Części i regeneracja

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. Dzięki zestawom naprawczym Schaeffler wyraźnie wydłuża się czas użytkowania obu systemów i można uniknąć ewentualnych kosztownych awarii.

Części i elementy silnika muszą idealnie do siebie pasować i współpracować ze sobą precyzyjnie jak mechanizm zegara. W przypadku zegara za precyzję działania odpowiadają koło balansu i sprężyny. W przypadku silnika jest to właśnie mechanizm rozrządu. 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.

Dwie drogi ku precyzji

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.