Napinacze paska w napędzie osprzętu silnika

W ostatnich latach liczba urządzeń napędzanych przez pasek osprzętu znacznie w nowych autach wzrosła, wzrosły też niestety cykliczne nierównomierności obrotów wału korbowego. Nie zmieniły się natomiast oczekiwania użytkowników pojazdów, by silnik pracował możliwie cicho, zaś auto zapewniało jak najwyższy komfort. W tej sytuacji niezbędne jest zatem skuteczne tłumienie drgań i ograniczenie hałasu w napędzie paska osprzętu.

Wielką rolę w minimalizowaniu drgań paska napędu osprzętu silnika odgrywa jego właściwe naprężenie, co uzyskuje się dobierając i stosując odpowiedni napinacz. Z pomocą przychodzi tu firma INA należąca do niemieckiej grupy  Schaeffler, która od wielu lat jest jednym z głównych dostawcą rozwiązań i elementów układów pasowych dla niemal wszystkich producentów samochodów osobowych.

Zadaniem układu napinającego jest kompensowanie tolerancji, rozszerzalności cieplnej elementów napędu, wydłużenia paska i jego zużycia eksploatacyjnego. Układ powinien tak działać, by napięcie wstępne paska, ustawiane automatycznie podczas montażu i serwisowania, pozostawało praktycznie niezmienne w całym zakresie temperatur silnika i okresie eksploatacji napędu pasowego. Jednocześnie automatyczny układ napinający sprawia, że niwelowane są obciążenia szczytowe związane z dynamiką paska oraz minimalizowany jego poślizg i hałaśliwość, wydłużeniu ulega natomiast okres eksploatacji.

Z tłumieniem mechanicznym

W napinaczach paska z mechanicznym tłumieniem drgań do uzyskania odpowiedniego wstępnego napięcia wykorzystywana jest sprężyna śrubowa lub spiralna, natomiast efekt tłumienia uzyskuje się dzięki tarciu mechanicznemu. Elementem tłumiącym w napinaczu z długim lub krótkim ramieniem jest płaska tarcza cierna, zaś w przypadku napinacza stożkowego – stożek cierny. Rodzaj zastosowanego napinacza mechanicznego zależy od miejsca dostępnego do jego montażu.

Zasadniczym zadaniem napinacza z tłumieniem mechanicznym jest zwykle wstępne naprężenia paska. Wymagane naprężenie zapewnia najczęściej sprężyna śrubowa współpracująca z ramieniem pełniącym funkcję dźwigni.

Dodatkowo napinacze mechaniczne służą do tłumienia drgań. W tym celu siła osiowa sprężyny powoduje, iż elementy zespołu tłumiącego (sprężyna i tarcza/ stożki cierne) są do siebie silnie dociskane. Docisk ten z kolei sprawia, że przy każdym ruchu ramienia (a zatem i zespołu tłumiącego), powstaje tarcie, a przez to i tłumienie. Dodać jeszcze należy, iż wstępne napięcie paska i tłumienie są dobierane niezależnie, odpowiednio do warunków pracy.

Z tłumieniem hydraulicznym

Sprężyna znajduje się również w napinaczach z tłumieniem hydraulicznym. Służy ona do wstępnego napinania paska (poprzez dźwignię i rolkę). Element hydrauliczny zapewnia natomiast tłumienie, przy czym odbywa się ono w sposób kontrolowany i proporcjonalnie do prędkości zmian w naprężeniu paska (tłumienie przy pomocy szczeliny hydraulicznej).

Właśnie z uwagi na kontrolowane tłumienie układy hydrauliczne są szczególnie predestynowane do stabilizowania napędów osprzętu charakteryzujących się zwiększonymi drganiami (a więc przede wszystkim w silnikach wysokoprężnych, które z natury rzeczy cechują się większymi nieregularnościami w pracy). Dodać należy jeszcze, że kontrolowane tłumienie pozwala na optymalizację wstępnego napięcia paska, zaś kluczowymi czynnikami przy doborze rodzaju napinacza hydraulicznego są dostępne miejsce i warunki eksploatacji.

I jeszcze kilka słów o działaniu napinacza hydraulicznego. Otóż na skutek ściskania elementu hydraulicznego następuje przepływ oleju z komory wysokociśnieniowej do zbiornika przez szczelinę i tym samym pojawia się tłumienie. Po ustaniu nacisku olej jest wyciągany ze zbiornika do komory wysokociśnieniowej przez zawór jednokierunkowy.

Jak zostało już zasygnalizowane, zarówno siły napinające pasek, jak i tłumiące zmiany jego naprężenia, są na pasek przekazywane poprzez dźwignię (ramię) i rolkę napinacza. Siła napinająca może być oczywiście dobierana poprzez zastosowanie różnych sprężyn i ramion o różnej długości, z kolei siłę tłumiącą można łatwo wyregulować poprzez zmianę rozmiaru szczeliny, przez którą przepływa olej – im szczelina ta jest mniejsza tym, tym większa siła tłumiąca.

Na podstawie materiałów firmy Schaeffler (LuK, INA, FAG)