– obsługa i naprawa
Podstawą funkcjonowania samochodowego silnika spalinowego jest poprawność dostarczania świeżego ładunku do komory spalania i usuwania produktów spalania. Za poprawne funkcjonowanie tego procesu odpowiedzialny jest układ zaworowy i elementy jego sterowania, czyli tzw. układ rozrządu. Musi on zapewnić dostarczenie do komór spalania jak najwyższej ilości ładunku, a zarazem szybkie i wydajne ich opróżnianie w taki sposób, aby pozostała w nich jak najmniejsza ilość resztek spalin, utrudniających wprowadzenie świeżego ładunku. Odpowiedzialny za to jest system zaworów dolotowych, wylotowych, układ sterujący ich pracą oraz tzw. napęd układu rozrządu. Musi on być zsynchronizowany z cyklem pracy silnika. We współczesnych samochodowych silnikach spalinowych stosowany jest rozrząd realizowany przez zawory grzybkowe. Pomimo faktu jego dość skomplikowanej budowy i zasady działania, jest on na tyle dopracowanym rozwiązaniem konstrukcyjnym, że jego praca jest bardzo sprawna. Zawory grzybkowe otwierane są przez układ krzywki poruszającej dźwigienkę, a zamykane przez sprężynę. Podstawą konstrukcji rozrządu jest lokalizacja zaworów oraz wałka krzywkowego (rozrządu) względem wału korbowego silnika i głowicy. Obecnie w konstrukcjach silników dominuje rozrząd górnozaworowy z zaworami dolotowymi i wylotowymi umieszczonymi naprzeciw siebie. W celu zwiększenia osiągów silnika wprowadzony został rozrząd wielozaworowy, czyli taki, w którym liczba zaworów obsługujących jeden cylinder jest większa niż dwa. Dzięki umieszczeniu dwóch mniejszych zaworów w cylindrze przepływ czynnika wokół nich jest łatwiejszy, a przez to intensywniejszy. Równie ważne jest to, że stosowanie dwóch zaworów do napełniania i dwóch do opróżniania cylindra powoduje możliwość zmniejszenia ich masy i wymiarów, dzięki czemu można je i łatwiej otwierać i zamykać. Poza tym silnik wielozaworowy ma bardziej precyzyjny układ rozrządu. Dodatkową zaletą stosowania większej liczby zaworów w cylindrze jest fakt, iż małe zawory wylotowe znacznie łatwiej ulegają chłodzeniu w trakcie pracy silnika, a w związku z tym istnieje możliwość konstruowania silników benzynowych o większym współczynniku sprężania. We współcześnie produkowanych silnikach najczęściej spotykanym napędem sterującym pracą zaworów jest zastosowanie jednego lub dwóch wałków rozrządu w głowicy każdego rzędu cylindrów współpracujących z zaworami poprzez dźwigienki zaworów. Do przenoszenia ruchu obrotowego z wału korbowego na wałek rozrządu wykorzystywany jest obecnie najczęściej pasek zębaty. Jego zaletą jest przede wszystkim prostota i cicha praca. Trwałość współczesnych pasków zębatych umożliwia uzyskiwanie przebiegów rzędu 100 tysięcy kilometrów.
Obecnie najczęściej stosowanym sposobem przeniesienia napędu z wału korbowego silnika na wałek rozrządu jest zastosowanie paska zębatego.
