрашивает интерфейс буфера записи для полученных данных, поступающих от хоста.После подтверждения Phy-декодеры начинают выборку данных и размещают их на портах, обращенных к интерфейсу буфера записи, которые, в свою очередь, помещают данные в двухпортовую память (рис. 2). Между тем, он также ищет контрольные байты (на шине RxData), на основе которых он может узнать размер пакета (см. Раздел 4.2). Поскольку протоколы SuperSpeed ​​предназначены для двойных симплексных линий передачи, которые передают и принимают транзакции параллельно, абсолютно необходима архитектура, поддерживающая такие протоколы.Чтобы соответствовать требованиям, отдельные пути кодирования и декодирования работают одновременно и независимо. Таким образом, путь кодирования связан с ассемблерами пакетов или кодерами, тогда как путь декодирования связан с дизассемблером или декодерами пакетов. Пути кодирования и декодирования выполняются конечным автоматом главного контроллера, чтобы обеспечить двойную симплексную способность шины. Эта синтезируемая реализация MAC-уровня (контроллера физического уровня) соответствует последней спецификации USB 3.0. Он разработан таким образом, что с ним можно легко взаимодействовать с другими слоями.Канальный уровень, уровень протокола и LTSSM будут разработаны в будущем как независимые объекты и интегрированы с этим уровнем. В будущем целью может стать завершенное устройство памяти USB 3.0, диаграмма верхнего уровня которого показана на рис. 9. Хасан Байг получил степень бакалавра инженерии (электроника) в Университете инженерии и технологий NED, Карачи, Пакистан, в январе 2010 года. получил степень магистра в области встроенных вычислений в Университете Чосун, Кванджу, Южная Корея. Кроме того, он является научным сотрудником проф.Чон-А Ли в лаборатории компьютерных систем. Он получил стипендию Korean Global IT Scholarship для проведения исследований и обучения в высших учебных заведениях. Он провел множество семинаров от имени отделения студентов IEEE. Его исследовательские интересы включают проектирование встроенных систем, FPGA, оценку вариаций процессов на кристалле, частично реконфигурированные встроенные системы. Чон-А Ли в настоящее время является профессором кафедры компьютерной инженерии с момента поступления в Университет Чосон в 1995 году. Она получила степень бакалавра наук. Кандидат компьютерных наук в Сеульском национальном университете в 1982 г., M.С. в области компьютерных наук Университета Индианы в Блумингтоне в 1985 году и доктор философии. Кандидат компьютерных наук в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе в 1990 году. С 1990 по 1995 год она была доцентом кафедры электротехники и вычислительной техники Хьюстонского университета. Ее исследовательские интересы включают компьютерную архитектуру, быструю цифровую арифметику и арифметику CORDIC, проектирование архитектур для конкретных приложений и конфигурируемые вычисления. Она является автором более 100 технических статей, была приглашенным редактором специального выпуска журнала CORDIC, Journal of VLSI Signal Processing Systems for Signal, Image and Video Technology в 2000 году, а также работала членом комитета по программированию в течение нескольких международных конференций и старший член…

    Context 4

    … Когда Phy Layer Decoder (рис. 2) получает полный пакет, он генерирует сигнал индикации для главного контроллера, который, в свою очередь, инициализирует декодер Link Layer (LL), при условии, что LL декодер еще не в состоянии занятости. Между тем, главный контроллер также отправляет в декодер LL размер пакета, который он получил от декодера физического уровня при полном приеме пакета. 2. Когда пакет обрабатывается декодером LL, он генерирует сигнал индикации для главного контроллера, который, в свою очередь, инициализирует декодер уровня протокола (PL), при условии, что он еще не занят.Декодер канального уровня деассемблирует полученный пакет и отправляет новый размер пакета (размер пакета изменяется после прохождения через деассемблер пакетов) главному контроллеру. Затем мастер отправляет этот новый размер пакета декодеру уровня протокола во время его инициализации. На рис. 4 изображена временная диаграмма декодирования …

    Спонтанное декодирование времени и содержания восприятия человеческого объекта из записей кортикальной поверхности выявляет дополнительную информацию в связанном с событием потенциальном и широкополосном изменении спектра

    Abstract

    Связь между восприятием объекта и нейронной активностью в зрительных областях коры головного мозга является проблемой фундаментальной важности в нейробиологии.Здесь мы показываем, что электрические потенциалы от вентральной височной кортикальной поверхности у людей содержат достаточно информации для спонтанной и почти мгновенной идентификации состояния восприятия субъекта. Электрокортикографические (ЭКоГ) матрицы были помещены на субвисочную кортикальную поверхность семи пациентов с эпилепсией. Изображения лиц и домов в оттенках серого отображались быстро в случайной последовательности. Мы разработали шаблонный проекционный подход для спонтанного декодирования непрерывного потока данных ЭКоГ с прогнозированием возникновения, времени и типа визуального стимула.В этом контексте мы оценили независимое и совместное использование двух хорошо изученных характеристик сигналов мозга, широкополосных изменений в частотном спектре мощности потенциала и отклонений в исходной трассе потенциала (потенциал, связанный с событием; ERP). Наша способность предсказать как время появления стимула, так и тип изображения была наилучшей, когда мы использовали комбинацию широкополосного отклика и ERP, предполагая, что они отражают различные и взаимодополняющие аспекты перцептивного состояния субъекта.В частности, мы смогли предсказать время и тип 96% всех стимулов, с менее чем 5% ложными срабатываниями и ошибкой во времени ~ 20 мс.

    Сведения об авторе

    Мы описываем новую технику декодирования восприятия на основе электрических потенциалов, измеренных с поверхности человеческого мозга. Все предыдущие попытки были сосредоточены на идентификации классов стимулов или поведения, для которых время экспериментальных параметров известно или заранее определено. Однако опыт реального мира носит спонтанный характер, и с этой целью мы описываем эксперимент, прогнозирующий возникновение, время и типы визуальных стимулов, воспринимаемых людьми на основе непрерывного сигнала мозга.В этом эксперименте пациентам-людям с электродами, имплантированными в нижнюю часть височной доли, в быстрой последовательности показывали изображения лиц и домов. Мы разработали новый метод проекции шаблона для анализа электрических потенциалов, в котором впервые широкополосные спектральные изменения и необработанные изменения потенциала могут быть сопоставлены, а также объединены. Наш анализ показал, что они несут разную физиологическую информацию и при совместном использовании обеспечивают беспрецедентную точность и точность при расшифровке человеческого восприятия.

    Образец цитирования: Miller KJ, Schalk G, Hermes D, Ojemann JG, Rao RPN (2016) Спонтанное декодирование времени и содержания восприятия человеческого объекта по записям кортикальной поверхности выявляет дополнительную информацию в связанном с событием потенциальном и широкополосном спектральном изменении . PLoS Comput Biol 12 (1): e1004660. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004660

    Редактор: Олаф Спорнс, Университет Индианы, США

    Поступило: 26 мая 2015 г .; Принята к печати: 17 ноября 2015 г .; Опубликовано: 28 января 2016 г.

    Авторские права: © 2016 Miller et al.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника

    Доступность данных: Авторы подтверждают, что все данные, лежащие в основе выводов, полностью доступны без ограничений. Все данные и анализы доступны по адресу https://purl.stanford.edu/xd109qh4109

    Финансирование: Эта работа была поддержана Национальной исследовательской программой для аспирантов по аэронавтике и исследованию космического пространства (KJM), NIH (R01-NS065186 (KJM , JGO, RPNR), T32-EY20485 (DH), R01-EB00856 (GS) и P41-EB018783 (GS)), NSF (EEC-1028725 (RPNR)) и Исследовательского бюро армии США (W911NF-14- 1-0440 (GS)).Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

    Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что никаких конкурирующих интересов не существует.

    Введение

    Как двумерный узор пикселей, измеренный нашей сетчаткой, трансформируется в восприятие лица друга или известного ориентира? Известно, что вентральная височная кора представляет собой различные классы сложных зрительных стимулов в разных регионах.Например, селективные по категориям области были однозначно определены в масштабе нескольких миллиметров с использованием функциональной визуализации и макромасштабных потенциалов поля [1–4]. Подобные результаты были также продемонстрированы на уровне единичных единиц у пациентов с эпилепсией [5] и нечеловеческих приматов [6]. Совсем недавно было показано, что высокочастотные электрокортикографические (ЭКоГ) изменения в этих же вентральных височных областях усиливаются при просмотре изображений лиц, мест и других объектов [7–10]. Однако вместо того, чтобы отражать дискретный диапазон частот, изменения ЭКоГ> 40 Гц, как было показано, вместо этого являются отражением широкополосных флуктуаций во всей частотной области [11,12], и эти широкополосные изменения показывают устойчивое увеличение в вентральной височной коре во время объекта. восприятие [13].

    Объектно-категориальные ответы в нижневисочной коре первоначально были идентифицированы с использованием связанных с событием потенциалов (ERP) на ЭКоГ [14,15] или функциональной магнитно-резонансной томографии (fMRI) [1–4], хотя между ERP и ответ фМРТ [16]. Напротив, увеличение высокочастотной широкополосной мощности в потенциалах корковой поверхности, зарегистрированное с помощью ЭКоГ, хорошо соответствовало категориям-специфическим ответам фМРТ в нижней височной коре головного мозга [17,18]. ERP и широкополосные сигналы демонстрируют различные и частично перекрывающиеся ответы на лица [13,19] (рис. 1), но неясно, различается ли сам информационный контент между ними.Хотя и ERP, и необработанный потенциал ЭКоГ ранее использовались для классификации категорий объектов [20–22], эти исследования требовали знания о времени появления стимула, а не их спонтанного определения. Кроме того, способность алгоритмов определять категорию объекта на основе нейронных данных была значительно ниже, чем у человека (как с точки зрения точности, так и с точки зрения точности воспроизведения во времени).

    Рис. 1. Основная задача распознавания лиц и домов, а также полиморфная природа электрофизиологического ответа.

    (A) Субдуральные электрокортикографические (ЭКоГ) электродные полоски помещали через отверстия в черепе на вентральную височную поверхность мозга. Для субъекта 1 показаны 4 соседних участка. (B) Простые лица и дома в оттенках серого с согласованной яркостью и контрастом, которые отображались в случайном порядке в течение 400 мс каждое, с интервалом между стимулами пустого серого экрана 400 мс между каждым изображением. Испытуемых попросили сообщить о простой цели (перевернутый дом, который был исключен из анализа).Из необработанного потенциала был извлечен временной ход широкополосного спектрального изменения для каждого участка мозга (здесь участки 1 и 4 из (A)). Синий = лица; розовый = дома. (C) Усредненный необработанный потенциал (ERP) после стимулов лица (синий) и дома (розовый) для 4 участков в (A). (D) Усредненная широкополосная мощность после различных стимулов (ERBB — отражение средней скорости возбуждения нейронов) из сайтов 1–4 в (A). (E-G) ERBB и ERP для 2 участков над веретенообразной извилиной у субъектов 2–4.Обратите внимание на то, что ответы очень полиморфны для потенциалов, связанных с событием, и что существуют сайты избирательного отбора лиц ERP, которые не имеют классической формы N200. Как видно на сайте 2 в теме 4, классический N200, если он присутствует, не гарантирует избирательность по лицам в ERBB.

    https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004660.g001

    Существенным методологическим препятствием для этого типа макромасштабной физиологии была сложность интерпретации неоднородности в морфологии ответа.Как показано на рис. 1, селективные по лицу ERP могут иметь широкие структурные вариации с «пиками» и «впадинами», которые сильно различаются по форме, латентности и продолжительности, даже при измерении от участков мозга, разделенных всего на 1 см. Остается неясным, чему на самом деле соответствует форма ERP. Кроме того, ранее не разрабатывалась методология, позволяющая наивно размещать морфологически разные ERP в общем пространстве признаков. В отличие от этого, широкополосные спектральные изменения в сигнале ЭКоГ, как было показано, коррелируют с частотой возбуждения нейронов [23,24], хотя было неясно, как ERP связаны с этим, или как лучше всего попытаться провести такое сравнение [19] .Наша работа начинается с описания метода проекции шаблонов, где шаблоны усредненных исходных потенциалов (ERP) и широкополосных изменений (ERBB) из периода обучения проецируются в данные из периода тестирования. Это помещает функции ERP и ERBB из разных участков мозга в общее пространство функций, где их можно напрямую сравнивать друг с другом и использовать вместе для расшифровки функций мозга.

