Dla zapewnienia płynnej pracy silnika niezbędna jest pełna synchronizacja napędu mechanizmu rozrządu niezależnie od tego, czy w silniku zastosowano pasek zębaty, czy też łańcuch rozrządu.
Podczas gdy wymiana paska zębatego jest ściśle określona i chroni przed jego nadmiernym zużyciem i uszkodzeniem silnika, łańcuch rozrządu z założenia jest bezobsługowy. Niestety zewnętrzne czynniki, takie jak zanieczyszczony olej lub zużycie w wyniku wadliwej pracy elementów współpracujących, mają istotny wpływ na żywotność łańcucha. Dzięki zestawom naprawczym Schaeffler wyraźnie wydłuża się czas użytkowania obu systemów i można uniknąć ewentualnych kosztownych awarii.
Części i elementy silnika muszą idealnie do siebie pasować i współpracować ze sobą precyzyjnie jak mechanizm zegara. W przypadku zegara za precyzję działania odpowiadają koło balansu i sprężyny. W przypadku silnika jest to właśnie mechanizm rozrządu. Mechanizm rozrządu odpowiada za synchronizację wału korbowego i wałka rozrządu oraz dba o to, żeby zawory silnika otwierały się i zamykały we właściwych momentach. Zaledwie minimalne odchylenie od optymalnej pracy zaworów będzie miało negatywny wpływ na jakość pracy całego silnika.
Zasadniczo w silniku 4-suwowym przeniesienie mocy następuje w stosunku 2:1. Oznacza to, że wał korbowy wykonuje pół obrotu na każdy suw, podczas kiedy wałek rozrządu – napędzany przez wał korbowy – obraca się o połowę wolniej. Podczas jednego pełnego obrotu wałka rozrządu wał korbowy wykonuje dwa obroty. I właśnie tutaj mechanizm rozrządu musi gwarantować pełną synchronizację. Podczas pierwszego suwu, kiedy otwarty jest zawór dolotowy, silnik zasysa świeże 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 mieszanka gazów spalinowych jest wypychana zaworem wydechowym wraz z ruchem tłoka do góry. Ta precyzyjna sekwencja musi działać perfekcyjnie w każdych warunkach, niezależnie od prędkości obrotowych, zmieniających się warunków atmosferycznych, temperatury czy natężenia wibracji. Precyzja działania tego układu wpływa znacząco na jakość pracy silnika, przeniesienie mocy oraz poziom emisji spalin.
Fot. Łańcuch rozrządu zapewnia precyzyjną współpracę mechanicznych części silnika.
Dwie drogi ku precyzji
W dzisiejszych silnikach stosowane są dwa typy mechanizmów rozrządu. Jeden z systemów przekazuje moc z wału korbowego na wałek rozrządu przy użyciu paska zębatego, drugi wykorzystuje łańcuch rozrządu. System z łańcuchem rozrządu znajduje się we wnętrzu silnika – pod obudową rozrządu – i dodatkowo smarowany jest olejem. Znajdować się on może od strony osprzętu silnika lub skrzyni biegów – w zależności od tego, czy silnik jest zamontowany wzdłużnie, czy poprzecznie. Metalowy łańcuch zapewnia precyzyjne przeniesienie ruchu obrotowego wału korbowego na wałek rozrządu.
W napędach pasowych do przeniesienia mocy z wału korbowego na wałek rozrządu stosowany jest pasek zębaty. Uogólniając, napęd pasowy pracuje „na sucho”. Oznacza to, że system jest umiejscowiony poza obudową silnika. Dla odpowiedniego zazębienia i uniknięcia poślizgu stosuje się koła zębate na wale korbowym oraz wałku rozrządu.