Jednak pomimo długiej żywotności pasków, należy bezwzględnie kontrolować jego stan techniczny przy okresowej inspekcji silnika. Warto przestrzegać tej zasady, ponieważ zerwanie paska lub uszkodzenie jednej z rolek pośrednich lub napinacza może doprowadzić do uszkodzeń silnika, wiążących się z bardzo kosztowną naprawą. Do wymiany paska rozrządu oferowane są kompletne zestawy, które poza paskiem zębatym zawierają rolki pośrednie i napinacz, ponieważ do prawidłowej obsługi (wymiany) paska konieczna jest również ich wymiana. Do najczęstszych usterek spowodowanych w układzie rozrządu w związku z paskiem dochodzi poprzez: niewłaściwe napięcie paska – z tego powodu następuje 75 proc. wszystkich awarii. Ma to miejsce najczęściej, gdy naciąg jest zbyt duży. Wówczas pasek i rolki prowadzące razem z napinaczem zużywają się zbyt szybko. Jeśli natomiast naciąg paska jest zbyt słaby, to elementy napędzane nie pracują właściwie na skutek złego ustawienia kątowego między nimi lub nie pracują w ogóle, ponieważ zęby paska przeskakują po kole pasowym lub pasek ześlizguje się z rolki prowadzenia; niewłaściwe prowadzenie paska - spowodowane złym wycentrowaniem paska. Powoduje to szybsze zużycie brzegów paska, który trze o podkładki prowadzące, uszkodzone i powyrywane elementy paska mogą wpaść w okolicę koła pasowego i dostać się między zęby paska, co spowoduje jego zerwanie; ciała obce w układzie napędu paska – powodujące wzrost naciągu paska, wynikające z przyklejonych na pasku i rolkach zanieczyszczeń osadzających się na plamach spowodowanych płynami eksploatacyjnymi; zabrudzona lub nierówna powierzchnia montażu – prowadząca do nierównego przylegania elementów napędu paska, a w efekcie zużywania się paska na brzegach; uszkodzenie rolki napinacza i rolki prowadzącej – poprzez zbyt duże napięcie paska rozrządu, które prowadzi do termicznego przeciążenia lub niewłaściwego prowadzenia paska. Przy wymianie paska bardzo istotne jest przestrzeganie ściśle określonych zaleceń producenta, co do przebiegu całej operacji.
Do najczęściej pojawiających się nieprawidłowości w funkcjonowaniu układu rozrządu zaliczyć trzeba:
- zużycie elementów napędu wału rozrządu (najczęściej pasków zębatych),
- utratę szczelności zaworu,
- zatarcie lub nadmierne luzy trzonków zaworów w prowadnicach,
- pęknięcie lub osłabienie (odkształcenie) sprężyn zaworowych.
Są one wynikiem długotrwałej eksploatacji pojazdu i zużycia współpracujących elementów lub nieprawidłowej obsługi i źle wykonywanych napraw. Powodem utraty szczelności zaworów spowodowanej nadpaleniem grzybków i gniazd może być zarówno zbyt słabe wstępne napięcie sprężyn zaworowych lub zbyt mały luz zaworowy. Trzonki i prowadnice ulegają szybszemu zużyciu na skutek niedostatecznego ich smarowania lub stosowania niewłaściwego gatunku oleju. Naprawa zaworów wymaga ich całkowitego demontażu po zdjęciu głowicy z silnika. Nadpalone gniazda zaworowe naprawiane są poprzez frezowanie lub szlifowanie, a następnie dociera się je indywidualnie wraz ze współpracującymi zaworami. Grzybki zaworów, które nadają się jeszcze do naprawy szlifuje się na specjalnych szlifierkach, zapewniających precyzyjne zachowanie kątów szlifowania. Większe nadpalenia, pęknięcia czy skrzywienia zaworów eliminują je z dalszej naprawy i powodują konieczność ich wymiany na nowe. Dźwigienki zaworowe zużywają się najczęściej w miejscach ich osadzenia w osi obrotu. Jeśli jest ona łożyskowana na tulejce, naprawa polega na wymianie tulejki lub rozwierceniu jej na wymiar naprawczy. Natomiast w przypadku bezpośredniego osadzenia na osi, rozwierca się otwór w dźwigience. W przypadku wałków rozrządu najczęściej zużywają się czopy łożyskowe i powierzchnie krzywek. Zdarza się również przy większych awariach silnika, że wał rozrządu ulega skrzywieniu. Wówczas konieczne jest jego prostowanie na prasach hydraulicznych. Naprawa łożysk wałka rozrządu sprowadza się do szlifowania na wymiar naprawczy i wymiany tulejek oraz wymiany tulejek łożyskowych na nowe, przy czym tulejki rozwierca się dopiero po wciśnięciu w miejsce osadzenia (w celu zapewnienia współosiowości). Naprawa wałka rozrządu może obejmować również przeszlifowanie zarysowanych powierzchni krzywek lub w przypadku wystąpienia nadmiernego zużycia na napawaniu twardego stopu oraz napawaniu lub metalizacji natryskowej i szlifowaniu na odpowiedni wymiar czopów łożysk.