    На сегодняшний день декодирование перцептивного контента основывается на определенной информации о внешних стимулах, частота появления и точная синхронизация которых известны декодеру.Мы предлагаем, чтобы в дополнение к идентификации перцептивного содержимого (например, типа изображения), декодирование состояния мозга должно развиваться, чтобы спонтанно определять, произошло ли перцепционное событие из потока данных, и, если да, как можно точнее прогнозировать время. Мы обозначаем эту практику как «спонтанное декодирование».

    Здесь мы показываем, что сигнал ЭКоГ содержит достаточно информации, чтобы позволить почти мгновенную идентификацию категорий объектов с точностью, сравнимой с поведенческими характеристиками человека.В наших экспериментах измерялись записи ЭКоГ из нескольких нижних височных областей зрения одновременно, в то время как испытуемые просматривали случайно чередующиеся изображения лиц или домов. Мы достигли лучших результатов, объединив широкополосные изменения с необработанными потенциальными изменениями (а не с любыми другими по отдельности), используя подход прогнозирования по шаблону. Это показывает, что два типа сигналов фиксируют взаимодополняющие аспекты физиологии, отражающие состояние восприятия человека. С помощью этой комбинации мы смогли правильно предсказать 96% всех стимулов как лицо, дом или ни то, ни другое, с ошибкой во времени только ~ 20 мс.

    Методы

    Заявление об этике

    Все пациенты принимали участие исключительно добровольно, после предоставления информированного письменного согласия, в соответствии с протоколами экспериментов, утвержденными Советом по надзору за учреждениями Вашингтонского университета (№ 12193). Все данные пациентов были обезличены в соответствии с протоколом IRB в соответствии с требованиями HIPAA. Часть этих данных представлена ​​в другом контексте в [13]. Все данные и анализы публично доступны по адресу http: // purl.stanford.edu/xd109qh4109.

    Сюжеты и записи

    Все 7 субъектов исследования были больными эпилепсией (таблица S1) в больнице Харборвью в Сиэтле, штат Вашингтон. Субдуральные сетки и полоски платиновых электродов (Ad-Tech, Racine, WI) клинически помещали на лобную, теменную, височную и затылочную кору для расширенного клинического мониторинга и локализации эпилептических очагов. Решетки боковых лобно-теменных электродов были исключены из анализа, и в дальнейшем рассматривались только полосковые электроды.Электроды имели диаметр 4 мм (обнаженные 2,3 мм), расстояние между электродами 1 см и были залиты силиконом. Расположение электродов относительно анатомии гиральной поверхности определялось путем проецирования постимплантационной КТ на предоперационный аксиальный Т1 с использованием нормализованной взаимной информации в SPM и пакете CTMR с реконструкциями сеток кортикальной поверхности, извлеченными Freesurfer [25–28]. Когда качество МРТ или КТ было недостаточным, применялись гибридные методы [29].

    Эксперименты проводились у постели больного с использованием усилителей Synamps2 (Neuroscan, Эль-Пасо, Техас) параллельно с клинической записью.Стимулы предъявлялись с помощью монитора у постели больного с использованием универсальной программы стимулирования и сбора данных BCI2000 [30]. Электрокортикографические потенциалы измеряли относительно эталона кожи головы и земли, подвергали наложенному прибором полосовому фильтру от 0,15 до 200 Гц и отбирали выборку с частотой 1000 Гц.

    Чтобы уменьшить общие артефакты, потенциал, измеренный в момент времени t в каждом электроде n , был повторно привязан к общему среднему значению для всех электродов N ,.Электроды со значительным артефактом или эпилептиформной активностью отбраковывались перед общим усреднением. В данных не было отказа от эпох времени. Шум внешней линии подавлялся режекторной фильтрацией в диапазоне 58–62 Гц с использованием фильтра Баттерворта 3 rd [31].

    Задача дискриминации Face-House

    Испытуемые выполнили базовую задачу по распознаванию стимулов лица и дома. Им были представлены изображения лиц и домов в оттенках серого (согласованные по яркости и контрастности), которые отображались в случайном порядке по 400 мс каждое, с интервалом между стимулами (ISI) 400 мс между изображениями.Изображения шириной 10 см отображались на расстоянии ~ 1 м от пациентов, когда они сидели у постели (рис. 1). Было проведено 3 экспериментальных цикла с каждым пациентом, по 50 изображений домов и 50 изображений лиц в каждом цикле (всего 300 стимулов). Чтобы сохранить фиксацию на стимулах, пациентов просили устно сообщить о простой цели (перевернутый дом), которая появлялась один раз во время каждого прогона (1/100 стимулов). Было немного ошибок в сообщении о перевернутом домике-мишени в любом прогоне (примерно 2–3 за все 21 экспериментальный прогон).

    Спектральный анализ мощности и разделение динамического спектра мощности для получения графика широкополосного спектрального изменения (полностью подробно описано в дополнительном материале, тексте S1 и тексте S2)

    Следуя ранее описанной методологии [11,32,33], мы выполняем дискретные оценки оконного спектра мощности, а также частотно-временную аппроксимацию динамического спектра мощности из V n ( t ) . Затем мы выполняем «процесс разделения», чтобы идентифицировать основные мотивы в изменении спектральной мощности, выделяя временной ход широкополосного спектрального изменения, B n ( t ).Этот процесс был первоначально описан и подробно проиллюстрирован для записей ЭКоГ из моторной коры [11], а позже проиллюстрирован специально для этого личного контекста [12]. Было показано, что широкополосные изменения надежно характеризуют величину и латентность корковой динамики от вентральной височной коры в единичных испытаниях во время этого эксперимента по просмотру лица и дома [13]. Как правило, зависимость мощности от широкополосной сети предназначена для функционирования как изменяющаяся во времени оценка изменений мультипликативного фактора скорости возгорания населения [11,24].

    Расшифровка

    Перекрестная проверка.

    Перед дальнейшим анализом данные были разделены на три части по времени (например, разделены на экспериментальные серии). Последующие анализы были выполнены в 3 раза. В каждой перекрестной свертке две трети (два прогона) данных были отнесены к «обучающему» набору , а оставшаяся треть была отнесена к «контрольному» набору (выделено жирным шрифтом для выделения). Таким образом, все данные могут использоваться как для тестирования, так и для обучения, но никогда одновременно (для максимального использования без «двойного погружения», которое одновременно тестирует и тренирует одни и те же данные).Однако процесс спектральной развязки был выполнен только один раз для всех данных, а не перекрестно свернут (процесс развязки игнорирует метки классов или выбор точки времени).

    Техника проецирования шаблона.

    Управляемый стимулом усредненный необработанный потенциал и широкополосный шаблон : В каждом электроде n запускаемые стимулом усредненные данные тренировки были получены для общего усредненного электрического потенциала для лица ( S F ) и house ( S H ) стимулы независимо (обозначает k th из N S всего экземпляров стимула типа S в обучающей выборке):

    Эта величина рассчитывается только на интервале перистимула -199 < t ‘≤ 400 мс (где t ‘ обозначает время относительно начала стимула).Затем он повторно центрируется путем вычитания среднего потенциального исходного уровня перистимула в интервале -199 <90 · 109 t 901 · 10 '≤ 50 (50 мс после стимула выбирается, чтобы соответствовать ERP и латентности широкополосной ЭКоГ для первичной зрительной коры [33, 34]) для получения 〈 V n ( t ‘)〉 S :

    Мы выполняем такое же усреднение по обучающим данным для широкополосного сигнала, чтобы получить 〈 B n ( t ‘)〉 S .Примеры этих шаблонов ответов: 〈 V n ( t ‘)〉 S и 〈 B n ( t ‘)〉

    0 S S проиллюстрировано по всей рукописи.

    Проекция шаблонов на заранее определенное время появления стимулов (проиллюстрировано на рис. 2).

    V n ( t ‘)〉 S и 〈 B n ( t ‘)〉 S были сгенерированы из S период обучения .

    Рис. 2. Расшифровка класса стимула в отдельных испытаниях, когда начало стимула известно, объект 3.

    (A) Квадратные значения взаимной корреляции на каждом электроде. Очки обучающих характеристик были получены путем обратного проецирования инициируемого событием широкополосного канала 〈 B n ( t ‘)〉 F (см. Методы) в данные обучения и сравнения проецируемого лица « и межстимульный интервал (ISI) « точки.Эти значения масштабируются по цвету и наносятся на осевой срез МРТ с масштабированием, показанным на цветной полосе ниже. Электроды, соответствующие критериям приемлемости, были выбраны в качестве признаков для классификации шаблона лица. (B) То же, что и в (A), но для стимулов дома из периода обучения. (C) Широкополосные шаблоны, инициируемые событиями из периода обучения для лица, 〈 B 1 ( t ‘)〉 F , и дом, 〈 B 1 ( t ‘)〉 H стимулов от электрода, отмеченного зеленой стрелкой на (AB). (D) То же, что и в (C), но от электрода, отмеченного оранжевой стрелкой. ( E) Проекция инициированного событием шаблона лица из (C) в данные тестирования : верхняя черная кривая показывает часть широкополосного хода времени от электрода, отмеченного зеленой стрелкой, в течение периода тестирования, B 1 ( т ). Шаблон лица 〈 B 1 ( t ‘)〉 F отображается голубым цветом в каждый момент времени стимула, независимо от класса, во время тестирования события τ p .Результат проецирования шаблона лица 〈 B 1 ( t ‘)〉 F to B 1 ( t ) показан на зеленой фоновой кривой, с точками тестирования в определенное время стимула лица, показано синими кружками, и определенное время стимула дома, показано красными кружками. (F) То же, что и (E), но для электрода с оранжевой стрелкой, B 2 ( t ), и с использованием шаблона домика из (D), 〈 B 2 ( t ‘)〉 H . (G) Подпространство vs используется для иллюстрации подхода дискретной классификации. Здесь точки тренировки с обратной проекцией показаны точками (синим для q F и красным для q H ), вместе с точками характеристик тестирования, показанными кружками. Можно видеть, что простая линия решения (пурпурный) в этом подпространстве приведет только к 1 ошибке.

    https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004660.g002

    Очки за тренировочные особенности были получены в результате обратного проецирования V n ( t ‘)〉 S и 〈 B n ( t ‘)〉 S в период обучения для получения наборов и для каждого события q за время τ q :

    , где представляет собой «мгновенную» базовую линию окружающего времени τ q :.были получены таким же образом. Типами обучающих событий q были начало стимула изображения лица ( q F ), начало стимула изображения дома ( q H ) или случайно выбранные точки в течение интервала между стимулами (ISI, ). q o ), с 4 в течение каждого периода ISI, по крайней мере, 100 мс от смещения / начала стимула и 50 мс друг от друга.

    Контрольные точки для дискретной классификации, и, были получены аналогичным образом путем прямого проецирования V n ( t ‘)〉 S и 〈 B n ( t ‘)〉 S в период тестирования для заранее заданного времени появления стимулов изображения лица или дома, p , временами τ p .Эти результаты показаны на рис. 3.

    Рис. 3. Точность классификации, когда известно начало стимула, с использованием ERP, ERBB или обоих типов шаблонов.

    По некоторым предметам была достигнута 100% точность. Вся точность была выше 90%, когда использовались как исходные потенциальные, так и широкополосные шаблоны.

    https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004660.g003

    Проекция шаблонов в непрерывный поток данных (проиллюстрировано на рис. 4–6).

