Patrząc na elementy silnika, które odgrywają decydującą rolę, należy zwrócić uwagę przede wszystkim na koła pasowe. Podczas pracy silnika, zapłon jednego cylindra prowadzi do rozpędzenia wału korbowego w bardzo krótkim czasie. W tym samym momencie jest on spowalniany, gdy w następnym cylindrze dochodzi do kompresji mieszaniny powietrza i paliwa potrzebnej do następnego zapłonu.

Ciągłe przyspieszanie i spowalnianie wału korbowego generuje naprężenia skrętne i wibracje, zamieniając wał w oscylator harmoniczny. Podczas, gdy nałożone siły obciążają wał korbowy i połączone z nim elementy, wymagane jest ich stłumienie. Przy zbyt dużym obciążeniu może dojść do uszkodzenia a nawet złamania wału lub towarzyszących mu elementów.

Jednym rozwiązaniem dla minimalizacji drgań w niektórych silnikach może być dodanie masy do zespołu wału korbowego, z drugiej strony to podejście zwiększa masę obrotową wału korbowego i całkowitą masę pojazdu, co nie jest pożądane. Drugi sposób, najbardziej popularny, to koło pasowe wału korbowego przeciwwagą.

Konwencjonalne koło pasowe

Zasadniczo tłumik drgań skrętnych składa się z dwóch elementów: masy bezwładnościowej i elementu rozpraszającego energię. Masa bezwładnościowa składa się z dwóch elementów – zewnętrznego pierścienia, który może mieć rowki dla pasków napędowych oraz wewnętrznej piasty, która łączy się z wałem korbowym w celu przeniesienia napędu na pasek. Pomiędzy tymi dwoma elementami masy bezwładnościowej znajduje się masa elastyczna (guma lub elastomer), która pochłania wibracje i nierównomierności biegu stworzone wewnątrz silnika i zachowuje się jak worek treningowy dla wału korbowego.

Istnieją dwa różne rodzaje elastycznych kół pasowych, które prawidłowo od strony technicznej powinno nazywać się elastycznym tłumikiem drgań skrętnych (TVD).

Jednym z nich jest konwencjonalne, standardowe koło pasowe, pomiędzy dwoma metalowymi elementami jest elementem rozpraszającym energię, który jest mieszanką gumową lub elastomerową. Ten pierścień z gumy zapewnia względny ruch dwóch metalowych części – mas bezwładnościowych, dzięki czemu mogą wychodzić z fazy nawet o 1º do 2º, aby pochłaniać wibracje w wale korbowym.

Innym jest „złożony”, odsprzęglony tłumik drgań skrętnych (TVDC). Składa się z dwóch elementów, wyważarki harmonicznej i izolatora drgań. Wyważarka harmoniczna jest jak standardowy TVD bez rowków na pas i pochłania wibracje w wale korbowym. Drugi element to izolator drgań, który pochłania, izoluje, wibracje powstające w pomocniczym napędzie pasowym.

Gdy element rozpraszający energię wygina się, zmienia ruch w ciepło.

Na pierwszy rzut oka tłumik harmoniczny może wydawać się prosty, ale dostrojenie jednostki do silnika w określonym zakresie obrotów jest bardzo skomplikowaną kwestią.

Odsprzęglone koło pasowe

Najbardziej skomplikowanym i najbardziej wydajnym TVDC jest koło pasowe typu Visco. W części, która jest harmoniczną wyważarką, zamiast gumowego elementu znajduje się bardzo lepki olej silikonowy. Bezwładnościowy pierścień masowy swobodnie unosi się zanurzony w oleju silikonowym wewnątrz komory. Tutaj stosuje się zjawisko tłumienia lepkości.

Pierwsze oznaki uszkodzeń / zapowiedź usterki

• Wibracje silnika

Jeśli odczuwasz dziwne wibracje pochodzące z silnika, a nie pokazuje się żaden błąd, sprawdź koło pasowe I jego zamontowanie

• Niepoprawna praca na biegu jałowym

Koło pasowe zaprojektowano w taki sposób, żeby radziły sobie z szerokim zakresem prędkości. Niektóre z nich, najciężej pracują na biegu jałowym. Jeśli koło uległo uszkodzeniu, praca na biegu jałowym może być nieregularna. Wynika to z nadmiernego ruchu części tłumiącej.

• Nieprawidłowo praca rozrządu

Jeśli połączenie gumowego pierścienia jest osłabione lub pierścień metalowy oddzieli się od pierścienia gumowego, znaczniki rozrządu mogą się przemieszczać. Można to zaobserwować, porównując znaki czasowe na układzie zaworów. Jeśli koło pasowe nie ma wskazania dla pozycji wału korbowego, można je narysować na piaście i pierścieniu zewnętrznym. Niewspółosiowość tych znaków jest łatwa do sprawdzenia znaków za pomocą stroboskopu.

• Zużyte krawędzie paska

Pierścień zewnętrzny może poruszać się osiowo tak bardzo, że rowki nie są już na równi z pozostałymi elementami współpracującymi z kołem pasowym. Rowki koła pasowego mogą mieć nierówne zużycie.

• Uszkodzenie skrzyni biegów

Jeśli koło pasowe nie jest w stanie dłużej absorbować wibracji, destrukcyjne siły zaczną być przekazywane bezpośrednio na skrzynie biegów. Wibracje mogą uszkodzić wałek wchodzący, łożyska, koła zębate i inne. W skrajnych przypadkach może dojść do uszkodzenia kół zębatych w dyferencjale.

