Mechanizm rozrządu: jak jest zorganizowany, jak działa i jak zrozumieć, że konieczna jest wymiana paska rozrządu

Pasek rozrządu to część silnika, która wydaje się nie wymagać szczególnej uwagi podczas eksploatacji nowoczesnego samochodu i nie wymaga konserwacji przez lata. Jeśli jednak zupełnie zapomnimy o przepisach serwisowych, mogą pojawić się kłopoty. Co prawdopodobnie skończy się remontem kapitalnym lub nawet wymianą silnika. Dlatego znajomość urządzenia, cech i typowych problemów tego mechanizmu jest przydatna dla każdego właściciela samochodu. Opowiemy o tym w prosty i przejrzysty sposób.

Co to jest rozrząd

Rozrząd to mechanizm dystrybucji gazu. Najważniejszy element każdego silnika spalinowego. Bez niego silnik w zasadzie nie będzie w stanie funkcjonować. W końcu to właśnie mechanizm rozrządu steruje zaworami ssącymi i wydechowymi, przez które powietrze lub mieszanka robocza dostaje się do cylindrów, a spaliny odprowadzane są do kolektora wydechowego. A ponieważ kluczowe procesy muszą zachodzić w ściśle określonych momentach, rozrząd wymaga szczególnej precyzji – niedokładności są niedopuszczalne. I oczywiście niezawodność jego części odgrywa ogromną rolę.

Jak działa łańcuch rozrządu i z czego się składa

Przez ponad sto lat historii samochodów inżynierom udało się wypróbować kilka systemów dystrybucji gazu. Większość z nich stała się egzotyczna. Dziś na przykład nie spotyka się masowych modeli z rozrządem suwakowym. A silniki dwusuwowe, w których rolę zaworów pełni sam tłok, pozostały tylko w motocyklach i sprzęcie specjalnym. A obiecujące warianty ze sterowaniem elektromagnetycznym, wręcz przeciwnie, nie opuściły jeszcze etapu eksperymentów.

Przyjrzyjmy się zatem najpopularniejszej konstrukcji – z zaworami tarczowymi. Z dużym prawdopodobieństwem jest to ten, który znajdzie się w silniku spalinowym Twojego samochodu. Jeśli opiszemy rozrząd w możliwie najbardziej uproszczony sposób, będzie to wyglądać następująco:

1. Każdy cylinder silnika ma co najmniej dwa zawory – dolotowy i wydechowy. Gdy otwiera się pierwszy z nich, do cylindra dostaje się powietrze lub mieszanka powietrza i paliwa. Drugi otwiera się, aby wypuścić produkty spalania. Zawory to pręty, które rozszerzają się na jednym końcu, tworząc “płytkę”, która blokuje dostęp do cylindra.
2. Na drugi koniec zaworu działa wał z mimośrodowymi zgrubieniami (krzywkami) – nazywa się to wałkiem rozrządu. Gdy wał się obraca, jego krzywki wymuszają otwarcie zaworów, popychając je bezpośrednio lub przez dodatkowe dźwignie (wahacze). Zawór zamyka się pod działaniem potężnej sprężyny, gdy działająca na niego krzywka znajduje się po drugiej stronie wału.
3. Zawory dolnozaworowe już dawno przeszły do kategorii archiwalnych rarytasów. Obecnie zawory znajdują się nad cylindrami, w głowicy cylindrów. Są one sterowane przez jeden (SOHC – Single Overhead Camshaft) lub dwa (DOHC – Double Overhead Camshaft) wałki rozrządu, z których każdy steruje inną grupą zaworów.
4. Ponieważ mechanizm rozrządu musi działać precyzyjnie zgodnie z cyklami pracy silnika, jest on połączony z wałem korbowym. Napęd mechanizmu rozrządu jest realizowany na różne sposoby: za pomocą koła zębatego, łańcucha lub mniej hałaśliwego paska rozrządu. Niezależnie od konstrukcji, zasada jest taka sama: wałek rozrządu musi obracać się ściśle dwa razy wolniej niż wał korbowy.
5. Ciche, precyzyjne i niezawodne rozrządy napędzane łańcuchem lub paskiem pomagają funkcjonować uspokajaczom, szczękom i napinaczom, zwykle automatycznie eliminując ugięcie elastycznego ogniwa, powstające w miarę nagrzewania się i zużywania części.
6. Sekwencja i czas otwarcia zaworów nazywane są fazami rozrządu. W wielu nowoczesnych silnikach parametry te zmieniają się na bieżąco, w zależności od prędkości, obrotów, obciążenia i innych czynników. Złożony proces jest zarządzany przez oddzielny układ rozrządu, który jest w stanie nieznacznie przesunąć wałki rozrządu względem napędu (i oczywiście wału korbowego) lub zmienić profil krzywki za pomocą dodatkowych mechanizmów.