    Чтобы количественно оценить, насколько хорошо усредненный необработанный потенциал 〈 V n ( t ‘)〉 S представлен во временном ряду напряжения данных испытаний в момент времени t , он равен прямое прямое проецирование на непрерывный временной ряд через каждую миллисекунду:, где было получено таким же образом, как указано выше.Такая же проекция выполняется для широкополосного шаблона 〈 B n ( t ‘)〉 S , чтобы получить.

    Рис. 4. Расшифровка класса стимула и времени начала из непрерывного потока данных в отдельных испытаниях: Иллюстрация двух электродов и непрерывного классификатора с использованием 2 широкополосных функций (тема 2).

    (A) Исследуются два кортикальных участка (на расстоянии 3 см друг от друга) на веретеновидной (зеленой) и язычной (оранжевой) извилинах. (B) Broadband обучение шаблонов из зеленого электрода для лиц (синий, 〈 B 1 ( t ‘)〉 F ) и домов (розовый, 〈 B 1 ( t ‘)〉 H ) показаны на осях слева. Тестирование изменения спектра широкополосного спектра зеленого электрода, B 1 ( t ), показано справа черным цветом, с проекцией лицевого шаблона 〈 B 1 ( t ‘)〉 F в B 1 ( t ) для производства, как показано на зеленой кривой ниже. (C) То же, что и в B, но для оранжевого участка электрода с использованием проекций шаблона дома 〈 B 2 ( t ‘)〉 H для производства. (D) Подпространство классификационных признаков определяется обратной проекцией шаблонов слева в (BC), чтобы получить тренировок баллов за лица, дома и события ISI при обучении раза τ q показано. (E) Чтобы проиллюстрировать многомерную траекторию состояния мозга, которое возникает, когда различные каналы и функции помещаются в общее пространство, двухмерная кривая зеленого электрода (B) по сравнению с оранжевым электродом (C ), показаны черным цветом в том же подпространстве, что и D.Прогнозируемые начала для стимулов лица (синий) и дома (красный) показаны в виде плюсов, а фактические проявления показаны в виде пустых кружков. Обратите внимание, что классификатор был применен ко всему пространству широкополосных функций, а не только к этому двухмерному подпространству. (F) Траектория апостериорной вероятности появления лица по классификатору Pr {Γ ( t ) | q F } (синий) показан рядом с Pr {Γ ( t ) | q H } (розовый), показаны прогнозируемое (символы плюс) и фактическое (светлые кружки) время.

    https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004660.g004

    Рис. 5. Расшифровка класса одиночного пробного стимула и времени начала из непрерывного потока данных с использованием ERP: Иллюстрация трех электродов и непрерывного классификатора с использованием 3 ERP проекции временных рядов от шаблонов к напряжению (тема 4).

    (A) Для иллюстрации показаны три кортикальных участка (фиолетовый, оранжевый и зеленый). Оси справа показывают (синяя звездочка, r 2 лиц-против-ISI) и (розовый прямоугольник, r 2 домов-vs-ISI) тренировочных проекций ERP-напряжения показывают, что эти фиолетовые / оранжевый / зеленый участки очень селективны для лиц или домов во время периода обучения (из перекрестной складки 1 ).Признаки, расположенные ниже черной линии, для декодирования не использовались. (B) Усредненные забойные и внутренние ERP, 〈 V n ( t ‘)〉 F & 〈 V n 10 () t 901 H , с каждого сайта показаны на левой оси. Они проецируются на необработанные кривые напряжения за период тестирования ( В n ( t ), черный) для получения непрерывных кривых веса проекции (; зеленая проекция зеленого электрода, оранжевый дом проекция оранжевого электрода и пурпурно-лицевая проекция пурпурного электрода).Эти следы вводятся в пространство признаков и непрерывно классифицируются для получения апостериорной вероятности лица, Pr {Γ ( t ) | q F } (синий), или стимул дома, Pr {Γ ( t ) | q H } (розовый) (нижний график). (C) Проиллюстрировано 3-мерное подпространство (из точек в A и B), с точками обучения из периода обучения, показанными точками, и подпространственной траекторией состояния мозга, Γ ( t ), показанной с черной линией.Прогнозируемое и фактическое время и тип стимула показаны вдоль этой траектории.

    https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004660.g005

    Рис. 6. Комбинированное пространство признаков ERBB-широкополосной связи и ERP-проекции напряжения для классификации (тема 5).

    (A) Исследуются два кортикальных участка (оранжевые и зеленые точки). (B) На осях показаны (синяя звездочка) и (розовая рамка) для ERP-тренинга. Прогнозы показывают, что эти оранжевые и зеленые участки очень избирательны во время периода обучения (от первой перекрестной складки). (C) для ERBB-широкополосное обучение прогнозов. (D) Усредненные шаблоны фасадных и домашних ERP с зеленой площадки показаны на левой оси (оливково-зеленый). Шаблоны Face-ERP проецируются на необработанную кривую напряжения (черная) для получения непрерывной кривой проекции веса (оливково-зеленая кривая). (E) То же, что и в (D), но для широкополосных шаблонов ERBB на участке зеленого электрода (неоново-зеленый). (F&G) То же, что и в (D&E), за исключением места для оранжевого электрода на (A), с использованием стандартных шаблонов ERP (коричневый) и ERBB (обожженный оранжевый). (H) Зеленый электрод, лицевая проекция ERP и ERBB подпространства. (I) Оранжевый электродный домик ERP vs ERBB подпространственные проекции. (J) Подпространство проекции ERBB (проекция шаблона дома оранжевого электрода против проекции шаблона лица зеленого электрода). (K) Как в (J), для подпространства проекции ERP. (L) Трехмерная проекция подпространства (особенности из D, E, G). (M) Апостериорная вероятность лица, Pr {Γ m ( t ) | q F } (синий), или стимул дома, Pr {Γ м ( t ) | q F } (розовый), представленный (где m → ERP, ERBB или обе характеристики для проекционного пространства).

    https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004660.g006

    Создание пространства объектов проекции.

    Полное пространство признаков для классификации, состоящее из объединения проекций запускаемых стимулом средних необработанных потенциалов ( В, ) или широкополосных ( B ) на всех электродах ( n ) для лиц ( F ) и дома ( H ) независимо друг от друга, является комбинацией,, и. Для краткости обозначений мы можем объединить обозначения для обозначения каждой функции как Γ m , где m представляет собой уникальную комбинацию электродов n , V или B и F или H .Многие из этих функций не будут особенно информативными в отношении того, когда и как мозг обрабатывает эти визуальные стимулы, и уменьшат классификацию в условиях ограниченного числа тренировочных измерений [35]. Следовательно, характеристики были индивидуально уменьшены путем независимой оценки их квадрата взаимной корреляции между событиями каждого типа стимула (например, лицо или дом) и событиями, извлеченными из ISI в течение периода обучения, и отклонением тех, которые упали ниже заранее определенного порога.Например, для проекций признака лица, связанного с событием, Γ n , F (метка V / B здесь опущена), мы можем обозначить среднее значение стимулов лица как, где σ n , Fo — стандартное отклонение совместного распределения для событий лица и ISI Γ n , F ( q = F , o ), N F — количество событий лица, N o — количество событий ISI, а N Fo = N F + N o .В этом исследовании мы рассматриваем пространства признаков, состоящие из проекций всех типов (например, ERP и ERBB вместе), а также выборочно оцениваем B ( t ) и V ( t ) независимо. Примеры пространств (под) пространств элементов показаны на рисунках 2G, 4D, 4E, 5C и 6H – 6L.

    Тип классификатора и отношение к пространству признаков.

    Мы начинаем с набора признаков обучающих точек ( q , взятые только из периода обучения), Γ м ( q ), где каждые м — это измерение в пространстве признаков, и представляет собой конкретную комбинацию электрода, широкополосного или необработанного потенциального временного ряда и шаблона лица или дома.Для простоты для классификации использовался линейный дискриминантный анализ Фишера (LDA) [36]. Это характеризует полное распределение и подраспределения периода обучения Γ м ( q F ), Γ м ( q H ), Γ м ( q o ) только их средствами и ковариациями (то есть, как если бы они были нормально распределены). LDA предполагает, что ковариации подраспределений одинаковы.С учетом этих обучающих распределений данным из тестового набора может быть назначена апостериорная вероятность принадлежности к каждому распределению. Хотя мы использовали простой LDA, в принципе можно было применить более сложные методы на основе ядра или нелинейные методы. Наш выбор LDA был призван упростить интерпретацию нашего подхода, который сосредоточен на создании «пространств проекционных характеристик», и обеспечить четкую демонстрацию того, как можно спонтанно декодировать непрерывный поток данных, а не изучать библиотеку существующего машинного обучения. и методы классификатора, которые будут изучены в будущем.

    Классификация дискретных событий с известным временем начала (рис. 3).

    Мы начали со случая, когда мы определяем время тестирования зрительных стимулов и пытаемся классифицировать, было ли показано лицо или изображение дома. Для обучения этому классификатору использовались только распределения точек тренировки лица и дома (например, Γ м ( q F ) и Γ m ( q H )). дискретный случай. Для каждой контрольной точки, p , присвоенным классом была любая апостериорная вероятность Pr {Γ ( p ) | q F }, или Pr {Γ ( p ) | q H }, было выше.

    Самопроизвольное декодирование непрерывного потока данных (рис. 7).

    Для предсказания типа и времени визуального стимула по непрерывному сигналу мы обучили классификатор, используя лицо (Γ m ( q F )), дом (Γ m ( q H )) и ISI (Γ m ( q o )), распределения тренировочных баллов. Затем апостериорная вероятность того, что лицо или дом был показан в любой момент времени, может быть измерена на основе данных тестирования в каждую миллисекунду t как Pr {Γ ( t ) | q F } или Pr {Γ ( t ) | q H }.Затем мы сглаживаем каждую из этих апостериорных вероятностей с помощью гауссовского фильтра со значением σ = 80 мс для правильной оценки локальных максимумов. Исходя из этого, мы назначаем прогнозируемое время для появления стимулов следующим образом: апостериорная вероятность должна быть локальным максимумом со значением> 0,51. Между любой точкой и ближайшей назначенной точкой (любого типа стимула — большая апостериорная вероятность «выигрыша») должно быть не менее 320 мсек. Предположение считается правильным, если оно находится в пределах 160 мс от события. Вероятность нулевого случая Pr {Γ ( t ) | q o } = 1 — Pr {Γ ( t ) | q F } — Pr {Γ ( t ) | q H }, составляет> 0.50 в любое другое время, что означает, что изображение не было просто показано.

    Рис. 7. Точность классификации для декодирования класса стимула и начала в непрерывном потоке данных.

    Когда использовались обе функции (красные столбцы), приблизительно 96% всех стимулов были захвачены правильно у каждого испытуемого с ошибкой 15–20 мс. В среднем 4% прогнозов с использованием обеих функций были неверными (то есть, стимулы были спрогнозированы в неправильное время или как неправильный класс). Не следует путать долю неверных догадок с долей стимулов, которые не были захвачены (полоски на верхней и нижней осях не равны 1) — это совпадение, что также 4% стимулов были пропущены.

    https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004660.g007

    Хотя не было предоставлено никакой информации о частоте стимулов, предполагалось, что визуальные события были разделены нейронно и поведенчески, и минимальная разница в 320 мс была использовал. Мы выбрали 320 мс в качестве «времени столкновения», потому что ожидаем, что реакция нейрона займет примерно столько же времени [37], что составляет 20% случайных совпадений (например, 2,5 предположения на интервал 800 мс между стимулом, с 2 стимулами. классы), и это примерно коррелирует со средними значениями латентности широкополосного доступа к пику в отдельных испытаниях в этих областях мозга, которые, как было обнаружено в других исследованиях, составили 269 ± 52 мс для вентральных височных участков, избирательных по лицу, и 299 ± 66 мс для селективных по дому. сайты [13].Этот порог для классификатора также основан на следующих известных аспектах временных шкал нейронных ответов и восприятия лица. Во-первых, когда визуальные стимулы показаны в быстром порядке, становится невозможным визуально различать каждый стимул с определенной скоростью для разных классов стимулов [38,39]. Для восприятия лица эта поведенческая частота составляет около 5–10 Гц [40]. При более высоких скоростях обратная маскировка и временная интеграция становятся проблемами. Во-вторых, продолжительность нейронного ответа в визуальных областях более высокого порядка составляет около 300 мс [41].Когда стимулы предъявляются с частотой, превышающей 300 мс каждый, можно ожидать, что ответы нейронов из этих областей мозга начнут перекрываться. Подтверждающая информация (S1 Fig) эмпирически показывает, что этот выбор 320 мс не сообщает классификатору о частоте показываемых стимулов.

