Firma LuK opracowała i produkuje między innymi dwumasowe koła zamachowe (tłumią drgania przenoszone z silnika na układ napędowy). Wolne koła alternatora, które redukują drgania w napędzie paska pomocniczego, produkowane są przez należącą do koncernu markę INA. Wysoka jakość tych produktów wynika z wieloletnich doświadczeń w konstruowaniu i produkcji tych elementów oraz z zastosowania odpowiednich materiałów.
Podstawowym zadaniem wolnego koła jest wytłumienie drgań występujących w napędzie paska pomocniczego, w wyniku czego zwiększa się trwałość paska oraz elementów z nim współpracujących.
Zastosowanie tego rozwiązania redukuje też w znacznym stopniu hałasy emitowane przez ten napęd. Bez tego rozwiązania nie może się obejść coraz więcej pojazdów. Głównym powodem takiego stanu rzeczy są:
- przeniesienie biegu jałowego w zakres niższych prędkości obrotowych silnika,
- wzrost masy wirników alternatorów,
- zmniejszanie gabarytów silnika poprzez ograniczenie liczby cylindrów.
Poza odpowiednim wytłumieniem drgań przed wolnymi kołami alternatora stawiamy jeszcze dodatkowe wymagania, takie jak odpowiednia trwałość i zdolność do przenoszenia momentu przy dużych prędkościach obrotowych. Na rynku motoryzacyjnym można spotkać produkty nazywane często tańszymi zamiennikami. Ich stosunkowo niska cena może wydawać się ogromną zaletą. Należy jednak zadać pytanie, czy w prawidłowy sposób realizują postawione przed nimi zadania? Przed udzieleniem odpowiedzi przyjrzyjmy się ich konstrukcji wewnętrznej. W rozwiązaniu oferowanym przez firmę INA występuje pierścień wewnętrzny z łożyskiem igiełkowym i sprężynką oraz dwa promieniowe łożyska pomocnicze (fot. 2). Koszyk blokujący znajduje się na pierścieniu wewnętrznym. W przebadanym przez firmę INA tańszym zamienniku innego producenta występuje sześć rolek dociskanych przez sześć sprężyn spiralnych (fot. 1). Koszyk blokujący znajduje się na pierścieniu zewnętrznym. Na pierwszy rzut oka widać więc znaczne różnice w rozwiązaniach tych dwóch producentów. Jakie ma to znaczenie dla trwałości i funkcjonalności wolnego koła, postaramy się odpowiedzieć, analizując wyniki testów wytrzymałościowych. Przebieg takiego badania przedstawia rysunek (fot. 3). Przebadane produkty INA zachowały pełną funkcjonalność w czasie testu, a w wielu przypadkach testy przerywano po 1000 h, nie rejestrując ich wadliwego działania. Inaczej sprawa wyglądała w przebadanych zamiennikach innej firmy. Z trzech testowanych kół jedno uległo uszkodzeniu po 46 h, drugie po 163 h, a trzecie po 6 h. Przed uszkodzeniem stwierdzono pojawienie się drgań przy 6800 rpm. Pojawiające się w czasie testów drgania oznaczają, że element nie spełnia jednego ze swych podstawowych zadań.
Drugim zaobserwowanym zjawiskiem była utrata zdolności przenoszenia momentu obrotowego (poślizg) przy prędkości rzędu 8500 rpm. Efektem tego jest przerwanie ładowania akumulatora przez alternator. Poślizg ten wynika z zastosowania koszyka blokującego na pierścieniu zewnętrznym. W wyniku tego igiełki łożyska są wypychane na zewnątrz przez siłę odśrodkową. Odpowiednio produkty firmy INA przenoszą moment obrotowy przy prędkościach sięgających 20.000 rpm. Różnica wynika z zastosowanego przez firmę rozwiązania z koszykiem blokującym na pierścieniu wewnętrznym. Jak wspomnieliśmy wcześniej, tańsze zamienniki uległy uszkodzeniu po relatywnie krótkim czasie pracy. W celu stwierdzenia przyczyny zaistniałej sytuacji zostały one rozebrane i poddane szczegółowej analizie. Na jej podstawie stwierdzono następujące fakty:
- smar posiadał czarny kolor i stracił swoje właściwości,
- na wypustkach pierścienia zewnętrznego pojawiły się głębokie wżery,
- wszystkie sześć igiełek koła pasowego uległo uszkodzeniu,
- pierścień wewnętrzny uległ uszkodzeniu (wgniecenia na jego bieżni),
- na pierścieniu wewnętrznym i zewnętrznym wystąpiła korozja,
- uszkodzenia te powstały wskutek wadliwej konstrukcji wewnętrznej.