mgr Andrzej Kowalewski
Podstawą funkcjonowania samochodowego silnika spalinowego jest poprawność dostarczania świeżego ładunku do komory spalania i usuwania produktów spalania. Za poprawne funkcjonowanie tego procesu odpowiedzialny jest układ zaworowy i elementy jego sterowania, czyli tzw. układ rozrządu. Musi on zapewnić dostarczenie do komór spalania jak najwyższej ilości ładunku, a zarazem szybkie i wydajne ich opróżnianie w taki sposób, aby pozostała w nich jak najmniejsza ilość resztek spalin, utrudniających wprowadzenie świeżego ładunku. Odpowiedzialny za to jest system zaworów dolotowych, wylotowych, układ sterujący ich pracą oraz tzw. napęd układu rozrządu. Musi on być zsynchronizowany z cyklem pracy silnika. We współczesnych samochodowych silnikach spalinowych stosowany jest rozrząd realizowany przez zawory grzybkowe. Pomimo faktu jego dość skomplikowanej budowy i zasady działania, jest on na tyle dopracowanym rozwiązaniem konstrukcyjnym, że jego praca jest bardzo sprawna. Zawory grzybkowe otwierane są przez układ krzywki poruszającej dźwigienkę, a zamykane przez sprężynę. Podstawą konstrukcji rozrządu jest lokalizacja zaworów oraz wałka krzywkowego (rozrządu) względem wału korbowego silnika i głowicy. Obecnie w konstrukcjach silników dominuje rozrząd górnozaworowy z zaworami dolotowymi i wylotowymi umieszczonymi naprzeciw siebie. W celu zwiększenia osiągów silnika wprowadzony został rozrząd wielozaworowy, czyli taki, w którym liczba zaworów obsługujących jeden cylinder jest większa niż dwa. Dzięki umieszczeniu dwóch mniejszych zaworów w cylindrze przepływ czynnika wokół nich jest łatwiejszy, a przez to intensywniejszy. Równie ważne jest to, że stosowanie dwóch zaworów do napełniania i dwóch do opróżniania cylindra powoduje możliwość zmniejszenia ich masy i wymiarów, dzięki czemu można je i łatwiej otwierać i zamykać. Poza tym silnik wielozaworowy ma bardziej precyzyjny układ rozrządu. Dodatkową zaletą stosowania większej liczby zaworów w cylindrze jest fakt, iż małe zawory wylotowe znacznie łatwiej ulegają chłodzeniu w trakcie pracy silnika, a w związku z tym istnieje możliwość konstruowania silników benzynowych o większym współczynniku sprężania. We współcześnie produkowanych silnikach najczęściej spotykanym napędem sterującym pracą zaworów jest zastosowanie jednego lub dwóch wałków rozrządu w głowicy każdego rzędu cylindrów współpracujących z zaworami poprzez dźwigienki zaworów. Do przenoszenia ruchu obrotowego z wału korbowego na wałek rozrządu wykorzystywany jest obecnie najczęściej pasek zębaty. Jego zaletą jest przede wszystkim prostota i cicha praca. Trwałość współczesnych pasków zębatych umożliwia uzyskiwanie przebiegów rzędu 100 tysięcy kilometrów.
Obecnie najczęściej stosowanym sposobem przeniesienia napędu z wału korbowego silnika na wałek rozrządu jest zastosowanie paska zębatego.