Jak zorientować się, że konieczna jest wymiana paska rozrządu

Napęd z paskiem rozrządu zyskał popularność dzięki cichej pracy, konstrukcyjnej prostocie i stosunkowo niskim kosztom. System ten ma jednak istotną wadę – ograniczoną żywotność, przede wszystkim samego paska.

Aby nie przegapić momentu jego awarii, należy przede wszystkim zapoznać się z przepisami dotyczącymi konserwacji konkretnego modelu. Z reguły producenci samochodów zalecają wymianę tak zwanego zestawu rozrządu (paska, a także napinacza, a czasem rolek prowadzących) przy przebiegu od 60 do 120 tysięcy kilometrów lub po 5-10 latach, ponieważ materiał gumowo-tkaninowy paska rozrządu z czasem starzeje się i traci swoje właściwości. Wielu mechaników zaleca jednoczesną wymianę pompy wodnej układu chłodzenia, jeśli jest ona napędzana tym samym paskiem.

Istnieje opinia, że biorąc pod uwagę krytyczne znaczenie paska rozrządu, należy go wymienić z wyprzedzeniem – 10-15 tysięcy kilometrów przed oficjalnym terminem, podczas następnego zaplanowanego przeglądu. Dotyczy to zwłaszcza samochodów poddawanych zwiększonym obciążeniom: gwałtownym przyspieszeniom, jeździe po bezdrożach lub dziurawych drogach, eksploatacji w bardzo niskich temperaturach lub, przeciwnie, w nienormalnym upale, gdy napęd mechanizmu rozrządu jest poddawany nadmiernym naprężeniom.

Osobny scenariusz: zakup używanego samochodu, którego historii serwisowej nie można dokładnie ustalić. W takim przypadku specjaliści zalecają sprawdzenie i, w razie potrzeby, wymianę paska rozrządu przy pierwszej nadarzającej się okazji.

Jeśli posiadasz podstawowe umiejętności ślusarskie i pewne doświadczenie, możesz przeprowadzić diagnozę samodzielnie. Często w obudowie napędu rozrządu znajdują się okienka serwisowe do kontroli paska. Pęknięcia, rozdarcia, zadrapania i inne wizualnie zauważalne uszkodzenia są dobrym powodem do zachowania ostrożności. Pasek rozrządu powinien być napięty, a rolka (lub rolki, jeśli jest ich kilka) powinna obracać się cicho i bez luzów.

Co się stanie, jeśli nie wymienisz paska rozrządu

Najprawdopodobniej pewnego dnia pasek się zerwie. Przynajmniej w tym momencie silnik zgaśnie i nie uruchomi się. Ale jest jeszcze gorzej – nowoczesne silniki są zbudowane tak ciasno, że gdy pasek rozrządu pęka, zatrzymane zawory zwykle spotykają się z poruszającymi się tłokami. Zniszczenia przy takim uderzeniu grożą śmiercią: zapewniona jest skomplikowana i kosztowna naprawa z otwarciem jednostki, a czasami demontaż nie pomaga – konieczna jest wymiana całego silnika spalinowego.

Innymi słowy, pasek rozrządu nie jest częścią zamienną, na której warto oszczędzać. No i oczywiście konieczne jest pilnowanie przebiegu, aby nie przegapić zaplanowanego okresu konserwacji układu rozrządu.