    В случае спонтанного декодирования непрерывных временных рядов, если бы кто-то делал случайные предположения о событиях с максимально допустимой временной плотностью предположений (используя правила, выбранные нами в методологии), каждое предположение имело бы 20% -ную вероятность того, что правильно, и 50% стимулов будут считаться «захваченными» с 80% ложноположительной частотой и средней временной ошибкой 80 мс.Вместо этого было захвачено 96% стимулов (300 на каждого участника) с 4% ложноположительной частотой и средней временной ошибкой 20 мс.

    При изучении временных рамок прогнозов (Γ n ( t )), а также результирующих апостериорных вероятностей (Pr {Γ ( t ) | q }) важно соблюдать Обратите внимание, что шаблоны (〈 V n ( t ‘)〉 S и 〈 B n ( t ‘)〉 S 901 временная информация до ~ 400 мс позже (проиллюстрирована на рис. 2–6).Предполагается, что локальный максимум апостериорной вероятности приблизительно соответствует времени , когда шаблоны выравнивают со средним ответом таким образом, чтобы средний ответ был во время предъявления стимула. Часть сигнала, которая вносит наибольший вклад в взаимную корреляцию, вероятно, будет в интервале 150–350 мс, следующих за точкой времени, t (на основе визуального осмотра шаблонов и необработанных временных отрезков на рисунках 1–6, а также задержки, измеренные в [13]).

    Результаты

    ЭКоГ-сигналы были измерены у семи пациентов с электродов, имплантированных в нижневисочные зрительные области с целью мониторинга эпилепсии. Испытуемым были представлены изображения лиц и домов (аналогичные изображениям на рис. 1). Мы попытались спонтанно определить время появления визуальных стимулов лица и дома.

    Характеристики сигнала для декодирования: широкополосная связь, связанная с событием (ERBB), и потенциал, связанный с событием (ERP)

    Чтобы проверить, предоставляют ли ERBB и ERP полезную информацию для декодирования того, был ли, когда и какой класс стимула был представлен, мы извлекли ERBB и ERP для всех электродов.Некоторые электроды показывают классический ответ N200, специфичный для лица [13–15]. Другие электроды показывают ERP, специфичные для лица, с очень разными формами (рис. 1).

    Расшифровка класса стимула в единичных испытаниях, когда начало стимула известно

    Сначала мы исследовали, можно ли декодировать класс стимула в единичных испытаниях, когда дано начало стимула. Мы рассчитали шаблонные ответы ERBB и ERP на основе данных обучения, которые составили 2/3 записанных данных (два экспериментальных прогона).Тестовые данные (для классификатора) состояли из другой 1/3 (оставшийся экспериментальный прогон; то есть трехкратная перекрестная проверка или перекрестная проверка «оставить-один-исчерпать»). На рис. 2 показаны примеры шаблонных ответов ERBB для частных и частных участков. Даже в двумерном подпространстве полного пространства признаков простая линия служит хорошей границей классификации между двумя классами стимулов (рис. 2G).

    Используя функцию ERP или ERBB, стимулы можно надежно и надежно классифицировать во всех случаях.Средняя точность прогнозов с использованием только ERBB составила 97% по всем 7 субъектам, тогда как с использованием только ERP она составила 90% (рис. 3). Используя комбинацию этих двух характеристик, 97% стимулов можно было бы точно классифицировать как лицо или дом. Важно отметить, что для субъектов 1 и 3 добавление функции ERP фактически привело к снижению точности классификации по сравнению с одним ERBB, а для объекта 7 изменений не наблюдается. Это происходит из-за того, что известно как «компромисс смещения и дисперсии» [42,43].Для конечного числа точек данных в обучающем наборе включение функций с большим количеством шума (в данном случае функций ERP) может повредить общей классификации. Классификатор превосходит шум в посредственных функциях (ERP) за счет плотного прилегания к высокопроизводительным (более низким) функциям (например, ERBB), одновременно увеличивая размер пространства функций.

    Спонтанное декодирование класса стимула и начала из непрерывного потока корковых данных

    Рис. 2 и 3 демонстрируют, что наш анализ может точно определить класс стимула, если задано время предъявления стимула.Однако этот тип декодирования ранее использовался в других экспериментальных условиях, хотя и с меньшей точностью [20–22]. Более интересный технический вопрос: можно ли спонтанно определять класс и начало стимулов из непрерывного потока характеристик сигнала ЭКоГ?

    Наш подход к проблеме непрерывного декодирования проиллюстрирован на рис. 4–6, где шаблоны ответов из периода обучения были применены к периоду данных тестирования. Результат построения траектории временного ряда проекции в двумерном подпространстве Γ B ( t ) можно увидеть рядом с тренировочными точками на рис.Даже в этой двумерной проекции подпространства самые дальние отклонения Γ B ( t ) в тренировочные облака лица или дома коррелируют со временем появления предсказанного стимула. На рис. 5 показан пример, аналогичный показанному на рис. 4, но для функции ERP. На рис. 6 показан пример синтеза функций ERP и ERBB при совместном использовании.

    Комбинация прогнозов ERP и ERBB может использоваться для более точного прогнозирования времени начала и класса стимулов, чем любой из них независимо друг от друга.Спонтанная классификация времени начала и класса стимула была надежной: 92% стимулов были захвачены с помощью ERBB, 92% — с использованием ERP, и 96% всех стимулов были захвачены спонтанно при использовании комбинации ERP и ERBB (рис. , Верхний ряд). Кроме того, время начала стимула можно было предсказать с ошибкой примерно 20 мс, если использовалась ERP или комбинация ERP и ERBB (рис. 7, средний ряд). Доля неверных прогнозов (например, ложноположительных результатов) была наименьшей (4%), когда мы использовали комбинацию ERP и ERBB (т.е., предсказанные стимулы возникли через> 160 мс от начала стимула или как неправильный класс; Рис 7, нижний ряд).

    Чтобы оценить, было ли использование обеих функций вместе (ERP и ERBB) значительно лучше, чем независимо друг от друга, метки средних значений (ERP vs ERBB vs ERP + ERBB) были случайным образом перетасованы (для каждого субъекта) 10 4 раз, чтобы получить суррогатное распределение разницы в средних значениях по всем предметам. 96% событий, захваченных с использованием обеих функций, были значительно больше, чем 92% при использовании любой из них независимо (p = 0.0015). Ошибка синхронизации для правильных прогнозов существенно не различалась для обеих функций (19 мс) и ERP (20 мс, p = 0,17), но была значительно лучше, чем только ERBB (32 мс, p <0,0001). Частота ложных срабатываний при использовании обеих функций (0,04) была значительно меньше, чем независимо друг от друга (ERP 0,11; ERBB 0,09; p = 0,0012). Тот факт, что в целом наилучшая эффективность прогнозирования была достигнута комбинацией ERBB и ERP, предполагает, что эти две корковые особенности передают дополнительную информацию о состоянии восприятия субъекта.

    Обратите внимание, что наша оценка точности сигналов во времени в 20 мс на самом деле может быть заниженной. Возможна временная ошибка аппаратуры, вызванная дрожанием кадров в частоте обновления усилителей, дрожанием выборки во время согласования со стимулом и / или гранулярностью размера блока выборки сигналов, импортированных в программу BCI2000 [30]. Кроме того, известны вариации в величине и времени широкополосных откликов, которые связаны с семантическими свойствами (такими как новизна [13]), которые не принимаются во внимание в этой рукописи.

    Мы обозначаем этот метод как «Самопроизвольное декодирование» потока данных ЭКоГ. Наша методика обрабатывает данные, не зная заранее ни частоту внешних стимулов, ни их время, ни их содержание. Затем он производит прогнозы о возникновении, времени и содержании внешних стимулов, основываясь на простом наборе внутренних правил. «Спонтанный» определяется как [44]: «выполняется или возникает в результате внезапного внутреннего импульса или склонности и без преднамеренного или внешнего стимула», и поэтому мы считаем, что этот термин является наиболее конкретным способом описания этого подхода к анализу.Хотя можно было бы также выбрать «эндогенное» или «внутреннее» декодирование, поскольку они используются для описания внутренних состояний мозга (что является аспектом того, что мы на самом деле декодируем), мы решили не использовать их — мы считаем, что эти термины выражают предположения о роли височной доли, которую еще предстоит доказать.

    Обсуждение

    В человеческом опыте стимулы окружающей среды поступают непрерывно, вызывая последовательно развивающееся состояние восприятия. Остается неизвестным, обладает ли электрический потенциал поверхности мозга достаточной пространственно-временной точностью, чтобы уловить это динамически изменяющееся состояние восприятия.Наши результаты демонстрируют, что разреженный образец потенциала корковой поверхности содержит достаточно информации, чтобы достоверно предсказать , возникли ли и , когда возник конкретный стимул, с приблизительно точностью сознательного восприятия. Также остается неизвестным, отражают ли мезомасштабные нейрофизиологии связанных с событиями потенциалов и широкополосных спектральных изменений ту же информацию.

    Предыдущие исследования, направленные на расшифровку восприятия, заранее определяли время начала каждого стимула [6,20–22,45,46].На первом этапе нашего анализа мы выполнили этот тип классификации, используя заранее определенное время начала, с точностью 97% (рис. 2 и 3). В аналогичных предыдущих исследованиях была достигнута репрезентативная пиковая точность 72% с МЭГ / фМРТ [22], 89% с ЭЭГ [20] и 94% с МЭГ [21]. Однако реальное восприятие редко происходит в заранее определенное время, и подходы к расшифровке перцептивного опыта должны быть спонтанно извлечены из непрерывных кортикальных записей.

    Мы разработали методику именно для этого, применив новую технику проекции шаблонов, которая позволила нам уловить некоторые аспекты нейронной реакции, которые ранее было трудно или невозможно уловить.Во-первых, ERP в селективных к лицу областях веретенообразной извилины классически ассоциируется с отрицательным пиком на ~ 200 мс («N200»). Наши данные показывают, что реальная форма веретенообразных ERP, избирательных по лицу, может широко варьироваться, даже на веретенообразных участках на расстоянии 1 см друг от друга (рис. 1). Техника проекции шаблонов фиксирует эти разнообразные шаблоны ответов, позволяя использовать их для классификации состояния восприятия. Во-вторых, широкополосные ответы показывают вариабельность характера ответа в каждом отдельном испытании.Метод проекции шаблона основан на суперпозиции формы характеристики одного испытания и функции плотности вероятности для моделирования различных форм, предлагая надежное предсказание состояния восприятия, несмотря на вариативность в отдельных испытаниях. Изучение характеристик по отдельности показало, что широкополосные изменения являются более надежным и надежным отражением воспринимаемого контента, чем необработанные изменения напряжения, но что проекция ERP на исходные изменения напряжения обеспечивает более высокую временную точность.Вместе эти два показателя дополняют друг друга, предоставляя независимую информацию, которая приводит к более точному и временному предсказанию состояния восприятия, чем любое измерение по отдельности.