• Awaria alternatora lub pompy sterującej

Podczas gdy zwykłe koło pasowe może obracać się względnie tylko o 1° lub 2°, odciąża tym samym w znaczny sposób współpracujące elementy takie jak napinacz paska lub koło na alternatorze. Odsprzęglone koło pasowe jest w stanie obrócić się nawet o 10° względem siebie i zaabsorbować tym samym jeszcze więcej obciążeń, spowodowanych przez osprzęt silnika.

• Poluzowanie połaczenia wpustowego

Jeśli połączenie wpustowe koła pasowego z wałem korbowym wykazuje jakiekolwiek luzy nie oznacza to, że koło uległo uszkodzeniu. Przyczyną może być wypracowany wpust lub wał korbowy

• Wydobywający się pisk

Uszkodzone koło pasowe może piszczeć podczas obrotu, nie dające się zniwelować poprzez poprawienie napięcia paska. Dźwięk taki mogą też wydobywać inne podzespoły działające na tym samym pasku.

• Zbytni ruch napinacza / „klaps” paska

Jeśli elastyczny tłumik drgań przestanie prawidłowo działać, wibracje zostaną przeniesione na napinacz. Może to być postrzegane jako trzepotanie w ramieniu napinacza. Ten sam efekt pojawia się, gdy koło wybiegowe alternatora uległo awarii.

• Kawałek korby oderwał się lub korba pękła

Oto scenariusz: silnik miał katastrofalną awarię wału korbowego, łożyska lub korbowodu. Zainstalowano nowy silnik i zainstalowano stare koło pasowe. Wkrótce nowy silnik również się popsuje. Zawsze sprawdzaj stary tłumik przed ponowną instalacją.

Dlaczego Koła pasowe się psują?

• Problemy z silnikiem

Możliwe jest uszkodzenie amortyzatora przez silnik, który ma problemy z zapłonem, ponieważ siły na korbie uległy zmianie. Problem może być też tworzony na wałku balansującym?

• Ciepło

Elementy elastomerowe tłumika zamieniają wibracje w ciepło. Podczas tego procesu temperatura wewnątrz elastomeru zaczyna rosnąć, a proces wulkanizacji zaczyna się od nowa. Nadmierne wibracje mogą być wynikiem nieudanego wtrysku. Jeśli ciepło nie może zostać rozproszone, guma z czasem ulegnie wulkanizacji. Między innymi po to stosowane są otwory wentylacyjne.

• Wycieki oleju

Naturalnym wrogiem tłumika harmonicznego jest olej i inne płyny. Element tłumiący na kole pasowym wału korbowego jest wykonany z gumy naturalnej(NR) lub EPDM. Przeciekająca uszczelka wału korbowego może pokryć gumowe lub elastomerowe części tłumika i spowodować jego uszkodzenie. Również przedmioty takie jak nieszczelne pokrywy zaworów, pompy wspomagania układu kierowniczego i olej sprężarki układu klimatyzacji mogą powodować pęcznienie, kurczenie się lub pękanie gumy. Płyny mogą również powodować osłabienie wiązania między metalem a gumą.

• Pękanie

Zewnętrzne lub wewnętrzne pierścienie bezwładnościowe mogą pęknąć i spowodować oddzielenie pierścienia od zespołu tłumika. Jest to rzadkie, ale wciąż możliwe w niektórych pojazdach. W takim przypadku wiele otaczających elementów może zostać poważnie uszkodzonych, takich jak chłodnica.

• Pogorszenie się właściwości gumy

Materiały wewnątrz tłumika powoli ulegają degradacji z powodu ozonu, zginania i ciepła. W większości pojazdów tłumik wytrzyma żywotność pojazdu. Guma tłumika nie powinna mieć pęknięć, wybrzuszeń ani obkurczeń.

• Błędy demontażowe

Zawsze używaj prawidłowej procedury i narzędzi, aby wyciągnąć koło pasowe z pojazdu. Aby wymienić pasek rozrządu w większości pojazdów, należy usunąć tłumik. Najważniejszą rzeczą do zapamiętania jest to, aby nigdy nie naciskać na zewnętrzny pierścień lub próbować go ściągnąć przy pomocy młotka.

• Błędy montażowe

Tłumika nigdy nie należy montować przy pomocy młotka. Może to spowodować uszkodzenie elementów wewnętrznych. Zawsze używaj odpowiednich narzędzi, aby zainstalować tłumik. Niewłaściwe narzędzia mogą uszkodzić tłumik i wał korbowy. Najczęstszym błędem montażu jest ponowne użycie śrub, aby docisnąć tłumik do czoła wału korbowego. Istnieje ryzyko, że ponownie użyta śruba nie przeniesie odpowiedniego momentu potrzebnego do osadzenia koła.

• Problemy ze skrzynią biegów

Masa koła zamachowego, płyty elastycznej lub konwertera momentu obrotowego znajduje się po drugiej stronie wału korbowego. Jeśli te części są poza specyfikacją, mogą spowodować nierównowagę w wale korbowym, dla której tłumik może nie być w stanie go skompensować. Zapytaj właściciela, czy ostatnio dokonano jakichkolwiek napraw skrzyni biegów – są szanse, że użyto niewłaściwych części lub zostały one nieprawidłowo zamontowane.

• Zły pas

Zbyt ciasny pas może spowodować nie tylko obciążenie elementów napędu paska pomocniczego, ale także tłumika harmonicznego z powodu dodatkowego napięcia. Dodatkowe napięcie może spowodować nie tylko dodatkowe obciążenie, ale także dostarczyć dodatkową energię cieplną do koła pasowego wału korbowego i może zainicjować podgrzewanie elastomeru do stopienia.

Na podstawie materiałów firmy Corteco / Autor: Jakub Soroka, Corteco