Jednak pomimo długiej żywotności pasków, należy bezwzględnie kontrolować jego stan techniczny przy okresowej inspekcji silnika. Warto przestrzegać tej zasady, ponieważ zerwanie paska lub uszkodzenie jednej z rolek pośrednich lub napinacza może doprowadzić do uszkodzeń silnika, wiążących się z bardzo kosztowną naprawą. Do wymiany paska rozrządu oferowane są kompletne zestawy, które poza paskiem zębatym zawierają rolki pośrednie i napinacz, ponieważ do prawidłowej obsługi (wymiany) paska konieczna jest również ich wymiana. Do najczęstszych usterek spowodowanych w układzie rozrządu w związku z paskiem dochodzi poprzez: niewłaściwe napięcie paska – z tego powodu następuje 75 proc. wszystkich awarii. Ma to miejsce najczęściej, gdy naciąg jest zbyt duży. Wówczas pasek i rolki prowadzące razem z napinaczem zużywają się zbyt szybko. Jeśli natomiast naciąg paska jest zbyt słaby, to elementy napędzane nie pracują właściwie na skutek złego ustawienia kątowego między nimi lub nie pracują w ogóle, ponieważ zęby paska przeskakują po kole pasowym lub pasek ześlizguje się z rolki prowadzenia; niewłaściwe prowadzenie paska - spowodowane złym wycentrowaniem paska. Powoduje to szybsze zużycie brzegów paska, który trze o podkładki prowadzące, uszkodzone i powyrywane elementy paska mogą wpaść w okolicę koła pasowego i dostać się między zęby paska, co spowoduje jego zerwanie; ciała obce w układzie napędu paska – powodujące wzrost naciągu paska, wynikające z przyklejonych na pasku i rolkach zanieczyszczeń osadzających się na plamach spowodowanych płynami eksploatacyjnymi; zabrudzona lub nierówna powierzchnia montażu – prowadząca do nierównego przylegania elementów napędu paska, a w efekcie zużywania się paska na brzegach; uszkodzenie rolki napinacza i rolki prowadzącej – poprzez zbyt duże napięcie paska rozrządu, które prowadzi do termicznego przeciążenia lub niewłaściwego prowadzenia paska. Przy wymianie paska bardzo istotne jest przestrzeganie ściśle określonych zaleceń producenta, co do przebiegu całej operacji.
Do najczęściej pojawiających się nieprawidłowości w funkcjonowaniu układu rozrządu zaliczyć trzeba:
- zużycie elementów napędu wału rozrządu (najczęściej pasków zębatych),
- utratę szczelności zaworu,
- zatarcie lub nadmierne luzy trzonków zaworów w prowadnicach,
- pęknięcie lub osłabienie (odkształcenie) sprężyn zaworowych.
Są one wynikiem długotrwałej eksploatacji pojazdu i zużycia współpracujących elementów lub nieprawidłowej obsługi i źle wykonywanych napraw. Powodem utraty szczelności zaworów spowodowanej nadpaleniem grzybków i gniazd może być zarówno zbyt słabe wstępne napięcie sprężyn zaworowych lub zbyt mały luz zaworowy. Trzonki i prowadnice ulegają szybszemu zużyciu na skutek niedostatecznego ich smarowania lub stosowania niewłaściwego gatunku oleju. Naprawa zaworów wymaga ich całkowitego demontażu po zdjęciu głowicy z silnika. Nadpalone gniazda zaworowe naprawiane są poprzez frezowanie lub szlifowanie, a następnie dociera się je indywidualnie wraz ze współpracującymi zaworami. Grzybki zaworów, które nadają się jeszcze do naprawy szlifuje się na specjalnych szlifierkach, zapewniających precyzyjne zachowanie kątów szlifowania. Większe nadpalenia, pęknięcia czy skrzywienia zaworów eliminują je z dalszej naprawy i powodują konieczność ich wymiany na nowe. Dźwigienki zaworowe zużywają się najczęściej w miejscach ich osadzenia w osi obrotu. Jeśli jest ona łożyskowana na tulejce, naprawa polega na wymianie tulejki lub rozwierceniu jej na wymiar naprawczy. Natomiast w przypadku bezpośredniego osadzenia na osi, rozwierca się otwór w dźwigience. W przypadku wałków rozrządu najczęściej zużywają się czopy łożyskowe i powierzchnie krzywek. Zdarza się również przy większych awariach silnika, że wał rozrządu ulega skrzywieniu. Wówczas konieczne jest jego prostowanie na prasach hydraulicznych. Naprawa łożysk wałka rozrządu sprowadza się do szlifowania na wymiar naprawczy i wymiany tulejek oraz wymiany tulejek łożyskowych na nowe, przy czym tulejki rozwierca się dopiero po wciśnięciu w miejsce osadzenia (w celu zapewnienia współosiowości). Naprawa wałka rozrządu może obejmować również przeszlifowanie zarysowanych powierzchni krzywek lub w przypadku wystąpienia nadmiernego zużycia na napawaniu twardego stopu oraz napawaniu lub metalizacji natryskowej i szlifowaniu na odpowiedni wymiar czopów łożysk.
mgr Andrzej Kowalewski
Komentarze (1)