W nowoczesnych silnikach mechanizm rozrządu znajduje się w głowicy cylindrów, więc znajdujący się w niej wałek rozrządu (lub wałki rozrządu) napędza łańcuch lub pasek rozrządu. Spory na temat zalet każdej z tych opcji trwają od dawna. Rozważamy argumenty tych, którzy preferują silnik “łańcuchowy”, zalety i wady paska rozrządu, a także specyfikę konserwacji tych napędów rozrządu.
Rodzaje napędów rozrządu silnika
W silniku spalinowym mechanizm rozrządu odpowiada za synchronizację ruchu tłoków w cylindrach z otwieraniem i zamykaniem zaworów dolotowych i wydechowych – tylko w ten sposób możliwe jest prawidłowe taktowanie silnika. Napęd rozrządu obraca wałek rozrządu, który z kolei steruje zaworami.
W przeszłości wałek rozrządu był często umieszczony w bloku cylindrów i połączony z wałem korbowym za pomocą pary kół zębatych. Taki napęd jest tak niezawodny, jak to tylko możliwe, choć ma też pewne wady. Jednak w zdecydowanej większości nowoczesnych samochodów stosuje się rozrząd łańcuchowy lub paskowy. A czasami – ich kombinację. W takim przypadku jeden wałek rozrządu jest napędzany od wału korbowego za pomocą paska, a drugi od niego, ale za pomocą krótkiego łańcucha.
Działają one w ten sam sposób, ale pasek przenosi siłę dzięki kontaktowi “gumowych” zębów, a łańcuch – metalowych ogniw. Każda z opcji ma swoje wady i zalety, a także niuanse działania, o których warto wiedzieć. Jednocześnie nie można jednoznacznie stwierdzić, co jest lepsze, łańcuch czy pasek.
Zalety i wady napędu rozrządu za pomocą paska
Napęd rozrządu za pomocą paska oznacza użycie specjalnego paska zębatego. To właśnie jego zęby na wewnętrznej powierzchni przenoszą moment obrotowy i jednocześnie synchronizują obroty wałka rozrządu i wału korbowego.
Nowoczesne paski rozrządu to dość skomplikowana wielowarstwowa konstrukcja, która posiada starannie przemyślany “wzór” powierzchni roboczej. Zęby mają zazwyczaj profil trapezowy, rzadziej – półokrągły. Podstawą paska jest warstwa wzmacniająca z włókna szklanego, metalu lub nici tekstylnych, które nie pozwalają mu się rozciągać. Z wierzchu pokryte są one gumą, która zapewnia paskowi elastyczność. Zewnętrzna powierzchnia zębów to zwykle kolejna warstwa wzmacniająca impregnowana związkiem grafitu, który zmniejsza zużycie i tarcie.
Pasek rozrządu może dodatkowo napędzać inne elementy silnika – najczęściej pompę. Wymiary i materiał paska, liczba i rozmiar zębów na nim są dokładnie obliczane przez inżynierów dla konkretnego silnika, dlatego części te mają swój numer katalogowy i są dobierane do konkretnego modelu samochodu.
Aby napęd działał prawidłowo, pasek musi być odpowiednio napięty. Nadmierne napięcie jest tak samo szkodliwe, jak niewystarczające. Za utrzymanie optymalnego napięcia odpowiada specjalna rolka, która styka się z zewnętrzną powierzchnią paska. Jest ona uzupełniana przez mechaniczne i automatyczne urządzenia napinające, a oprócz niej w rozrząd paska może być zaangażowana rolka obejściowa. Zazwyczaj jest ona instalowana na możliwie prostym odcinku paska, aby tłumić jego drgania i jednocześnie utrzymywać go na napinaczu.
Główną zaletą paska rozrządu można nazwać względny budżetowy charakter takiego rozwiązania, ponieważ nowy pasek i praca nad jego wymianą są zbyt drogie. Należy jednak zdawać sobie sprawę, że zazwyczaj w rozrządzie wymieniany jest nie tylko pasek – wraz z nim instalowane są nowe rolki i napinacz. Czasami, jeśli jest to zalecane w instrukcji obsługi, może być konieczna wymiana innych elementów, z którymi współpracuje pasek rozrządu.