    Наша точность декодирования приближается к точности сознательного мышления, правильно улавливая 96% всех стимулов из редко отобранного потока корковых потенциалов. Пропущенные 4% (а также <5% ложноположительных результатов) приближаются к тому, что можно было бы ожидать от показателей невнимательности пациентов больниц, просматривающих несколько стимулов каждую секунду (обратите внимание, что случайное угадывание с максимальной частотой в этом спонтанном декодировании приведет к 20% вероятности того, что каждое предположение окажется правильным, и 50% стимулов будут считаться «захваченными», при 80% ложноположительных результатов).Временная точность ~ 20 мс (рис. 7, средний ряд) того же порядка, что и постретинальная временная гранулярность зрительной системы [47]. Эти измерения ЭКоГ показывают, что некоторые электроды в ранней зрительной коре уже демонстрируют некоторые избирательные стимулы (например, рис. 5, пурпурный участок). Это согласуется с наблюдениями о том, что быстрые движения глаз могут быть сделаны только на основе спектра Фурье изображений различных классов [48], и что люди саккадируют в сторону сцены, содержащей животное или лицо, в пределах 140 мс [49,50].Демонстрируя, что категории объектов могут быть декодированы из непрерывного потока изображений с точностью, соответствующей ожидаемому поведению человека (например, ожидаемые потери внимания со скоростью примерно 5% в задачах этого типа [51]), наше исследование закладывает основу для захвата изображения человека. состояния восприятия в естественной среде.

    Несмотря на то, что мы применили эту технику проекции шаблона для прогнозирования, структура может использоваться в самых разных экспериментальных условиях. ERP из соседних областей коры могут быть высокополиморфными, что затрудняет перекрестное сравнение эффектов времени и величины.Однако в этом проекционном пространстве вариации ERP от испытания к испытанию из разных участков коры головного мозга можно сравнивать напрямую, открывая новое семейство анализов, которые могут быть применены к когнитивным параметрам, где содержание изображения и контекст экспериментально изменяются в отдельных испытаниях. Точно так же можно оптимизировать сильные стороны каждой функции, например широкополосную связь для величины ответа и ERP для определения времени ответа, сравнивая их со свойствами стимула, чтобы узнать о тонкостях функциональной специализации в каждой области мозга.

    Важной особенностью этого подхода к проекции шаблона является то, что он обеспечивает надежную, непрерывную меру, которая представляет собой сводную статистику того, насколько хорошо состояние мозга в каждый момент времени отражает ожидаемую реакцию (например, как если бы произошло перцептивное событие или действие. в то время — обратите внимание, что форма ожидаемой физиологической реакции, какой бы идиосинкразической она ни была, встроена в метод). Это может быть чрезвычайно полезно в условиях, когда кортикальная динамика и латентность различаются по регионам, но при этом необходимо охарактеризовать глобальное поведение распределенной визуальной [52], слуховой [53,54], моторной [55] или другой сети.В новой работе этот метод реализуется другим способом: для создания широкополосных шаблонов ЭКоГ из задачи локализатора с низким уровнем шума и их применения к задаче визуального различения на пороге восприятия, количественно оценивая однократные пробные вариации в физиологии коры (величина нейронального ответа и время) [56].

    Наши результаты вызывают вопрос: какова основная нейронная основа повышенной точности, получаемой за счет сочетания ERP с широкополосной активностью? Прямая связь между частотой активации популяции нейронов и широкополосным спектральным изменением ЭКоГ была установлена ​​с помощью экспериментальных и модельных работ [11,23,24].Каждый клинический электрод ЭКоГ в среднем составляет примерно 5×10 6 нейронов в коре под ним. Тщательные эксперименты показали, что широкополосные изменения следуют степенному закону в спектральной плотности мощности, подразумевая, что она отражает асинхронных, пиковых элементов в основной популяции нейронов. Широкополосный показатель можно в общих чертах рассматривать как суммирование в реальном времени растрового сигнала этой популяции (т.е. усредненное по своей природе по совокупности нейронов).Увеличение передачи спайков внутри нейронов в популяции складывается в квадратуре (например, пропорционально квадратному корню из числа спайков), проявляясь как «ускорение» случайного блуждания во временном ряду электрического потенциала, трудно увидеть если смотреть на необработанный потенциал , но видимый как широкополосный, степенной, изменяется при проверке в частотной области [24]. Недавняя работа показала, что в этих данных широкополосная синхронизация достаточно тонка, чтобы улавливать вариационные эффекты порядка ~ 50 мс из-за контекстно-зависимой обработки, такой как последовательная новизна [13].

    Синхронизированные входы, напротив, суммируются линейно, и можно легко увидеть на необработанной трассировке электрического потенциала . Даже если синхронизация относительно слабая, усреднение по нейронной популяции увеличивает синхронизированную часть, в то время как другие аспекты, такие как широкополосное спектральное изменение, относительно уменьшаются. Входы с синхронизацией событий от подкорковых ядер или других областей коры могут запускать синхронизированный физиологический каскад, очевидный на макроуровне как ERP.Остается неясным, является ли полифазный ERP результатом взаимодействия между координированной деполяризацией возбуждающих пирамидных нейронов с последующим межнейрональным латеральным ингибированием, или это результат синаптической интеграции с последующей характерной деполяризацией и реполяризацией кортикальных ламинарных диполей [57]. Полиморфная природа разных ERP из соседних областей коры может (возможно) затем относиться к разным морфологиям пирамидных нейронов, разным средам нейрональных подтипов или разной ламинарной организации; наша методика проецирования разворачивает эти полиморфные ERP в единое пространство для сравнения.В этом свете повышенная точность декодирования может быть результатом информации о времени для нескольких местоположений, передаваемой ERP во время начальной волны прямой связи нейронной активации [58], дополненной широкополосным откликом, отражающим последующие локальные рекуррентные и более дальние кортико-сигналы. корковая обработка зрительного стимула.

    Вспомогательная информация

    S1 Рис. Выбор времени коллизии не информирует классификатор о времени событий.

    Количество ложных прогнозов в зависимости от выбора максимального расстояния между прогнозируемыми временами событий (время столкновения) для классификации с использованием как ERP, так и ERBB.Монотонная форма спада и отсутствие «провалов» или «пиков» показывает, что выбранное время столкновения не сообщало классификатору о времени появления стимулов. Следует отметить, что субъект 5, у которого были самые первые визуальные электроды, не пострадал даже от очень короткого времени сговора. Количество правильно спрогнозированных событий было одинаковым для каждого выбора времени столкновения, поэтому эти данные не отображаются.

    https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1004660.s006

    (TIF)

    Благодарности

    Мы благодарны пациентам и персоналу больницы Харборвью в Сиэтле.Обсуждения с Каланитом Гриль-Спектором, Ником Рэмси, Дэвидом Хигером, Бхарати Джагадишем, Натаном Уиттофтом и Брайаном Ванделлом были чрезвычайно полезны. Сара Уэбб создала стимулы и щедро делилась ими с нами.

    Вклад авторов

    Задумал и спроектировал эксперименты: KJM JGO RPNR. Проведены эксперименты: KJM JGO. Проанализированы данные: KJM DH. Предоставленные реагенты / материалы / инструменты анализа: KJM. Написал статью: KJM GS DH JGO RPNR.

