Synchronizacja silnika – jak działa układ rozrządu?

Redakcja, 23 sierpnia 2017, 12:59

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 kiedy 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.

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 minimalna odchyłka od optymalnej pracy zaworów będzie miała 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.

W dzisiejszych sinikach stosowane są dwa typy mechanizmów rozrządu. Jeden z systemów przekazuje moc z wału korbowego na wałek rozrządu przy użyciu paska zębatego. Drugi z systemów wykorzystuje łańcuch rozrządu. System z łańcuchem rozrządu znajduje się we wnętrzu silnika pod obudową rozrządu i dodatkowo smarowany jest olejem znajdować się 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 dla 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 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 prawidłowej pracy może powodować negatywne skutki. Umiejętność sprawdzenia i diagnozy tego mechanizmu jest jedną z ważniejszych w profesjonalnym warsztacie naprawczym.

Wymiana paska zębatego

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 procentach potrzeby europejskiego parku samochodów osobowych i w 95 procentach 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. Zaoszczędza to czas niezbędny na wyszukanie pojedynczych elementów do naprawy napędu rozrządu.

Łańcuch rozrządu

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 kolejnych awarii w krótkim czasie, 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.

Zestaw naprawczy INA KIT z łańcuchem rozrządu od Schaeffler

Należy niezwłocznie wymienić element napędu łańcuchowego, jak tylko pojawią się charakterystyczne odgłosy zużycia, takie jak “grzechotanie”. Marka INA oferuje kompleksową ofertę dla napędu łańcuchowego. 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. Dodatkowo oferta INA obejmuje pojedyncze elementy oraz zestawy naprawcze wysokiej jakości dla napędu osprzętu, mechanizmu zaworów oraz systemu chłodzenia.

Komentarze

Redakcja nie ponosi odpowiedzialności za treść komentarzy, które są wyłącznie prywatną opinią ich autorów. Jeśli uważasz, że któryś z kometarzy jest obraźliwy, zgłoś to pod adres redakcja@motofocus.pl.

Mirek (23 sierpnia 2017, 20:39) ~ Szkoda że wszystkie reklamacje odrzucacie

3 -1 Odpowiedź

xyz1234 (24 sierpnia 2017, 12:23) ~ A nie prawda moją (po 2 odwołaniach) w końcu przyjęli. niestety kosztuje to trochę czasu i nerwów...

0 0 Odpowiedź