Jeśli chodzi o zasób, jest on obliczany przez producenta i zwykle waha się od 40 do 150 tysięcy kilometrów przebiegu. W najnowszych modelach silników przebieg przed wymianą może być jeszcze wyższy. Wybierając nowy pasek rozrządu należy zwrócić uwagę na jego okres przydatności, który wynosi średnio pięć lat od daty wydania – informację tę należy odczytać z opakowania przed zakupem.
Konstrukcyjnie napęd paska rozrządu znajduje się poza silnikiem – zatem jego jedyną ochroną przed kurzem drogowym, opadami atmosferycznymi, wahaniami temperatury jest w najlepszym wypadku ozdobna plastikowa osłona silnika. Znacznie groźniejsze dla paska są jednak zanieczyszczenia “wewnętrzne” – przede wszystkim olej wyciekający przez zużyte uszczelki olejowe. Wszystko to nie wydłuża żywotności paska, ale pewną rekompensatą jest możliwość jego wizualnej kontroli.
Jest to konieczne, gdyż konsekwencje zerwania paska rozrządu mogą być katastrofalne. Zerwany pasek powoduje niemal natychmiastowe zatrzymanie wałka rozrządu, przez co niektóre zawory dolotowe lub wydechowe pozostają w pozycji otwartej, podczas gdy tłoki wciąż poruszają się w ich kierunku. Taki kontakt może spowodować uszkodzenie lub pęknięcie zaworów, a w najgorszym przypadku ucierpią tłoki i cylindry. Naprawa będzie kosztować imponującą sumę, a ponieważ pasek często nie ostrzega o bliskości zerwania, ważne jest, aby regularnie serwisować mechanizm rozrządu i nie oszczędzać na częściach zamiennych.
Zalety paska rozrządu:
- niski koszt paska i prac związanych z jego wymianą;
- możliwość kontroli wizualnej w procesie działania;
- cicha praca.
Wady paska rozrządu:
- nie są wysokie w stosunku do zasobów łańcucha;
- podlega zwiększonemu zużyciu z powodu czynników zewnętrznych;
- poważna awaria silnika w przypadku zerwania paska.
Zalety i wady rozrządu łańcuchowego
Ten wariant napędu rozrządu silnika jest zasadniczo taki sam jak pasek, ale wał korbowy i wałek rozrządu są połączone stalowym łańcuchem. W nowoczesnych jednostkach napędowych stosowane są głównie łańcuchy płytkowo-rolkowe, najczęściej jednorzędowe, choć zdarzają się również łańcuchy dwurzędowe. Istnieją również łańcuchy płytkowe.
Łańcuchy rozrządu są również dobierane przez inżynierów do konkretnego silnika i mają swój własny numer katalogowy, na który należy zwrócić uwagę podczas konserwacji i naprawy. Łańcuch w silniku znajduje się wewnątrz i pracuje w kąpieli olejowej. Podobnie jak pasek, konstrukcja ta posiada napinacze, a także zapewnia wyciszenie, odpowiedzialne za tłumienie drgań powstających w procesie pracy. W paskowym napędzie rozrządu rolę tę pełni rolka obejściowa.
W kwestii tego, co jest bardziej niezawodne, łańcuch czy pasek rozrządu, przewagę ma zazwyczaj łańcuch. Często producenci samochodów nawet nie określają osobno jego zasobów, sugerując, że napęd łańcuchowy jest zaprojektowany na cały okres eksploatacji samochodu. Praktyka pokazuje jednak, że w wielu silnikach łańcuch (jednorzędowy) musi być wymieniany przy średnim przebiegu 150 000 kilometrów. Łańcuchy dwurzędowe mają większe zasoby, ale dziś są rzadkością ze względu na zwiększoną odporność na obracanie.
Oczywiście naprawa będzie kosztować więcej niż w przypadku paska, ale jest to cena za zwiększone zasoby i niezawodność. Wynika to nie tylko z faktu, że łańcuch rozrządu jest odizolowany od wszelkich czynników zewnętrznych – jeśli nie oszczędzasz na oleju silnikowym i regularnie go wymieniasz, nie powinno być żadnych problemów. Co więcej, napęd “powiadomi” nas o zużyciu łańcucha hałasem podczas pracy silnika, niestabilnymi obrotami, a prawdopodobnie nawet lampkami kontrolnymi na desce rozdzielczej – łańcuch jest bowiem najpierw wyciągnięty, a przez to fazy rozrządu są przesunięte.