    Ссылки

    1. 1.Kanwisher N, McDermott J, Chun MM (1997) Веретенообразная область лица: модуль в экстрастриарной коре головного мозга человека, специализирующийся на восприятии лица. Журнал неврологии: официальный журнал Общества нейробиологии 17: 4302–4311.
    2. 2. Эпштейн Р., Канвишер Н. (1998) Кортикальное представление локальной визуальной среды. Природа 392: 598–601. pmid: 9560155
    3. 3. Aguirre GK, Zarahn E, D’Esposito M (1998) Область вентральной коры головного мозга человека, чувствительная к «строительным» стимулам: доказательства и последствия.Нейрон 21: 373–383. pmid: 9728918
    4. 4. Puce A, Allison T, Gore JC, McCarthy G (1995) Чувствительные к лицу области в экстрастриарной коре головного мозга человека, изученные с помощью функциональной МРТ. Журнал нейрофизиологии 74: 1192–1199. pmid: 7500143
    5. 5. Kreiman G, Koch C, Fried I (2000) Специфические для категорий зрительные ответы отдельных нейронов в средней височной доле человека. Nat Neurosci 3: 946–953. pmid: 10966627
    6. 6. Kiani R, Esteky H, Mirpour K, Tanaka K (2007) Структура категорий объектов в паттернах ответа нейрональной популяции в нижней височной коре головного мозга обезьян.J Neurophysiol 97: 4296–4309. pmid: 17428910
    7. 7. Гуман А.С., Брюнет Н.М., Ли Й., Конецки Р.О., Пайлес Дж. А. и др. (2014) Динамическое кодирование информации о лице в веретенообразной извилине человека. Nat Commun 5: 5672. pmid: 25482825
    8. 8. Privman E, Fisch L, Neufeld MY, Kramer U, Kipervasser S и др. (2011) Антагонистическая взаимосвязь между мощностью гамма и вызванными зрительными потенциалами, обнаруженная в зрительной коре головного мозга человека. Cereb Cortex 21: 616–624. pmid: 20624838
    9. 9.Видал Дж. Р., Оссандон Т., Джерби К., Далал С. С., Минотти Л. и др. (2010) Зрительные реакции по категориям: внутричерепное исследование, сравнивающее гамма-, бета-, альфа- и избирательность ответа ERP. Передний Hum Neurosci 4: 195. pmid: 21267419
    10. 10. Кадипашаоглу С.М., Бабоян В.Г., Коннер С.Р., Чен Г., Саад З.С. и др. (2014) Поверхностный многоуровневый анализ смешанных эффектов сгруппированной электрокортикографии человека. Neuroimage 101: 215–224. pmid: 25019677
    11. 11. Миллер К.Дж., Занос С., Фец Э.Е., ден Нийс М., Одеманн Дж.Г. (2009) Разделение коркового спектра мощности раскрывает представление в реальном времени движений отдельных пальцев у людей.Журнал неврологии 29: 3132. pmid: 19279250
    12. 12. Миллер К.Дж., Хани С.Дж., Гермес Д., Рао Р.П., денНийс М. и др. (2014) Широкополосные изменения потенциала корковой поверхности отслеживают активацию функционально разнообразных нейрональных популяций. Neuroimage 85 Pt 2: 711–720.
    13. 13. Миллер К.Дж., Гермес Д., Виттхофт Н., Рао Р.П., Одеманн Дж.Г. (2015) Физиология восприятия височной доли человека специализируется на контекстной новизне. J Neurophysiol 114: 256–263. pmid: 25972581
    14. 14.Эллисон Т., Гинтер Х., Маккарти Дж., Нобре А.С., Пьюс А. и др. (1994) Распознавание лиц в экстрастриальной коре головного мозга человека. Журнал нейрофизиологии 71: 821–825. pmid: 8176446
    15. 15. Allison T, McCarthy G, Nobre A, Puce A, Belger A (1994) Экстрастриальная зрительная кора человека и восприятие лиц, слов, чисел и цветов. Кора головного мозга 4: 544–554. pmid: 7833655
    16. 16. Huettel SA, McKeown MJ, Song AW, Hart S, Spencer DD и др. (2004) Связывание гемодинамических и электрофизиологических показателей активности мозга: данные функциональной МРТ и потенциалов внутричерепного поля.Кора головного мозга 14: 165–173. pmid: 14704213
    17. 17. Engell AD, Huettel S, McCarthy G (2012) Жирный сигнал fMRI BOLD отслеживает электрофизиологические спектральные возмущения, а не потенциалы, связанные с событиями. NeuroImage 59: 2600–2606. pmid: 21925278
    18. 18. Жак С., Виттхофт Н., Вайнер К.С., Фостер Б.Л., Рангараджан В. и др. (2015) Соответствующие селективные по категориям сигналы ЭКоГ и фМРТ в вентральной височной коре человека. Нейропсихология.
    19. 19. Энгелл А.Д., Маккарти Дж. (2011) Взаимосвязь гамма-колебаний и специфичных для лица ERP, регистрируемых субдурально из затылочно-височной коры.Кора головного мозга 21: 1213–1221. pmid: 20961973
    20. 20. Симанова И., ван Гервен М., Остенвельд Р., Хагоорт П. (2010) Идентификация категорий объектов из связанной с событием ЭЭГ: к декодированию концептуальных представлений. PloS one 5: e14465. pmid: 21209937
    21. 21. van de Nieuwenhuijzen ME, Backus AR, Bahramisharif A, Doeller CF, Jensen O, et al. (2013) MEG-декодирование пространственно-временной динамики восприятия визуальных категорий. NeuroImage 83: 1063–1073. pmid: 23927900
    22. 22.Cichy RM, Pantazis D, Oliva A (2014) Разрешение распознавания человеческого объекта в пространстве и времени. Nat Neurosci 17: 455–462. pmid: 24464044
    23. 23. Manning JR, Jacobs J, Fried I., Kahana MJ (2009) Широкополосные сдвиги в спектрах мощности потенциала локального поля коррелируют с пиками одиночного нейрона у людей. Журнал неврологии 29: 13613. pmid: 19864573
    24. 24. Миллер KJ, Соренсен LB, Ojemann JG, den Nijs M (2009) Степенное масштабирование электрического потенциала поверхности мозга.PLoS Comput Biol 5: e1000609. pmid: 20019800
    25. 25. Эшбернер Дж., Фристон К.Дж. (2005) Единая сегментация. NeuroImage 26: 839–851. pmid: 15955494
    26. 26. Wells WM 3rd, Viola P, Atsumi H, Nakajima S, Kikinis R (1996) Мультимодальная регистрация объема путем максимизации взаимной информации. Med Image Anal 1: 35–51. pmid: 9873920
    27. 27. Hermes D, Miller KJ, Noordmans HJ, Vansteensel MJ, Ramsey NF (2010) Автоматическая локализация электрокортикографических электродов на индивидуально визуализированных поверхностях мозга.Журнал методов нейробиологии 185: 293–298. pmid: 19836416
    28. 28. Дейл AM, Fischl B, Sereno MI (1999) Анализ кортикальной поверхности. I. Сегментация и реконструкция поверхности. Нейроизображение 9: 179–194. pmid: 9931268
    29. 29. Миллер К.Дж., Хебб А.О., Гермес Д., Ниджс М.Д., Одеманн Дж.Г. и др. Совместная регистрация поверхностных электродов головного мозга с помощью МРТ и рентгенографии; 2010. IEEE. С. 6015–6018.
    30. 30. Schalk G, McFarland DJ, Hinterberger T, Birbaumer N, Wolpaw JR (2004) BCI2000: система интерфейса мозг-компьютер общего назначения (BCI).IEEE Trans Biomed Eng 51: 1034–1043. pmid: 15188875
    31. 31. Порат Б. (1997) Курс по цифровой обработке сигналов: Wiley.
    32. 32. Миллер К.Дж., Гермес Д., Хани С.Дж., Хебб А.О., Рэмси Н.Ф. и др. (2012) Активность моторной коры человека избирательно увлекается фазами в основных ритмах. Вычислительная биология PLoS 8: e1002655. pmid: 22969416
    33. 33. Миллер К.Дж., Гермес Д., Хани С.Дж., Шарма М., Рао Р.П. и др. (2010) Динамическая модуляция активности местного населения фазой ритма в затылочной коре человека во время задачи визуального поиска.Границы нейробиологии человека 4: 197. pmid: 21119778
    34. 34. Гермес Д., Миллер К.Дж., Ванделл Б.А., Винавер Дж. (2014) Стимул-зависимость гамма-колебаний в зрительной коре человека. Cereb Cortex.
    35. 35. Гайон И., Элиссефф А. (2003) Введение в выбор переменных и функций. Журнал исследований машинного обучения 3: 1157–1182.
    36. 36. Епископ CM (1995) Нейронные сети для распознавания образов: Oxford University Press.
    37. 37.Кейзерс К., Сяо Д.К., Фольдиак П., Перретт Д.И. (2001) Скорость взгляда. J Cogn Neurosci 13: 90–101. pmid: 11224911
    38. 38. Burr DC, Santoro L (2001) Временная интеграция оптического потока, измеренная порогами контраста и когерентности. Исследование зрения 41: 1891–1899. pmid: 11412882
    39. 39. Холкомб А.О. (2009) Видеть медленно и видеть быстро: два ограничения восприятия. Тенденции в когнитивных науках 13: 216–221. pmid: 19386535
    40. 40. McKeeff TJ, Remus DA, Tong F (2007) Временные ограничения в обработке объектов через вентральный зрительный путь человека.J Neurophysiol 98: 382–393. pmid: 17493920
    41. 41. Rolls ET, Tovee MJ (1994) Скорость обработки в коре головного мозга и нейрофизиология визуальной маскировки. Proc Biol Sci 257: 9–15. pmid: 80
    42. 42. Geman S, Bienenstock E, Doursat R (1992) Нейронные сети и дилемма смещения / дисперсии. Нейронные вычисления 4: 1–58.
    43. 43. Geurts P (2010) Разложение смещения и дисперсии для регрессии и классификации. Справочник по интеллектуальному анализу данных и открытию знаний: Springer.С. 733–746.
    44. 44. Apple (2011) Словарь.
    45. 45. Hung CP, Kreiman G, Poggio T, DiCarlo JJ (2005) Быстрое считывание идентичности объекта из нижней височной коры макака. Наука 310: 863–866. pmid: 16272124
    46. 46. Лю Х., Агам Й., Мадсен Дж. Р., Крейман Г. (2009) Время, время, время: быстрое декодирование информации об объекте из потенциалов внутричерепного поля в зрительной коре человека. Нейрон 62: 281–290. pmid: 19409272
    47. 47. Тор Д.Х. (1967) Дихоптическое восприятие и временное различение: попытка воспроизведения.Science 158: 1704–1705. pmid: 6059654
    48. 48. Honey C, Kirchner H, VanRullen R (2008) Лица в облаке: спектр мощности Фурье смещает сверхбыстрое обнаружение лиц. Журнал видения 8: 9 1–13.
    49. 49. Кирхнер Х., Торп С.Дж. (2006) Сверхбыстрое обнаружение объектов с помощью саккадических движений глаз: пересмотр скорости обработки изображений. Исследование зрения 46: 1762–1776. pmid: 16289663
    50. 50. Crouzet SM, Kirchner H, Thorpe SJ (2010) Быстрые саккады в сторону лиц: обнаружение лиц всего за 100 мс.Журнал видений 10: 16 11–17.
    51. 51. Смоллвуд Дж., Дэвис Дж. Б., Хейм Д., Финниган Ф., Судберри М. и др. (2004) Субъективный опыт и потеря внимания: вовлечение в задачу и отключение во время устойчивого внимания. Сознание 13: 657–690. pmid: 15522626
    52. 52. Хани К.Дж., Тесен Т., Доннер Т.Х., Силберт Л.Дж., Карлсон С.Е. и др. (2012) Медленная корковая динамика и накопление информации в течение длительного времени. Нейрон 76: 423–434. pmid: 23083743
    53. 53.Mesgarani N, Cheung C, Johnson K, Chang EF (2014) Кодирование фонетических признаков в верхней височной извилине человека. Наука 343: 1006–1010. pmid: 24482117
    54. 54. Абель Т.Дж., Рон А.Е., Нурски К.В., Кавасаки Х., Оя Х. и др. (2015) Прямые физиологические доказательства гетеромодальной области конвергенции для правильного наименования в левой передней височной доле человека. J Neurosci 35: 1513–1520. pmid: 25632128
    55. 55. Sun H, Blakely TM, Darvas F, Wander JD, Johnson LA и др.(2015) Последовательная активация премоторной, первичной соматосенсорной и первичной моторной областей у людей во время движений пальцев по сигналу. Clin Neurophysiol.
    56. 56. Миллер К.Дж., Гермес Д., Пестилли Ф., Парик Г.С., Рао РПН и др. (2015) Формирование восприятия лица в вентральной височной коре человека. В подчинении.
    57. 57. Мицдорф У. (1985) Метод плотности источника тока и его применение в коре головного мозга кошек — исследование вызванных потенциалов и явлений ЭЭГ. Физиологические обзоры 65: 37–100.pmid: 3880898
    58. 58. VanRullen R, Thorpe SJ (2002) Серфинг на шиповой волне вниз по вентральному потоку. Видение Res 42: 2593–2615. pmid: 12446033

    Кастинг — FastbackStack, LLC

    Реставраторам

    Classic Mustang, которые хотят вернуть винтажный Mustang в рабочее состояние, необходимо знать, как определить номер литья и код даты на блоке двигателя. Совпадающие числа важны для коллекционеров. Правильные номера литья гарантируют, что Mustang будет восстановлен до исходного состояния и будет иметь правильные номера, которые были присвоены на заводе много лет назад.

    Это руководство написано, чтобы помочь вам определить, на какие цифры следует обращать внимание при точном восстановлении вашего Mustang. Не забудьте указать ниже, будет ли это руководство полезно для вас.

    Как расшифровать номер блока двигателя Мустанг 1965-1970 годов

    Где найти номера блоков цилиндров: посмотрите на заднюю часть блока цилиндров с правой стороны, над стартером. Здесь вы найдете номер кастинга.

    Для объяснения каждой отдельной буквы и цифры мы создали образец номера блока двигателя и кода даты.Затем мы разбили эти числа на части, объяснив, что представляют собой каждое число и буква.

    Пример номера блока двигателя: «C5AE-6015-E 7C20»

    C — обозначает десятилетие изготовления блока цилиндров. C = 1960-е годы; D = 1970-е годы; E = 1980-е годы и т. Д.

    5 — обозначает конкретный год изготовления блока цилиндров.
    5 = 1965; 6 = 1966; 7 = 1967; 8 = 1968; 9 = 1969; 0 = 1970

    Важно отметить: более точная дата изготовления двигателя отражена в коде даты, который следует за номером отливки.Номера отливок иногда опережали дату изготовления блока на год или два (иногда даже отставали от даты изготовления).

    Это очевидно, например, в Mustang 1/2 1964 года с моделью 289. Номер литья «C5AE-6015-E» и код даты «4D17» показывают разные годы выпуска блока цилиндров. Можно подумать, что «C5» указывает на то, что блок двигателя был произведен в 1965 году. Однако, согласно коду даты, он был фактически произведен в 1964 году. Всегда обращайте внимание на код даты, чтобы определить правильную дату изготовления.

    A = обозначает автомобиль, для которого был разработан двигатель.
    A = Galaxie; D = Сокол; F = произведено за пределами США; G = Комета; J = Промышленный / Морской; M = Меркурий; O = Fairlane; P = Автолит или Моторкрафт; R = Ротонда; S = Thunderbird; T = грузовик; V = Линкольн; Z = Мустанг

    E = технический номер, используемый Ford
    (модель 289 изначально была разработана для Ford Galaxie, и буквы AE остались на номере блока цилиндров даже после того, как в модельный ряд были добавлены другие модели)

    6015 = Обозначает технический номер, используемый компанией Ford.
    «6015» означает «289 Блок двигателя»

    E = Обозначает место, где был сделан блок двигателя.
    Блоки двигателя были произведены в Детройте, штат Мичиган, и Виндзоре, Канада.
    Следующий набор цифр, «7C20», указывает код даты. В этом примере, даже несмотря на то, что номер отливки читается как «C5», это не означает, что двигатель был произведен в 1965 году. Вам нужно будет посмотреть на этот код даты, чтобы узнать, когда это было сделано, в данном случае это 1967 год.

    Удаление кода даты «7C20»:

    7 = обозначает конкретный год изготовления блока цилиндров (не забудьте посмотреть на этот код даты для точного определения даты изготовления блока цилиндров)
    5 = 1965; 6 = 1966; 7 = 1967; 8 = 1968; 9 = 1969; 0 = 1970

    C = обозначает месяц изготовления блока цилиндров
    A = январь; B = февраль; C = март; D = апрель; E = май; F = июнь; G = июль; H = август; J = сентябрь; K = октябрь; L = ноябрь; M = декабрь
    (буква «I» в последовательности не использовалась)

    20 = обозначает день месяца

    Расшифровка кода:

    Таким образом, номер образца блока цилиндров «C5AE-6015-E 7C20» говорит нам следующее:

    На первый взгляд может показаться, что это блок двигателя Galaxie 289 1965 года выпуска.Однако, согласно коду даты, этот блок двигателя представляет собой блок 289, изготовленный 20 марта 1967 года.