Dla zapewnienia perfekcyjnej pracy mechanizmu zaworów oba systemy napędu rozrządu wymagają elementów napinających, tak aby dostosować się do zmian rozszerzalności materiałów w wyniku działania temperatury, warunków atmosferycznych czy też starzenia się materiału. W przypadku mechanizmu łańcuchowego stosowane są mechaniczne oraz hydrauliczne napinacze łańcucha oraz ślizgi prowadzące i napinające. W przypadku mechanizmu pasowego stosowane są napinacze mechaniczne, półautomatyczne, automatyczne, jak również hydrauliczne, natomiast do prowadzenia kasaka wykorzystywane są rolki prowadzące. Gwarantują one optymalną i bezpieczną pracę napędu rozrządu w każdych warunkach.
Schaeffler stara się nadążać za zmieniającymi się trendami w dziedzinie mechanizmu rozrządu oraz odpowiadać na oczekiwania producentów pojazdów w zakresie precyzji działania, różnorodności oraz wytrzymałości tego mechanizmu. Kolejnym wyzwaniem jest „downsizing” silników stosowany przez coraz większą liczbę producentów pojazdów. „Downsizing” ma wpływ na zwiększenie ciśnienia spalania, co z kolei powoduje dramatyczny wzrost nieregularności obrotów silnika. Takie nieregularności przenoszone są na napęd rozrządu i muszą zostać skompensowane. Coraz większe obciążenie termiczne i mechaniczne, a także coraz mniejsza przestrzeń montażowa także stanowią wyzwanie dla dzisiejszych mechanizmów rozrządu. Mając na uwadze te wszystkie wymagania, 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 lub niewystarczające smarowanie mają negatywny wpływ na pracę łańcucha rozrządu. To samo dotyczy przedostawania się zanieczyszczeń, wilgoci oraz oleju w przypadku napędów pasowych. Starzenie się materiału, zużycie oraz działanie czynników zewnętrznych mogą wpływać na pogorszenie pracy silnika, a w ekstremalnych przypadkach doprowadzić do zerwania paska lub przeskoczenia łańcucha. W rezultacie w zawory mogą uderzyć tłoki, co może doprowadzić do awarii silnika. Napęd rozrządu jest bardzo czułym mechanizmem i każde odstępstwo od jego prawidłowej pracy może powodować negatywne skutki. Umiejętność sprawdzenia i diagnozy tego mechanizmu jest jedną z ważniejszych w profesjonalnym warsztacie naprawczym.
Wymiana paska zębatego – kluczowa dla zapewnienia bezawaryjnej pracy silnika
Zalety napędów pasowych dla producentów samochodów to płynna praca, minimalne rozciągnięcie materiału przez cały okres użytkowania oraz niska waga. Dzięki zaleceniom producentów co do częstotliwości wymiany warsztat jest w stanie dokładnie zaplanować odpowiedni moment na wymianę. Niezastosowanie się do zalecanej częstotliwości wymiany może prowadzić do uszkodzenia paska. W rezultacie powoduje to poważną awarię silnika, łącznie z uszkodzeniem zaworów i tłoków. Poważne skutki może mieć także zablokowanie napinaczy lub rolek prowadzących, wyciek oleju lub czynnika chłodzącego. W obu przypadkach może dojść do ślizgania się paska i uszkodzenia mechanizmu rozrządu. Pod żadnym pozorem nie zaleca się wymiany 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 z paskiem i pompą wody dla napędu rozrządu. Oferta INA pokrywa w 97% potrzeby europejskiego parku samochodów osobowych i w 95% potrzeby parku azjatyckiego.
Pracownicy warsztatów mogą mieć pewność, że wybierając zestawy INA Belt Drive KIT, otrzymują tę samą jakość produktu, co w przypadku części produkowanych na pierwszy montaż dla producentów samochodów osobowych. Zestawy naprawcze zawsze zawierają wszystkie niezbędne elementy montażowe, takie jak śruby, nakrętki, trzpienie i uszczelki. Pozwala to zaoszczędzić czas niezbędny na wyszukanie pojedynczych elementów do naprawy napędu rozrządu.
