Coraz trudniejsze życie paska

03 Gru 2013

Od pewnego już czasu wyraźny jest trend do konstruowania silników o niewielkie pojemności, lecz znacznej mocy. Jednocześnie jednostki te muszą napędzać coraz większą liczbę urządzeń pomocniczych. Jaki ma to wpływ na paski napędzające osprzęt pokazuje przykład wieloklinowego paska Gates Micro-V Horizon.

Chociaż silniki nowej generacji są mniejsze niż ich starsze odpowiedniki, osiągami nad nimi górują. Jako dobry przykład mogą tu służyć jednostki wykorzystywane w Volkswagenach Golfach. W roku 1990 maksymalna moc Golfa napędzanego silnikiem o pojemności 1,6 litra wynosiła 51 kW. Kolejna generacja popularnego modelu VW w roku 2000 miała już pod maską jednostkę 1.4 o mocy 55 kW. We współczesnych Golfach stosowane są z kolei silniki 1.2 osiągające moc 77 kW.

Należy tu jednocześnie zauważyć, że niemal każdy dzisiejszy pojazd jest wyposażony we wspomaganie układu kierowniczego, klimatyzację oraz – coraz częściej – inne elementy wyposażenia, takie jak elektrycznie regulowane i ogrzewane fotele, systemy multimedialne itp. Tym samym napęd osprzętu ma obecnie dużo trudniejsze zadanie niż kiedyś. Dość powiedzieć, iż w ciągu ostatnich lat nastąpił znaczny rozwój alternatorów i dziś mogą one wytwarzać prąd o natężeniu aż 150 A. Wszystko to w bezpośredni sposób wpływa na wymagania stawiane paskom wieloklinowym

Mocniej zginany, gorzej chłodzony

Jak widać na schemacie zmniejszają się przy tym nie rozmiary silników, lecz także kół pasowych (nie licząc tych instalowanych na wale korbowym). Koła o mniejszej średnicy (kolor żółty) wymagają zaś stosowania bardziej elastycznych pasków. Paski muszą bowiem mocniej się zginać, aby można było uzyskać odpowiedni kąt opasania (kolor niebieski) i tym samym odpowiedni odcinek na jakim pasek przylega do koła przenosząc na nie napęd.

By było jeszcze trudniej odległości między kołami ulegają zmniejszeniu (kolor czerwony). W efekcie krótsze są odcinki na jakich pasek może się schłodzić. Proces schładzania jest dodatkowo mniej efektywny ze względu na fakt, że w coraz bardziej upakowanych komorach silnikowych generalnie panuje wyższa temperatura. W sumie zatem obciążenie cieplne pasków jest obecnie wyraźnie większe niż kiedyś.
5_GATES Micro-V Horizon engineSchemat przedstawiający silnik nowej generacji (po lewej) oraz jego starszy odpowiednik (po prawej).
Żółtym kolorem zaznaczone zostały koła pasowe o mniejszej średnicy, czerwonym – krótsze odcinki między kołami, niebieskim – miejsca, gdzie pasek jest mocniej zginany.

Problemy ze współpłaszczyznowością

W silnikach o niewielkich wymiarach szczególnego znaczenia nabiera odpowiednie ustawienie kół pasowych względem siebie.  Z uwagi na dłuższe odległości między kołami pasowymi w starszych jednostkach, niewspółpłaszczyznowość kół o 1 mm nie była krytyczną. Jednak w nowoczesnym, niewielkim silniku taka niedokładność może mieć poważne konsekwencje, gdyż skutkuje dodatkowym przeginaniem paska (i to w płaszczyźnie, w której nie jest to przewidziane) oraz jego złym układaniem się na kołach.

6_GATES Micro-V Horizon misalignmentPoprawność ustawienia paska jest dużo bardziej istotna w przypadku mniejszych odległości pomiędzy poszczególnymi elementami napędu.

Jak wskazuje praktyka problemy z niewspółpłaszczyznowością kół wynikają zwykle z wymiany tylko jednego elementu układu napędu osprzętu. Błąd taki zdarza się nawet producentom pojazdów. Gdy za bardzo zależy im na szybkim wprowadzeniu nowego modelu potrafią skierować na rynek auta z nieprawidłowo dobranymi lub zamontowanymi podzespołami. Również zużycie napinaczy i kół pasowych, które trudno zauważyć, może negatywnie wpłynąć na współpłaszczyznowość w układzie paska pomocniczego.