Co jest bardziej niezawodne – pasek czy łańcuch rozrządu

Teoretycznie rozrząd łańcuchowy nie wymaga uwagi przez cały okres eksploatacji samochodu. Jednak w praktyce zdarzają się przypadki, gdy taki układ wymaga naprawy przy przebiegach porównywalnych z żywotnością paska rozrządu. Wszystko zależy od konstrukcji konkretnego silnika i trybu pracy. Średnio łańcuch może wytrzymać do 150-200 tysięcy kilometrów.

Uważa się, że w przeciwieństwie do paska, łańcuch nie zrywa się nagle, a zatem jest bezpieczniejszy dla silnika. Przed ostateczną awarią, łańcuch rozrządu zwykle informuje o usterce poprzez zwiększony hałas. Często nadmierne rozciągnięcie łańcucha jest wykrywane przez elektronikę i zapala kontrolkę Check Engine na desce rozdzielczej.

Jednak rozciągnięty łańcuch jest również niebezpieczny. Nawiasem mówiąc, pasek, choć gumowy, prawie nie podlega temu zjawisku. Osłabiony łańcuch przy gwałtownym przyspieszaniu lub uruchamianiu zimnego silnika może przeskoczyć jeden lub więcej zębów na kołach zębatych, nieodwracalnie zakłócając fazy rozrządu. Nie można również wykluczyć katastrofalnego spotkania zaworów z tłokami w takim przypadku. Dlatego konieczne jest regularne sprawdzanie stanu mechanizmu łańcucha rozrządu, choć rzadziej niż w samochodach z paskiem rozrządu.

Co jeszcze może się zepsuć w mechanizmie rozrządu

Zerwanie paska lub nadmierne rozciągnięcie łańcucha rozrządu to krytyczne usterki, które mogą prowadzić do nieodwracalnych konsekwencji. Jednak w samochodach mocno wyeksploatowanych lub po prostu źle utrzymanych mogą wystąpić i inne usterki w pracy mechanizmu rozrządu, które nie prowadzą do zatrzymania silnika, ale znacznie psują życie kierowcy.

Na przykład zużyte uszczelki zaworów (zwane również pokrywami olejowymi) powodują wyciek smaru do cylindrów. Z tego powodu silnik zaczyna dymić i pokrywać się sadzą od wewnątrz. Nagromadzenie osadów na zaworach, wynikające z niskiej jakości paliwa, w zaniedbanych przypadkach prowadzi do ich “zawieszenia”, gdy sprężyna nie może już przywrócić zaworu do pozycji zamkniętej.

Czasami zawodzą napinacze łańcucha lub gwiżdżą łożyska rolek paska. Czasami dochodzi do awarii elektroniki lub mechanizmów rozrządu, co może nawet spowodować przejście systemu w tryb awaryjny.

Konsekwencją takich usterek jest nierówna praca silnika, który uruchamia się z trudem lub przegrzewa, traci moc i przyczepność, wzrasta zużycie paliwa. O komforcie jazdy w takich przypadkach nie ma co mówić.

Wnioski końcowe

• Mechanizm dystrybucji gazu jest najważniejszym systemem silnika, bez którego nie może on działać.
• GDM składa się z wielu części. Systemy różnią się liczbą wałków rozrządu, zaworów, obecnością lub brakiem elektroniki. Ale w działaniu kluczowe znaczenie ma napęd mechanizmu.
• Rozrząd łańcuchowy jest bardziej skomplikowany i hałaśliwy, ale zwykle służy dwa do trzech razy dłużej niż napęd pasowy.
• Zerwany pasek rozrządu lub nadmiernie rozciągnięty łańcuch może prowadzić do spotkania zaworów z tłokami, a w rezultacie do kosztownych napraw silnika. Lub wymiany silnika.
• Zasadna jest profilaktyczna wymiana paska rozrządu zgodnie z zaleceniami producenta.
• Inne usterki rozrządu prowadzą do nierównej pracy silnika, przegrzania, utraty mocy i zwiększonego zużycia paliwa.