    В идеале, код даты блокировки двигателя должен быть за 2–6 недель ДО даты сборки вашего автомобиля. Если бы у вас была машина, построенная 1 июня 1965 года, и вы нашли блок двигателя с кодом даты 5E10, то есть 10 мая 1965 года, это было бы совпадение, заключенное на небесах!

    Удачи в расшифровке свитков мертвых мустангов (не путать со «свитками мертвого моря», хотя у меня есть несколько мустангов, которые выглядят так, будто они провели какое-то время на дне океана)!

    Авторские права 2007: FastbackStack, LLC

    Декодирование DALI с помощью манчестерского конфигурируемого декодера протокола

    Введение

    Интерфейс цифрового адресного освещения (DALI) — это протокол, описанный в техническом стандарте IEC 62386 для цифрового управления системами освещения зданий.Интерфейс представляет собой простую двухпроводную схему с максимальным размером системы 64 адреса. DALI стоит отдельно от шинных архитектур для автоматизации зданий, но может быть привязан к этим структурам для передачи данных о состоянии и состоянии системы освещения. Многие стандартные интерфейсы, включая DALI, основаны на фундаментальных строительных блоках схем линейного кодирования Manchester или NRZ. Ниже приводится краткое руководство по использованию программного обеспечения Teledyne LeCroy Manchester для декодирования сигналов DALI с помощью цифровых осциллографов.

    О физическом уровне и уровне передачи данных DALI

    Перед исследованием декодирования конкретного сигнала, используемого в этом документе, может быть полезно рассмотреть некоторую базовую информацию, касающуюся технической спецификации DALI. Более подробная информация о DALI доступна на сайте: dali-ag.org. Кроме того, интерфейс DALI описан в стандарте IEC 60929 на балласт для люминесцентных ламп в Приложении E.

    На физическом уровне DALI использует эффективную скорость передачи данных 1.2 кбит / с, что обеспечивает бесперебойную работу системы. Физический низкий уровень был определен с напряжением интерфейса 0 В (от -4,5 В до 4,5 В) на стороне приемника. Состояние высокого уровня представлено напряжением интерфейса 16 В (от 9,5 В до 22,5 В) на приемной стороне. На выводах интерфейса допускается максимальное падение напряжения 2 В между отправителем и получателем.

    В интерфейсе DALI есть два типа кадров данных: прямые кадры и обратные кадры. Прямые кадры состоят из 19 бит с синхронизацией, как показано на рисунке 1:

    .
    • 1 стартовый бит: (логическая «1», двухфазный код)
    • 1 байт адреса «YAAA AAAS»: (двухфазный код)
    • 1 байт данных «XXXX XXXX»: (двухфазный код)
    • 2 стоповых бита: (свободная линия)

    Кроме того, младший бит байта адреса (бит селектора «S») указывает, содержит ли байт данных уровень мощности прямой дуги или команду:

    S = «0»: байт данных = уровень мощности прямой дуги
    S = «1»: байт данных = команда

    Прямой кадр должен иметь длительность во времени 38 T e , с T e , длительность во времени 1 бит на 1.2 кбит / с составляет 416,67 мкс.

    Обратные кадры отправляются только после получения команды запроса или команды записи в память. Обратный кадр состоит из 11 бит с синхронизацией, показанной на рисунке 2:

    .
    • 1 стартовый бит: (логическая «1», двухфазный код)
    • 1 байт данных «XXXX XXXX»: (двухфазный код)
    • 2 стоповых бита: (свободная линия)

    В зависимости от команды, обратный кадр (= ответ) должен быть либо «Да» / «Нет», либо 8-битной информацией:

    • «Да»: 1111 1111
    • «Нет»: механизм управления не должен реагировать (линия холостого хода)
    • 8-битная информация: XXXX XXXX

    Обратный кадр должен иметь продолжительность 22 T e .

    Начало декодирования

    Начните с получения сигнала. Для целей этого документа исследуемый сигнал представляет собой сигнал прямого кадра DALI со скоростью 1,2 кбит / с, состоящий из двух стартовых битов (пропущенных), 6-битного адреса (биты Y и S, показанные на рисунке 1, опущены) и один бит данных, как показано на рисунке 3.

    После того, как сигнал будет получен и соответствующим образом отображен на экране осциллографа, используйте раскрывающееся меню Анализ в верхней части экрана для доступа к диалоговому окну последовательного декодирования, как показано на рисунке 4.

    Нажатие кнопки «Протокол» в строке «Декодирование 1» вызывает всплывающее меню с различными протоколами (то, что отображается в меню, зависит от того, какие опции программного обеспечения последовательного декодирования установлены в осциллографе). Параметры декодирования показаны на Рисунке 5:

    .

    Выберите «Манчестер» во всплывающем меню «Протокол». Затем укажите источник экранной кривой. В этом случае кривая сохраняется в памяти 1 или M1. Несмотря на то, что в этом примере используется трассировка памяти, декодер работает со всеми каналами и трассами математики, памяти и масштабирования.В диалоговом окне «Последовательное декодирование» назначьте экранную трассу для «Декодирование 1», включив «Декодирование 1». Затем нажмите кнопку «Настройка» для режима «Декодирование 1», чтобы открыть вкладку «Настройка декодирования» в диалоговом окне.

    Три вкладки: базовая, декодирование и уровни

    При входе на вкладку «Настройка декодирования» обратите внимание на ее расположение, как показано на Рисунке 6:

    Обязательно установите флажок «Просмотр декодирования». Обратите внимание, что для источника 1 (данные) установлено значение M1, а для протокола — Манчестер. Вкладка «Основные» по умолчанию будет открыта справа.Попробуйте переключаться между вкладками Basic, Decode и Levels. Затем вернитесь на вкладку «Основные» для перехода к следующему разделу руководства.

    Вкладка «Основные»

    Вкладка «Основные», показанная справа на рисунке 4, предоставляет все основные элементы управления, необходимые для правильного декодирования на уровне битов. Настраиваемый декодер Manchester поддерживает широкий диапазон битрейтов. Введите соответствующую скорость передачи данных с помощью параметра скорости передачи данных в разделе «Физический уровень» вкладки «Основные». Физическая спецификация DALI диктует фиксированную скорость передачи данных 1.2 кб / с.

    Определение тайм-аута для промежутка между пакетами состоит из двух параметров: единиц и # битов. Первый может быть установлен на биты или секунды. Если выбрано биты, диапазон составляет от 1 до 100. Если используются секунды, диапазон составляет от 1 до 99,99 мкс. Спецификация DALI диктует, что для передачи последовательных кадров прямой пересылки время, прошедшее между концом последнего стопового бита и началом первого стартового бита в следующем кадре пересылки, должно быть не менее 22 T e .

    Состояние ожидания, которое дополняет параметры определения тайм-аута, может иметь значение IdleHigh, IdleLow или Don’t Care. Установка состояния ожидания помогает точно определить промежуток между пакетами данных. В случае DALI состояние ожидания устанавливается на IdleHigh.

    Полярность может быть установлена ​​либо на Falling = 0, либо на Falling = 1. Это определяет, декодируется ли перепад, проходящий через пороговый уровень, как логический 0 или логическую 1, соответственно. Спецификация DALI требует, чтобы фронт, превышающий пороговое значение, декодировался как логическая 1.Таким образом, для этого примера Полярность установлена ​​на Falling = 0.

    В следующем разделе этого руководства будет рассмотрена вкладка «Декодирование». Но чтобы гарантировать правильность декодирования на уровне битов, увеличьте масштаб части декодированного сигнала, нарисовав на экране стилусом прямоугольник. Это открывает увеличенный вид этой части, как показано в нижней части снимка экрана на Рисунке 7.

    На вкладке «Декодирование» установите для параметра «Режим данных» значение «Биты». Обратите внимание, что в увеличенном виде Z1, который соответствует выделенной части в центре M1, каждая двоичная 1 представлена ​​импульсом с периодом отрицательного полубита, за которым следует положительный импульс периода полубита.Точно так же двоичный 0 представлен импульсом периода положительного полубита, за которым следует импульс периода отрицательного полубита. Этот тип сигнализации также называется кодированием с расщепленной фазой. В этом случае полярность установлена ​​на физическое падение = 0.

    Коснитесь поля аннотации Z1 и снимите флажок Trace On в левом верхнем углу. Закройте диалоговое окно «Масштаб» и снова откройте диалоговое окно «Настройка декодирования», коснувшись таблицы данных Манчестера. На вкладке «Декодирование» снова установите для параметра «Режим данных» значение «Слова».

    Вкладка «Декодирование»

    Следующая серия шагов будет охватывать вкладку «Декодирование», где настраивается декодирование на уровне слов.Во-первых, обратите внимание, что когда режим данных переключается на биты, все параметры уровня слова на вкладке отображаются серым цветом. Переключение режима данных обратно на слова делает их все активными, как показано на рисунке 8.

    Параметр First Transition Used (FTU) учитывает элементы, которые могут предшествовать фактической полезной нагрузке данных. Они могут включать такие элементы, как преамбула или последовательность синхронизации. Значение по умолчанию для FTU — ноль; он может изменяться с шагом от одного до максимум 400.

    Параметр Bit Stretch Tolerance вступает в игру, когда переходы часто происходят в середине бита.Из-за проблем с оборудованием или распространением сигнала эти средние биты могут не быть идеально равноудаленными. Этот параметр настроен для лучшего декодирования дрожащих сигналов. После установки скорости передачи данных на вкладке «Основные» для параметра «Допуск растяжения битов» может потребоваться изменение значения по умолчанию, равного 20%, для достижения стабильного декодирования.

    Внизу вкладки «Декодирование» находится ряд параметров для группировки битов в слова. На рисунке 9 показан сигнал DALI, сгруппированный в слова.

    Первый шаг в процессе — убедиться, что для режима данных установлено значение «Слова».

    В программном обеспечении для декодирования Manchester есть инструменты и возможности для группировки битов в Sync Bits, PrePad, Data Bits и PostPad. Опять же, сигнал прямого кадра DALI состоит из одного стартового бита, одного байта адреса, одного байта данных и двух стоповых битов (свободная строка).

    бита PrePad в кадре DALI будут включать стартовые биты и адрес. На рисунке 9 они представляют собой части битового потока, выделенные фиолетовым наложением. Если в этом примере пропущены стартовые биты, то в этом примере биты PrePad являются шестью адресными битами.Как отмечалось выше, биты Y и S, показанные на рисунке 1, опущены.

    Манчестерский декодер может анализировать от 1 до 32 бит данных. Спецификация DALI требует одного байта данных. Трассировка, используемая для этого документа, использует один бит данных для бита селектора, как показано на рисунке 1. Бит селектора установлен на логическую единицу, что указывает на то, что полезные данные данных будут содержать команду. Биты данных отображаются с синим наложением.

    Обычно биты PostPad с нумерацией от нуля до 32 служат для группировки информации, следующей за битами данных.Биты PostPad могут представлять CRC, контрольную сумму или другие конструкции протокола. В примере, показанном в этом документе, биты PostPad используются для фактических данных кадра. В данных содержится значение 145, которое в протоколе DALI представляет собой команду Query Control Gear. Поскольку это биты незанятой линии, стоповые биты, показанные на рисунке 1, опускаются. Биты PostPad отображаются с желтым наложением.

    Вкладка «Уровень»

    Последняя из трех вкладок в диалоговом окне «Настройка декодирования» — это вкладка «Уровень», показанная на рисунке 10.

