Ważny napęd rozrządu

26 Sie 2017

Dla zapewnienia płynnej pracy silnika niezbędna jest pełna synchronizacja ruchu wału korbowego i wałka (wałków) rozrządu niezależnie od tego, czy w silniku zastosowano pasek zębaty, czy też łańcuch rozrządu. Firma Schaeffler zapewnia, że jej zestawy naprawcze gwarantują długi czas użytkowania obu systemów i pozwalają uniknąć ewentualnych kosztownych awarii.

By silnik prawidłowo i niezawodnie działał, jego części muszą do siebie idealnie pasować i współpracować ze sobą precyzyjnie jak mechanizm zegara. W przypadku zegara za precyzję odpowiadają koło balansu i sprężyny, w przypadku silnika 4-suwowego – mechanizm rozrządu, który decyduje o synchronizacji wału korbowego i wałka rozrządu oraz dba, by zawory otwierały się i zamykały we właściwych momentach. Nawet minimalna odchyłka od optymalnej pracy zaworów będzie miała negatywny wpływ na jakość pracy całego silnika.

Z zasady działania silnika 4-suwowego wynika, że wał korbowy wykonuje pół obrotu na każdy suw, zaś wałek rozrządu – napędzany od wału korbowego – obraca się o połowę wolniej. Inaczej mówiąc, podczas jednego pełnego obrotu wałka rozrządu, wał korbowy wykonuje dwa obroty. I właśnie tutaj mechanizm rozrządu musi zagwarantować pełną synchronizację.

Podczas pierwszego suwu, kiedy otwarty jest zawór dolotowy, silnik zasysa powietrze do wnętrza cylindra. Podczas drugiego i trzeciego suwu następuje odpowiednio sprężenie i zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej. W tym czasie oba zawory, wlotowy i wydechowy, są zamknięte przez wałek rozrządu. Następnie, wraz z ruchem tłoka do góry, gazy spalinowe są wypychane, a zatem otwarty zostaje zawór wydechowy.

Sekwencja ta musi powtarzać się w każdych warunkach, niezależnie od prędkości obrotowej silnika, zmieniających się warunków atmosferycznych, temperatury, czy natężenia wibracji. Precyzja działania mechanizmu rozrządu ma przy tym istotny wpływ na jakość pracy silnika i poziom emisji spalin.

Dwie drogi do precyzji

We współczesnych sinikach stosowane są dwa typy mechanizmów rozrządu. W jednym moc z wału korbowego przekazywana jest na wałek rozrządu przy użyciu paska zębatego, w drugim wykorzystywany jest do tego łańcuch rozrządu.

System z łańcuchem rozrządu smarowany jest olejem, znajduje się więc we wnętrzu silnika (pod obudową rozrządu). Ulokowany jest albo od strony osprzętu silnika albo od strony skrzyni biegów.

W napędach pasowych, do przeniesienia mocy z wału korbowego na wałek rozrządu służy pasek zębaty. Poza nielicznymi przypadkami napęd pasowy pracuje „na sucho”, co oznacza, że znajduje się na zewnątrz silnika.

Celem zapewnienia właściwej pracy mechanizmu zaworów, oba systemy napędu rozrządu wymagają elementów kompensujących zmiany długości paska lub łańcucha. Zmiany te wynikają z naturalnego zużycia paska lub łańcucha, ale też działania temperatury (rozszerzalność cieplna materiału). W przypadku mechanizmu łańcuchowego stosowane są mechaniczne oraz hydrauliczne napinacze łańcucha oraz ślizgi prowadzące i napinające. W napędach pasowych używane są napinacze mechaniczne (półautomatyczne i automatyczne), jak również hydrauliczne, natomiast do prowadzenia paska wykorzystywane są rolki prowadzące.