Jednak nawet przeskoczone ogniwa rozciągniętego łańcucha rozrządu nie unieruchomią samochodu, a jedynie dadzą sygnał, którego nie należy ignorować – konieczne jest zatrzymanie silnika i odholowanie auta do serwisu. Jeśli jednak uda się doprowadzić sprawę do zerwania łańcucha – jest to niezwykle rzadkie, ale się zdarza – silnik raczej nie przeżyje. Po pierwsze, zawory spotkają się z tłokami w ten sam sposób. Po drugie, metalowy łańcuch spowoduje uszkodzenie elementów wewnętrznych układu napędowego. Naprawa silnika będzie kosztować więcej niż usunięcie problemów po zerwaniu paska rozrządu.
Zalety łańcucha rozrządu:
- długa żywotność łańcucha;
- wysoka niezawodność napędu;
- ochrona przed zwiększonym zużyciem spowodowanym czynnikami zewnętrznymi.
Wady łańcucha rozrządu:
- stopniowe rozciąganie łańcucha, pogarszające charakterystykę silnika;
- wysoki koszt łańcucha i pracy nad jego wymianą;
- brak kontroli wizualnej podczas pracy;
- poważna awaria silnika w przypadku zerwania łańcucha;
- głośniejsza praca.
Cechy serwisowe paska i łańcucha rozrządu
Jeśli Twój samochód jest wyposażony w silnik napędzany paskiem, powinieneś okresowo zaglądać pod maskę i sprawdzać pasek rozrządu pod kątem pęknięć, zarysowań, rozwarstwienia gwintów, zużytych lub ściętych zębów, obecności wycieków płynów technicznych. Ważne jest również sprawdzenie stopnia naprężenia – zwiotczenie jest niedopuszczalne. W przypadku wystąpienia przynajmniej jednego z opisanych powyżej objawów, lepiej profilaktycznie udać się do serwisu w celu sprawdzenia i ewentualnej wymiany paska.
Jest to mało prawdopodobne w przypadku silnika z łańcuchem, ponieważ nie wszystkie samochody mają konstruktywną możliwość oceny stanu łańcucha bez demontażu silnika. Jeśli w rozrządzie znajdują się wzierniki, będą one wymagały podnośnika, demontażu koła i ewentualnie części mocowania silnika. Dlatego lepiej skupić się na objawach pośrednich – hałasie, pływających obrotach, palących się kontrolkach – i regularnie serwisować samochód.
Co jest lepsze: łańcuch czy pasek rozrządu
Obecnie paski i łańcuchy można znaleźć w samochodach tej samej marki, produkowanych lub produkowanych w tym samym czasie. To pokazuje, że nie ma jednoznacznej odpowiedzi na pytanie, co jest lepsze – łańcuch czy pasek rozrządu.
Co więcej, nie jest możliwe wykazanie zależności pomiędzy rodzajem napędu a innymi cechami konstrukcyjnymi silników. Uważa się, że diesel ma większe obciążenia na rozrząd, ale wśród silników na “ciężkie paliwo” jest wiele mechanizmów pasowych, ale są też łańcuchowe. Być może jedyną rzeczą, w której przeważają łańcuchy, są wielocylindrowe silniki w kształcie litery V. Oczywiście ze względu na specyfikę układu, co utrudnia użycie paska. Ale tam zamiast niego z reguły stosuje się kilka łańcuchów jednocześnie, ograniczając w ten sposób długość i obciążenie każdego z nich.
Ogólnie rzecz biorąc, zalety i wady paska i łańcucha w napędzie rozrządu są generalnie niwelowane przez niuanse konkretnego silnika. Jeśli wybierasz między dwoma silnikami, najlepiej jest wcześniej sprawdzić niezawodność konkretnego układu napędowego, na przykład za pomocą naszych “Indeksów niezawodności”. A łańcuch lub pasek w napędzie rozrządu nie jest tak ważny.
Sumy
- Paskowy napęd rozrządu jest tańszy w utrzymaniu, ale jest bardziej podatny na zużycie i ryzyko nagłego zerwania w przypadku nieregularnej konserwacji.
- Rozrząd napędzany łańcuchem jest bardziej niezawodny przy dużych obciążeniach i nieregularnej konserwacji, ale jest droższy w utrzymaniu i prowadzi do poważniejszych problemów w przypadku zerwania.
- Nie jest konieczne wybieranie silnika na podstawie typu napędu rozrządu. Liczy się raczej niezawodność całej jednostki.
0 Comments