W większości przypadków niewspółpłaszczyznowość może być przyczyną charakterystycznego hałasu towarzyszącemu pracy paska wieloklinowego. Skutkuje też zmniejszeniem jego trwałości. Dlatego firma Gates zachęca do korzystania z jej przyrządu DriveAlign Laser, który pozwala wyeliminować ten problem.

Cztery warstwy

Odpowiedzią firmy Gates na zaostrzone wymagania stawiane przez nowoczesne, kompaktowe silniki jest pasek Micro-V Horizon. Składa się on z trzech głównych warstw, tzn. warstwy roboczej/strony klinowej, kordu, warstwy zewnętrznej, oraz z niebieskiej warstwy adhezyjnej.4_GATES Micro-V Horizon structureBudowa paska Micro-V Horizon: 1 – warstwa robocza/strony klinowa, 2 – kord, 3 – warstwa zewnętrzna. Kolorem niebieskim zaznaczona została niebieska, również w rzeczywistości, warstwa adhezyjna.

Warstwa robocza wykonana jest z gumy EPDM wzmocnionej włóknami. EPDM to materiał zachowujący swoje właściwości w szerokim zakresie temperatur. Gates podaje, że opracowana do pasków Micro-V Horizon mieszanka gwarantuje prawidłowe działanie w przedziale temperatur od -40°C do +140°C, jest też odporna na kontakt z olejem i płynem chłodzącym.

Kord użyty w standardowych paskach Micro-V Horizon składa się z poliestrowych włókien wzdłużnych. W przypadku innych zastosowań może być wykonany z nylonu (paski Stretch Fit™) lub włókien aramidowych (układy pracujące pod szczególnie dużym obciążeniem).

Dla zwiększenia elastyczności stronę zewnętrzną wykonuje się z powłoki EPDM, na którą naniesiono specjalną, niebieską warstwę adhezyjną. Warstwa ta została opracowana przez firmę Gates na podstawie doświadczeń z produkcji pasków dostarczanych na pierwszy montaż do fabryk koncernu Volkswagen. Jej niebieski kolor jest dobrze widoczny z boku paska, dzięki czemu można szybko odróżnić paski wieloklinowe Micro-VHorizon od innych pasków dostępnych na rynku.

Oprócz odpowiednich komponentów wykorzystywanych do produkcji pasków Micro-V Horizon charakteryzują się one również właściwie dobranym profilem oraz kątem ustawienia klinów. Wysokość profilu wynosi zaledwie 4,2 mm, co jest podyktowane dążeniem firm samochodowych do stosowania jak najbardziej ekonomicznych podzespołów, gdyż ułatwia to spełnienie norm Euro 5 i Euro 6. Kliny, zgodnie z obowiązującym standardem OE, zostały ustawione pod kątem 42 stopni, który gwarantuje optymalne prowadzenie paska na kołach pasowych.

Groźne konsekwencje awarii

Paski wieloklinowe we współczesnych pojazdach należą do elementów mających kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa jazdy. Jako że napędzają one dużą liczbę ważnych urządzeń samochodu, awaria paska grozi niezwykle poważnymi konsekwencjami. Dość wyobrazić sobie, co może się stać, jeśli pasek zerwie się, gdy auto pokonuje ostry zakręt. Bez wspomagania układu kierowniczego prowadzący pojazd może mieć duże problemy z utrzymaniem się na drodze.

Szkolenia, narzędzia itd

Bezproblemowe działanie paska przez długi czas zależy nie tylko od jego jakości, ale również wielu innych czynników. Szczególnie istotne są: prawidłowy montaż poszczególnych podzespołów składających się napęd osprzętu oraz ich wymiana w odpowiednim czasie. Dlatego firma Gates oferuje szkolenia dla mechaników oraz udostępnia biuletyny techniczne opracowane na podstawie doświadczeń z produktami pierwszego montażu (OE). Prowadzi ponadto witryną internetową, na której znaleźć można wiele informacji technicznych, dostarcza narzędzia do kontroli zużycia zarówno paska jak i kół, a także udostępniła aplikację na smartfony pozwalającą ocenić stan paska.

Na podstawie materiałów firmy Gates

POWIĄZANE POSTY
1 comments

Zostaw Komentarz