Schaeffler stara się nadążać za zmieniającymi się trendami w dziedzinie mechanizmu rozrządu oraz odpowiadać na oczekiwania producentów pojazdów co do precyzji działania, różnorodności oraz wytrzymałości tego mechanizmu. Dużym wyzwaniem jest „downsizing” silników stosowany przez coraz większą liczbę producentów pojazdów. Prowadzi on m.in. do zwiększenie ciśnienia spalania, co z kolei powoduje istotny wzrost nieregularności obrotów silnika. Nieregularności te przenoszone są na napęd rozrządu i muszą zostać skompensowane. Również coraz większe obciążenie termiczne i mechaniczne, a także coraz mniejsza przestrzeń montażowa stanowią wyzwanie dla dzisiejszych mechanizmów rozrządu.

Wszystko to razem sprawia, że mechanizm rozrządu powinien być niezwykle wytrzymały, pozwalać na maksymalnie długi czas użytkowania oraz charakteryzować się płynną pracą. Dodatkowo mechanizmy powinny być bezobsługowe i łatwe w naprawie.

Wibracje, wysokie temperatury, niewystarczające smarowanie mają negatywny wpływ na pracę łańcucha rozrządu. Wrogiem napędów pasowych są z kolei zanieczyszczenia, wilgoć oraz olej. Do tego w obu przypadkach dochodzi starzenie się materiału, zużycie oraz działanie czynników zewnętrznych. Każdy z tych czynników może wpływać na pogorszenie pracy silnika, a w ekstremalnych sytuacjach prowadzić nawet do zerwania paska lub przeskoczenia łańcucha. Konsekwencją tego najgorszego scenariusza jest zwykle kolizja zaworów z tłokami skutkująca bardzo poważną awarią silnika.

Ponieważ każde odstępstwo od prawidłowej pracy mechanizmu rozrządu powoduje negatywne skutki, umiejętność sprawdzenia i diagnozy tego mechanizmu jest jedną z ważniejszych w profesjonalnym warsztacie naprawczym.

Pasek zębaty – obowiązkowa regularna wymiana

Z punktu widzenia producentów samochodów zaletami napędów pasowych jest płynna praca, minimalne rozciągnięcie materiału przez cały okres użytkowania oraz mały ciężar. Ale paski mają również tę wadę, że zbyt długo eksploatowane potrafią ulec awarii bez jakichkolwiek wcześniejszych sygnałów. Dzięki zaleceniom producentów co do częstotliwości wymiany, warsztat jest jednak w stanie dokładnie zaplanować odpowiedni moment założenia nowego paska. Niezastosowanie się do zalecanej częstotliwości wymiany, grozi nagłym uszkodzeniem paska. Konsekwencją tego jest poważna awaria silnika, łącznie z uszkodzeniem zaworów i tłoków.

Poważne skutki może spowodować również zablokowanie się napinaczy lub rolek prowadzących oraz wyciek oleju lub czynnika chłodzącego. W obu przypadkach zachodzi duże ryzyko ślizgania się paska i uszkodzenia mechanizmu rozrządu. Dlatego pod żadnym pozorem nie należy wymieniać samego paska lub pojedynczych elementów, takich jak napinacze lub rolki prowadzące. Pasek zębaty, napinacz i rolki prowadzące stanowią system, w którym wszystkie elementy powinny być wymienione jednocześnie.

W profesjonalnym warsztacie zawsze wymieniane są wszystkie elementy napędu pasowego. W zależności od modelu samochodu, zaleca się także wymianę pompy wody. Marka INA, należąca do grupy Schaeffler, oferuje na rynku części zamiennych szeroki wachlarz ponad 750 różnych zestawów naprawczych do napędu rozrządu, w tym również zestawy z pompą. Oferta INA pokrywa w 97 procentach potrzeby europejskiego parku samochodów osobowych i w 95 procentach parku samochodów azjatyckich. Przedstawiciele firmy zapewniają, że pracownicy warsztatów mogą mieć pewność, iż wybierając zestawy INA Belt Drive KIT otrzymują produkty o tej samej jakości, co elementy dostarczane na pierwszy montaż do producentów samochodów osobowych. Jednocześnie zestawy naprawcze zawsze zawierają wszystkie niezbędne elementy montażowe, takie jak śruby, nakrętki, trzpienie i uszczelki. Zaoszczędza to czas niezbędny na wyszukanie pojedynczych części.