    Уровни могут быть установлены с использованием либо процентных, либо абсолютных значений напряжения в соответствии с настройкой типа уровня. Сама настройка уровня определяет порог, который переходы должны пересечь, чтобы считаться переходами. Значение по умолчанию — 50% или 1,5 В для процентного и абсолютного уровней соответственно.

    Настройки гистерезиса используются для учета зашумленных сигналов с пиками, которые могут создавать ложные переходы, если они пересекают пороговое значение уровня. Он выглядит как синяя полоса с вертикальным центром в настройке уровня.Значение гистерезиса по умолчанию составляет 15%, но оно может варьироваться от нуля до 50%.

    Заключение

    Конфигурируемый манчестерский декодер

    Teledyne LeCroy — чрезвычайно мощный инструмент, позволяющий пользователям исследовать тонкости сигналов DALI, а также других сигналов, закодированных по манчестерской схеме. Вооружившись некоторым предварительным знанием тестируемого сигнала, пользователи могут использовать почти неограниченную гибкость декодера в отношении параметров сигнала для точного декодирования и отображения сигналов и извлечения данных, относящихся к их физическим характеристикам.

    TDSVNM Синхронизация CAN и LIN и программное обеспечение декодирования протокола

    ВНИМАНИЕ: пожалуйста, внимательно прочтите следующие положения и условия перед загрузкой любых документов с этого сайта. Загружая руководства с веб-сайта Tektronix, вы соглашаетесь со следующими условиями:
    Руководства для продуктов, которые в настоящее время поддерживаются:

    Tektronix настоящим предоставляет владельцам приборов Tektronix разрешение и лицензию на загрузку и воспроизведение руководств с этого веб-сайта для собственного внутреннего или личного использования.Запрещается воспроизводить руководства для продуктов, поддерживаемых в настоящее время, для распространения среди других лиц без специального письменного разрешения Tektronix, Inc.

    Руководство Tektronix могло быть изменено, чтобы отразить изменения, внесенные в продукт в течение его срока службы. Таким образом, для любого продукта могут существовать разные версии руководства. Следует позаботиться о том, чтобы получить правильную версию руководства для конкретного серийного номера продукта.

    Руководства для продуктов, которые больше не поддерживаются:

    Tektronix не может предоставить руководства для измерительных продуктов, на которые больше не распространяется долгосрочная поддержка.Tektronix настоящим предоставляет разрешение и лицензию другим лицам на воспроизведение и распространение копий любого руководства по измерительному продукту Tektronix, включая руководства пользователя, руководства оператора, руководства по обслуживанию и т.п., которые (а) имеют номер детали Tektronix и (б) предназначены для измерительный продукт, который больше не поддерживается Tektronix.

    Руководство Tektronix может быть изменено, чтобы отразить изменения, внесенные в продукт в течение его срока службы. Таким образом, для любого продукта могут существовать разные версии руководства.Следует позаботиться о том, чтобы получить правильную версию руководства для конкретного серийного номера продукта.

    Это разрешение и лицензия не применимы ни к каким руководствам или другим публикациям, которые все еще доступны от Tektronix, ни к каким руководствам или другим публикациям по продукту для видеопроизводства или продукту для цветного принтера.

    Заявление об отказе от ответственности:

    Tektronix не гарантирует точность или полноту информации, текста, графиков, схем, списков деталей или других материалов, содержащихся в любом руководстве по измерительному продукту или в другой публикации, которая не предоставляется Tektronix или производится или распространяется в соответствии с разрешение и лицензия, указанные выше.

    Tektronix может вносить изменения в содержимое этого веб-сайта или в свои продукты в любое время без предварительного уведомления.

    Ограничение ответственности:

    TEKTRONIX НЕ НЕСЕТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ ЗА КАКИЕ-ЛИБО УБЫТКИ (ВКЛЮЧАЯ, БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЙ, ЛЮБЫЕ КОСВЕННЫЕ ИЛИ СЛУЧАЙНЫЕ УБЫТКИ, УБЫТКИ ЗА УБЫТКУ, ПЕРЕРЫВ В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ИЛИ ЗА НАРУШЕНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ИЛИ ИНОЙ ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ИМУЩЕСТВЕННОЙ СОБСТВЕННОСТЬЮ ARC) ПУБЛИКАЦИЯ, СОЗДАННАЯ ИЛИ РАСПРОСТРАНЕННАЯ В СООТВЕТСТВИИ С ВЫШЕ РАЗРЕШЕНИЕМ И ЛИЦЕНЗИЕЙ.

    Декодер инструкций

    — обзор

    Первая часть будет выполнять часть инструкций INPUT .

    (1)

    На первом этапе ЦП помещает адрес 100 на адресную шину и использует линию управления для разрешения ввода «чтения» в память программ. Включено «Чтение» означает, что информацию, хранящуюся в программной памяти, можно копировать — см. Рис. 7.32. (На этом этапе информация перетекает из адресной шины в память программ.)

    (2)

    « INPUT, data», первая инструкция, помещается на шину данных памятью программ.ЦП принимает это закодированное сообщение с шины данных и помещает его в регистр команд для последующего декодирования декодером команд, что означает, что ЦП нужен операнд для инструкции « INPUT data». (На этом этапе информация передается из памяти программ на шину данных к ЦП.)

    (3)

    ЦП размещает адрес 101 на шине адреса. Ввод «чтения» программной памяти снова разрешен линией управления. (На этом этапе информация перетекает из адресной шины в память программ.)

    (4)

    «Операнд из порта 1», расположенный по адресу 101 в программной памяти, помещается на шину данных программной памятью. ЦП принимает это закодированное сообщение с шины данных и помещает его в регистр команд, где оно затем декодируется «декодером команд». Теперь инструкция гласит: « INPUT, data from Port 1». (На этом этапе информация перетекает из памяти программ в шину данных к ЦП.)

    (5)

    Теперь ЦП выполняет команду « INPUT данные из порта 1»; он открывает порт 1, используя адресную шину и линию управления для блока ввода.(На этом этапе информация передается по адресной шине от ЦП к порту 1.)

    (6)

    Закодированная форма для «A» помещается на шину данных и передается в регистр накопителя и сохраняется в нем. (На этом этапе информация передается по шине данных от порта 1 к аккумулятору.)

    На этом первая часть завершена. Вторая часть — выполнить инструкцию STORE .

    (7)

    После увеличения программного счетчика на 1 ЦП адресует ячейку 102 на адресной шине.CPU, используя линии управления, разрешает ввод «чтения» в программную память. (На этом этапе информация перетекает из адресной шины в память программ.)

    (8)

    Память программ считывает команду « STORE data» на шине данных, которая затем помещается в регистр команд с помощью декодируемый процессор. (На этом этапе информация передается из памяти программ на шину данных к ЦП.)

    (9)

    После декодирования инструкции « СОХРАНИТЬ данные» ЦП решает, что операнд необходим.ЦП помещает 103, который является следующей ячейкой памяти, на адресной шине и использует линии управления, чтобы разрешить ввод «чтения» из памяти программ. (На этом этапе информация перетекает из адресной шины в память программ.)

    (10)

    Память программ помещает код для «в ячейке памяти 200» на шину данных. Этот операнд принимается ЦП и сохраняется в регистре команд для декодирования. Теперь ЦП полностью декодирует команду « СОХРАНИТЬ данные в ячейке памяти 200.”(На этом этапе информация перетекает из памяти программ в шину данных в ЦП.)

    (11)

    Для выполнения декодированной инструкции ЦП помещает адрес 200 на шину адреса и использует линии управления для включения« запись »ввод памяти данных. Включенная функция «Запись» означает, что данные можно копировать в память — см. Рис. 7.32. (На этом этапе информация перетекает из адресной шины в память данных.)

    (12)

    Закодированная форма для буквы «A», которая все еще хранится в аккумуляторе, теперь помещается на шину данных центральным процессором. .Таким образом, буква «А» записывается в ячейку 200 памяти данных. (На этом этапе информация перетекает из шины данных в память данных.)

    На этом вторая часть завершена. Третья часть предназначена для выполнения инструкции OUTPUT . Следует отметить, что такая инструкция, как « СОХРАНИТЬ данные в ячейке памяти xxx», передает данные из аккумулятора в ячейку адреса xxx в RAM . Эти данные теперь содержатся как в RAM , так и в аккумуляторе. При сохранении данных содержимое аккумулятора не уничтожается.

    (13)

    По мере увеличения программного счетчика ЦП выбирает следующую инструкцию. ЦП отправляет адрес 104 по адресной шине и, используя линию управления, разрешает ввод «чтения» из памяти программ. (На этом этапе информация передается из адресной шины в память программ.)

    (14)

    Память программ считывает код команды « OUTPUT data» на шину данных; ЦП принимает это закодированное сообщение и помещает его в регистр команд.(На этом этапе информация передается из памяти программ на шину данных к ЦП.)

    (15)

    ЦП интерпретирует (декодирует) инструкцию и определяет, что ему нужен операнд для инструкции « ВЫХОД, данных» . ЦП отправляет адрес 105 по адресной шине и использует линию управления для разрешения ввода «чтения» из памяти программ. (На этом этапе информация перетекает из адресной шины в память программ.)

    (16)

    Память программ помещает операнд «в порт 10», который находился по адресу 105 в памяти программ, на шину данных.Это закодированное сообщение (адрес порта 10) принимается ЦП и помещается в регистр команд. (На этом этапе информация перетекает из памяти программ в шину данных в ЦП.)

    (17)

    Декодер команд в ЦП теперь декодирует всю команду «OUT-PUT data to Port 10». ЦП активирует порт 10, используя адресную шину и линии управления для блока OUTPUT . (На этом этапе информация передается с адресной шины на блок ВЫХОД .)

    (18)

    ЦП помещает код для «A», который все еще хранится в аккумуляторе, на шину данных. Буква «A» теперь передается из порта 10 на экран монитора. (На этом этапе информация передается от блока OUTPUT к контролю.)

    Fetch and Decode | PadaKuu.com





    Первоначально в счетчик программ ПК загружается адрес первой инструкции в программе. Счетчик последовательности SC сбрасывается на 0, обеспечивая декодированный сигнал синхронизации To.После каждого тактового импульса SC увеличивается на единицу, так что синхронизирующие сигналы проходят через последовательность T0, T1, T2 и так далее. Микрооперации для фаз выборки и декодирования могут быть указаны с помощью следующих операторов передачи регистров.

    T0: AR <- ПК

    T ,: IR <-M [AR], PC <- PC + 1

    T2: D0, •••, D7 <-Decode IR (12-14), AR <--- IR (0-11), 1 <--- IR (lS)

    Поскольку к адресным входам памяти подключен только AR, необходимо передать адрес с ПК на AR во время тактового перехода, связанного с синхронизирующим сигналом T0 • Команда, считанная из памяти, затем помещается в регистр команд IR с часами переход, связанный с таймингом

    сигнал T1 • ​​В то же время ПК увеличивается на единицу, чтобы подготовить его к адресу следующей инструкции в программе.В момент времени T2 код операции в IR декодируется, косвенный бит передается в триггер I, а адресная часть инструкции передается в AR. Обратите внимание, что SC увеличивается после каждого тактового импульса для создания последовательности To, T1 и T2 •

    На рис. 5-8 показано, как первые два оператора передачи регистров реализованы в шинной системе. Чтобы обеспечить путь данных для передачи ПК в AR, мы должны применить сигнал синхронизации T0 для достижения следующего соединения:

    1.Поместите содержимое ПК на шину, сделав входы выбора шины 525150 равными 010. 2. Передайте содержимое шины в AR, включив вход LD для AR.

    Следующий тактовый переход инициирует передачу от ПК к AR, поскольку T0 = 1. В a-d’CY «, tJ ‘. Необходимо использовать сигнал синхронизации T1 для обеспечения следующих соединений в шинной системе.

    1. Разрешить ввод чтения из памяти.

    2. Поместите содержимое памяти на шину, установив 525150 = Ill.

    3. Передайте содержимое шины в IR, включив вход LD для _ JR.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.