Napędy łańcuchowe w silnikach spalinowych od początku były stosowane jako optymalne rozwiązanie pod względem żywotności i dokładności przeniesienia napędu pomiędzy dwoma rotującymi wałkami.

Wśród wymagań stawianych napędom łańcuchowym są: wysoka niezawodność, niskie koszty, redukcja emisji spalin, bezobsługowość, wysoka sprawność, niewielkie rozmiary i ograniczony wpływ na środowisko. W łańcuchy rozrządu wyposażono wiele nowoczesnych silników. Jakie elementy znajdują się w układzie łańcuchowym? Kontynuujemy temat podjęty w poprzednim wydaniu „Nowoczesnego Warsztatu”.

Łańcuch
Łańcuch spełnia rolę cięgna przenoszącego siłę napędową pomiędzy kołami zębatymi. Zazębia się on ściśle w kole zębatym zamontowanym na wale korbowym i przenosi wymaganą siłę do napędu wałków rozrządu, wałków wyrównoważających lub pomp.
Łańcuchy są projektowane i wykonywane w sposób spełniający wymagania nowoczesnych silników o wysokich mocach. Te o podobnej budowie są optycznie trudne do odróżnienia. Wymagane smarowanie łańcucha realizowane jest natryskowo lub poprzez powstałą mgłę olejową. Odległość pomiędzy ogniwami nazywamy podziałką łańcucha (standardowe podziałki: 9,525, 8, 7 i 6,35 mm).
Łańcuchy rolkowe i tulejkowe mają podobną konstrukcję i mogą mieć jeden lub więcej rzędów. Oba rodzaje łańcuchów składają się z ogniw zewnętrznych i wewnętrznych. Ogniwa wewnętrzne łańcuchów tulejkowych posiadają dwie płytki połączone tulejkami. W łańcuchach rolkowych na każdej tulejce znajduje się obrotowa rolka.
Ogniwa zewnętrzne mają dwie płytki połączone trzpieniami. W złożonym łańcuchu trzpienie przechodzą przez tulejki ogniw wewnętrznych. Trzpienie i tulejki tworzą ogniwo łańcucha.
Łańcuchy zębate znacznie różnią się w budowie od łańcuchów tulejkowych i rolkowych. Ten typ łańcucha składa się z kilku płytek z ząbkami skierowanymi do wewnątrz. Płytki zazębiają się z zębami na kołach zębatych.
Trzpienie są z reguły sprasowane z płytkami zewnętrznymi, jednak posiadają luz na płytkach wewnętrznych. W ten sposób zbudowane jest ogniwo łańcucha.

Prowadnica napinająca
Prowadnice napinające zapewniają właściwe napięcie i prowadzenie łańcucha. Są umocowane wahliwie na jednym końcu, a na drugim podparte na napinaczu. Łańcuch przesuwa się po ślizgu prowadnicy wykonanym z nieuzbrojonego tworzywa (PA), zwykle zakończonego burtami. Rzadko stosuje się ślizgi wykonane z elastomerów (guma).
Część nośna prowadnicy wykonana jest z aluminium, stali lub wzmocnionego tworzywa. W niektórych przypadkach cała prowadnica jest wykonana z nieuzbrojonego tworzywa i stanowi ślizg łańcucha. Wygięty kształt prowadnicy zapewnia optymalny ruch łańcucha, nawet przy jego maksymalnym zużyciu.

Prowadnica
Prowadnice kierujące podpierają łańcuch, redukując drgania podczas pracy. Budowę mają podobną do prowadnic napinających, jednak podparte są nieruchomo w co najmniej dwóch punktach.

Napinacz łańcucha
Zadaniem napinaczy jest zachowanie właściwego napięcia łańcucha w różnych warunkach pracy. Ponadto kompensują one stan zużycia łańcucha przez ponowne napięcie układu.
Stosowane są dwa typy napinaczy łańcuchów: hydrauliczne i mechaniczne.
a) Napinacze hydrauliczne – stosuje się w układach łańcucha rozrządu i w napędach wałków wyrównoważających. Optymalnie pracujący napinacz hydrauliczny tłumi siły dynamiczne, powstające w układzie, i redukuje je do minimum. Zmiany położenia wałków, występujące podczas pracy silnika, redukowane są w celu optymalizacji procesu spalania.
    