Łańcuch rozrządu – bezobsługowy, ale nie wieczny

Napęd łańcuchowy może przenosić większą moc niż napęd pasowy. Z systemem łańcuchowym łatwiej też połączyć nastawnik układu zmiennych faz rozrządu, gdyż łańcuch nie boi się oleju, a wręcz musi być smarowany. Napęd taki zajmuje ponadto mniej miejsca.

Napędy łańcuchowe są bezobsługowe i z założenia powinny służyć tak długo jak silnik. Jednakże nawet najbardziej wytrzymałe po pewnym czasie przestają należycie pełnić swą funkcję na skutek naturalnego zużycia i starzenia materiału.

Najczęstszym problemem jest rozciągnięcie się łańcucha w wyniku ścierania materiału. Ponieważ łańcuch pracuje wewnątrz silnika, jego zużycie jest niewidoczne. Potrafi za to być słyszalne w postaci charakterystycznego „grzechotania”. Dźwięk ten stanowi wyraźny sygnał, że dojść może do awarii napędu łańcuchowego.

Tak jak w przypadku napędów pasowych, także i tu nie należy wymieniać pojedynczych elementów napędu, lecz od razu cały komplet. W ten sposób wyklucza się niebezpieczeństwo wystąpienia w krótkim czasie następnych awarii, związanych z zużyciem lub uszkodzeniem kolejnych części.

Zauważyć tu należy, że ignorowanie zalecanych wymian oleju lub stosowanie oleju niskiej jakości – zamiast oleju zalecanego przez producenta pojazdu – prowadzi do szybszego zużycia łańcucha rozrządu. Na czas użytkowania łańcucha wpływa także sposób jazdy. Nadmierne zużycie może być wynikiem regularnej jazdy na zimnym silniku, na krótkich odcinkach, z użyciem pełnej mocy.

Taki sam efekt spowoduje zastosowanie zanieczyszczonego oleju lub niedostateczne smarowanie układu. W obu przypadkach następuje wzrost tarcia, co prowadzi do ścierania metalu i wydłużania się łańcucha. Warsztat może zminimalizować zużycie spowodowane zanieczyszczeniami poprzez wypłukanie silnika przed napełnieniem świeżym olejem.

Gdy tylko pojawią się charakterystyczne odgłosy zużycia („grzechotanie”), należy niezwłocznie wymienić elementy napędu łańcuchowego. I tu również marka INA ma kompleksową ofertę najwyższej jakości. Gama produktów obejmuje łańcuchy rozrządu, koła zębate, hydrauliczne i mechaniczne napinacze, ślizgi napinające i prowadzące. Zestawy naprawcze INA KIT zawierają dodatkowo uszczelki oraz wszystkie elementy montażowe niezbędne do przeprowadzenia profesjonalnej naprawy.

Wszystko z jednego źródła

Podsumowując, Schaeffler wraz z marką INA oferuje kompleksowe zestawy naprawcze, zarówno do napędu rozrządu z paskiem zębatym jak i łańcuchem. Dodatkowo oferta INA obejmuje pojedyncze elementy oraz zestawy naprawcze wysokiej jakości do napędu osprzętu, mechanizmu zaworów oraz systemu chłodzenia. Tym samym Schaeffler jest jedyną firmą na niezależnym rynku motoryzacyjnych części zmiennych oferującą części najwyższej jakości do wszystkich kluczowych systemów silnika.

Na podstawie materiału firmy Schaeffler

POWIĄZANE POSTY

Zostaw Komentarz