Zastosowanie jedynie sześciu rolek powoduje powstawanie dużych nacisków jednostkowych na styku rolek i bieżni. W wyniku tego na obu bieżniach powstają głębokie wgniecenia (zdjęcia na fot. 4). Rośnie też temperatura, powodując wytapianie smaru. Rolki zaczynają wtedy pracować na sucho i proces dalszej degradacji zaczyna postępować bardzo szybko. Rezultatem tego jest całkowita utrata funkcjonalności wolnego koła, co wiąże się z utratą zdolności przenoszenia momentu obrotowego na alternator. Zablokowanie koła powoduje najczęściej drgania paska i powstawanie uciążliwego hałasu. Może też mieć inny, zdecydowanie groźniejszy skutek. Jest to powstawanie dużych naprężeń zmęczeniowych w elementach współpracujących w napędzie paskowym. Wyżej wspomniane naprężenia mogą też spowodować uszkodzenie koła pasowego wału korbowego z tłumikiem drgań. Rolę tłumika drgań w kołach pasowych pełni element gumowy, zawulkanizowany między piastą koła a zewnętrznym pierścieniem współpracującym z paskiem. Zbyt duże naprężenia powodują rozerwanie gumy i uszkodzenie koła. Skutkuje to hałaśliwą pracą koła, a w skrajnych przypadkach – całkowitym zanikiem przenoszenia momentu obrotowego przez pasek klinowy. Zarówno napinacz paska, jak i koło pasowe wału korbowego są dość drogimi elementami i ich uszkodzenie może wiązać się z dużymi kosztami, które będzie musiał ponieść użytkownik pojazdu.
Przykładowe sumy mogą wyglądać tak:
- wolne koło pochodzące od renomowanego producenta (np. INA) – 180 zł,
- tańszy zamiennik – 100 zł,
- napinacz paska wieloklinowego – 350 zł,
- koło pasowe wału korbowego – 450 zł.
Widzimy więc, że zaoszczędzenie 80 zł na wolnym kole może skutkować wielokrotnie wyższymi nakładami finansowymi związanymi z wymianą innych elementów. Nie bez znaczenia są też koszty naprawy. Wymiana wolnego koła wiąże się najczęściej z demontażem alternatora, co w wielu pojazdach jest operacją dość czasochłonną. W niektórych samochodach już sama wymiana paska wieloklinowego może oznaczać konieczność pracochłonnego demontażu innych elementów (pasa przedniego, osłon, poduszek zawieszenia silnika itp.).
Uszkodzenie któregoś z elementów współpracujących z paskiem wieloklinowym może spowodować jego postrzępienie lub zrzucenie z kół pasowych. W niektórych pojazdach zrzucony czy postrzępiony pasek może zostać wciągnięty w napęd rozrządu. Jakie to ma skutki dla silnika, nie trzeba chyba opisywać. Jak wspomnieliśmy, produkty INA spełniły wymagania testu wytrzymałościowego ze znacznym zapasem. Wynika to z dopracowanej konstrukcji wewnętrznej, zastosowania odpowiednich uszczelnień i materiałów pozwalających na długotrwałe przenoszenie zmiennych obciążeń.
Większa ilość igiełek oznacza występowanie znacznie mniejszych nacisków jednostkowych, co skutkuje znacznym zwiększeniem trwałości. Odpowiednie uszczelnienia zapobiegają przedostawaniu się do wnętrza wolnego koła wody i zanieczyszczeń stałych oraz wypływaniu na zewnątrz smaru. Bardzo ważną rolę spełnia też osłonka z tworzywa sztucznego, dostarczana w pudełku razem z wolnym kołem. Po jego zamontowaniu na oś alternatora powinna zostać zatrzaśnięta na powierzchni czołowej. Zapewni to dodatkową ochronę przed niekorzystnymi czynnikami zewnętrznymi. Nie jest dopuszczalne ponowne zakładanie osłonki zdemontowanej z zużytego koła. Sam montaż powinien odbywać się zgodnie z zaleceniami producenta. Zdecydowanie nie jest dopuszczalne użycie do jego przykręcenia klucza pneumatycznego. Koło należy dokręcić odpowiednim momentem przy pomocy klucza dynamometrycznego. Nawet najlepszy produkt może ulec szybkiej awarii, jeśli zostanie niefachowo zamontowany. Aby temu przeciwdziałać, firma Schaeffler Automotive Aftermarket oferuje także narzędzia pomagające w montażu oferowanych produktów. Są to m.in. klucze służące do wymiany wolnego koła. W pudełkach z produktami marek LuK, INA i FAG znaleźć można kupony z odpowiednią dla danego produktu ilością punktów, które po zarejestrowaniu się na stronie www.repexpert.com można wymienić również na narzędzia. Kupony z punktami znajdują się także w opakowaniach z wolnymi kołami alternatora, co stanowi dodatkową korzyść dla warsztatu korzystającego z tych produktów.
Jednak podstawowym argumentem powinna być wysoka jakość i ogromne doświadczenie wynikające z wyprodukowania przez firmę INA około 150 mln sztuk wolnych kół alternatora. Wiele z nich trafiło na tzw. pierwszy montaż, co jest świadectwem wysokiej jakości potwierdzonej przez producentów samochodów.
Komentarze (1)