W skład napinacza hydraulicznego w wersji bazowej wchodzą: tłoczek, korpus, sprężyna powrotna, zaworek (opcjonalnie) i blokada (opcjonalnie).
    
Precyzyjny luz pomiędzy korpusem a tłoczkiem określa stopień tłumienia drgań. W chwili otwarcia zaworka olej przedostaje się do komory roboczej napinacza. W fazie wzrostu napięcia (tłok cofa się) następuje zamknięcie zaworu i przeciek oleju pomiędzy tłoczkiem a korpusem.
    
Hydrauliczny system tłumienia drgań wymaga absolutnego braku powietrza w układzie z uwagi na łatwe jego ściśnięcie, co zakłóciłoby efekt tłumienia. W tym celu, w zależności od miejsca zabudowy, stosuje się różne typy napinaczy, tak aby zapewnić całkowite odpowietrzenie.
    
Napinacze są indywidualnie dobierane do silnika. W związku z tym montaż innych, podobnych lub optycznie identycznych napinaczy nie jest dopuszczalny.
    
Niektóre napinacze wyposażono w system blokujący, zapobiegający cofaniu się tłoczka. Uniemożliwia on przeskok łańcucha i redukuje głośną pracę (stuki) podczas rozruchu.
    
Budowa i zasada działania napinacza hydraulicznego w układzie rozrządu z zaworkiem zwrotnym i systemem blokującym:
- przyrost napięcia na tłoczku – wzrastające ciśnienie w komorze roboczej wyciska olej poprzez szczelinę. Tłoczek cofa się w stanie naprężenia;
- spadek napięcia na tłoczku – sprężyna powrotna wysuwa tłoczek do prowadnicy napinającej łańcucha. Olej przecieka z zasobnika przez zawór do komory roboczej napinacza;
- pozycja robocza tłoczka – pozycja robocza tłoczka wynika z aktualnego stanu zużycia łańcucha, np. dla nowego silnika lub po dłuższej eksploatacji;
- blokada – mechaniczny system blokowania tłoczka przy wyłączaniu silnika zapobiega przeskokom łańcucha i jego głośnej pracy podczas rozruchu.

Budowa i działanie napinaczy hydraulicznych łańcuchów na wałkach rozrządu. Napinacze z funkcją prowadzenia i napinania stosowane są do łańcuchów rozrządu. Smarowanie łańcucha realizowane jest poprzez dyszę umieszczoną w korpusie.
- Przyrost napięcia na tłoczku – wzrastające ciśnienie w komorze roboczej wyciska olej poprzez szczelinę. Tłoczek cofa się w stanie napięcia;
- spadek napięcia na tłoczku – sprężyna powrotna wysuwa tłoczek do prowadnicy napinającej łańcucha. Olej przecieka z zasobnika przez zawór do komory roboczej napinacza;
- dysza olejowa – dysza oleju jest zintegrowana w korpusie napinacza. Olej chłodzi i smaruje łańcuch oraz redukuje jego głośną pracę;
- przestawiacz faz rozrządu – poprzez wbudowanie zaworu magnetycznego z kanałami olejowymi i komorą ciśnieniową zadania napinacza można rozszerzyć o funkcję przestawiacza faz rozrządu.

b) Mechaniczny napinacz łańcucha – napinacze mechaniczne znajdują zastosowanie w napędach pomp cieczy chłodzącej lub oleju, z uwagi na jednorodny charakter pracy, bez gwałtownych drgań dynamicznych.
    
Napinacz pracuje w sposób obrotowy lub wzdłużny. Ślizg jest podparty na sprężynie. W związku z tym nie ma tłumienia drgań.

Koła zębate
Koła zębate połączone łańcuchem przenoszą napęd pomiędzy wałkami (rozrządu, korbowym). Podział zębów jest dostosowany do łańcucha. Montaż kół realizowany jest za pomocą śrub doczołowo lub na stożku. Na kołach wykonuje się nacięcia lub inne znaki w celu ułatwienia ustalenia ich właściwej pozycji do montażu.
Często na kołach naniesione są znaki do właściwego ustawienia faz rozrządu. Mogą one występować w formie wytłoczeń lub punktowego zabarwienia.

Źródło: materiały Schaeffler