Fot. Zestaw naprawczy INA KIT z łańcuchem rozrządu od Schaeffler dla rynku części zamiennych oferuje perfekcyjnie współpracujące ze sobą elementy, które zapobiegają kolejnym awariom w krótkim czasie.
Łańcuch rozrządu – bezobsługowy, ale nie wieczny
Napęd łańcuchowy może przenosić większą moc niż napęd pasowy. Nastawnik faz rozrządu dla układu zmiennych faz rozrządu łatwiej połączyć z systemem łańcuchowym, ponieważ system ten wymaga połączenia z obiegiem oleju silnika. Wybór takiego rozwiązania wymaga mniej miejsca do montażu.
Napędy łańcuchowe są bezobsługowe i z założenia powinny służyć tak długo, jak silnik. Jednakże nawet najbardziej wytrzymałe napędy ulegają zużyciu ze względu na czas użytkowania oraz starzenie materiału. Najczęstszym problemem jest rozciągnięcie łańcucha w wyniku ścierania materiału. Ponieważ łańcuch pracuje wewnątrz obudowy silnika, zużycie jest niewidoczne. Nadmierne zużycie i nieodwracalne uszkodzenie są często słyszalne poprzez „grzechotanie” łańcucha. Jest to wskazówka świadcząca o możliwej awarii napędu łańcuchowego. Można to łatwo sprawdzić, zaglądając do książeczki serwisowej pojazdu. Tak jak w przypadku napędów pasowych, tu także nie należy wymieniać pojedynczych elementów napędu łańcuchowego. Zawsze należy wymienić wszystkie elementy systemu. W ten sposób można wykluczyć niebezpieczeństwo wystąpienia w krótkim czasie kolejnych awarii, które mogą się pojawić, jeśli np. wymieniono tylko jeden z napinaczy łańcucha. Prawdopodobnie nie zauważysz zużycia łańcucha w wyniku pracy niesprawnego napinacza, ale możesz się go spodziewać. A czekająca cię ponowna naprawa jest tylko kwestią czasu.
Dodatkowo, niestosowanie się do zalecanych wymian oleju lub użycie oleju niskiej jakości – zamiast oleju zalecanego przez producenta pojazdu – prowadzi do szybszego zużycia łańcucha rozrządu. Nawet sposób jazdy wpływa na długość użytkowania łańcucha. 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. Powoduje to wzrost tarcia, co prowadzi do ścierania metalu i wydłużania się łańcucha. Warsztat może zminimalizować zużycie w wyniku dostania się zanieczyszczeń poprzez wypłukanie silnika przed napełnieniem systemu olejem. Usuwa to zanieczyszczenia oraz cząsteczki starego oleju z silnika.
Należy niezwłocznie wymienić element napędu łańcuchowego, gdy tylko pojawią się charakterystyczne odgłosy zużycia, takie jak wspomniane już „grzechotanie”. Marka INA oferuje kompleksową ofertę dla napędu łańcuchowego w najwyższej jakości. Portfolio obejmuje: łańcuchy rozrządu, koła zębate, hydrauliczne i mechaniczne napinacze łańcucha oraz ślizgi napinające i prowadzące. Zestawy naprawcze INA KIT zawierają dodatkowo uszczelki oraz wszystkie elementy montażowe niezbędne do przeprowadzenia profesjonalnej naprawy.
Wszystko z jednego źródła
System nie ma znaczenia. Schaeffler wraz z marką INA oferuje kompleksowe zestawy naprawcze dla napędu rozrządu z paskiem zębatym lub łańcuchem. Dodatkowo oferta INA obejmuje pojedyncze elementy oraz zestawy naprawcze wysokiej jakości dla napędu osprzętu, mechanizmu zaworów oraz systemu chłodzenia. Schaeffler to jedyna firma na niezależnym rynku motoryzacyjnych części zmiennych oferująca najwyższej jakości rozwiązania dla wszystkich kluczowych systemów silnika.
