Aby praca układu rozrządu była skuteczna, wszystkie elementy muszą pracować pewnie i niezawodnie. Obecnie najczęściej stosowanymi elementami, mającymi na celu przeniesienie napędu z wału korbowego na układ rozrządu, są paski i koła zębate, a także łańcuchy.

Koła zębate są głośne, ciężkie i kosztowne dla producenta, co przy obecnej tendencji do „odchudzania” pojazdów postrzegane jest jako wada. Ze względu na opory tarcia między kołami, układ taki wymaga smarowania, natomiast jego zaletą jest trwałość.

Łańcuch rozrządu jest pewnym i trwałym rozwiązaniem. Z powodzeniem może wytrzymywać w niektórych silnikach przebiegi rzędu nawet 300–500 tysięcy kilometrów. Dla przeciętnego użytkownika pojazdu oznacza to praktycznie brak kosztów związanych z wymianą elementów układu przez cały okres jego eksploatacji. Z drugiej strony, jest to dla producenta samochodu rozwiązanie droższe niż np. pasek zębaty, który jest tani w produkcji, lekki, cichy w trakcie pracy oraz nie wymaga smarowania. Konstrukcja pasków jest ulepszana w celu wydłużenia okresu ich eksploatacji.

Wiele elementów

Układ rozrządu to nie tylko wał korbowy, wałki rozrządu wraz z kołami zębatymi czy elementy przenoszące napęd. To także wszystkie dodatkowe komponenty współpracujące z układem, takie jak np.:
rolki napinające (napinacze),

• rolki prowadzące,
• pompy wody,
• pompy wtryskowe,
• bieżnie ślizgowe (w układach z napędem łańcuchowym) itp.

Na ilustracji 1 przedstawiony jest typowy układ rozrządu z napędem paskowym.

Pasek zębaty rozrządu

Jest to jeden z najważniejszych elementów w tego typu napędzie. Jego zadaniem jest nie tylko przeniesienie napędu z wału korbowego na wałek/wałki rozrządu, ale także napędzanie innych elementów, takich jak pompa wody czy pompa wtryskowa. Pasek ma pracować cicho, płynnie i bezawaryjnie.
Komponenty z jakich zbudowany jest pasek rozrządu zapewniają odpowiednią żywotność i wytrzymałość.

Grzbiet paska wykonany jest z kauczuku syntetycznego. Materiał ten charakteryzuje się bardzo dobrą elastycznością. Jest też bardzo śliski, dzięki czemu w miejscu styku grzbietu paska z np. rolką prowadzącą czy napinaczem nie powstają duże siły oporu (tarcie). Niestety kauczuk syntetyczny, z którego wykonane są także zęby paska, nie jest odporny na działanie środków chemicznych, szczególnie na bazie węglowodorów (oleje, smary, paliwa, rozpuszczalniki itp.) oraz silikonów. Związki te powodują degradację paska. Następuje jego rozwulkanizowanie (elementy paska rozdzielają się, pasek zaczyna „puchnąć”) z jednoczesnym spadkiem jego wytrzymałości. Dlatego nigdy nie wolno stosować żadnych środków chemicznych, które mają usunąć „piski paska”. Najczęściej kończy się to poważną awarią silnika, a jakakolwiek reklamacja nie zostanie uwzględniona.

We wnętrzu paska znajduje się zatopiony kord z włókna szklanego. Dzięki niemu uzyskuje się dużą odporność paska na rozciąganie (w temperaturze pracy silnika jest to materiał praktycznie nierozciągliwy) oraz jest odporny na działanie ciepła (brak zjawiska rozszerzalności cieplnej). Dzięki temu unika się ryzyka jego przeskoczenia lub zerwania, co mogłoby doprowadzić tym samym do pogorszenia pracy silnika lub jego awarii. Niestety kord z włókna szklanego ma jedną podstawową wadę. Nie jest odporny na zbyt duże zagięcia. Istnieje wtedy ryzyko jego pęknięcia, w ko nsekwencji powodując gwałtowny spadek jego wytrzymałości na rozciąganie. Dlatego nigdy nie wolno wyciągać
pasków rozrządu z fabrycznych opakowań bez potrzeby, aby choćby przez przypadek nie spowodować jego uszkodzenia.

Kolejnym elementem w budowie paska są zęby. Jak wcześniej wspomniano są one wykonane najczęściej z kauczuku syntetycznego, wzbogaconego specjalnymi dodatkami, którymi mogą być np.: filtry UVA i UVB, dodatki przeciwstarzeniowe, poprawiające odporność na temperaturę itp. Zadaniem zębów paska jest przenieść siły napędowe z wału korbowego na wszystkie napędzane elementy układu rozrządu.

Można rozróżnić trzy podstawowe profile (kształty) zębów (ilustracja 3):

1. półokrągły,
2. trapezowy,
3. ewolwentowy.

Na niektórych paskach posiadających trapezowe profile zębów można zauważyć specjalne rowki biegnące przez całą długość części wierzchniej zęba. Służą one do całkowitego usunięcia powietrza z przestrzeni międzyzębowej w czasie pracy silnika przy dużych prędkościach obrotowych. Dzięki temu rozwiązaniu uzyskano dodatkowe wyciszenie pracy paska i układu rozrządu.
Ostatnim elementem paska rozrządu jest specjalna tkanina lub teflon, którym pokrywane są zęby. To rozwiązanie ma wzmocnić dodatkowo konstrukcję zębów (wzmocnić i usztywnić) oraz zmniejszyć tarcie pomiędzy zębem paska a kołem zębatym (teflon). W niektórych przypadkach tkanina przed wulkanizacją jest szyta, albo zakładana na „zakładkę”.

Aby skutecznie i trwale połączyć wszystkie elementy paska, są one wulkanizowane. Dzięki temu zabiegowi uzyskuje się wzrost wytrzymałości np. na temperaturę czy zrywanie.

Większość producentów na grzbiecie paska rozrządu umieszcza także zwulkanizowaną naklejkę, na której najczęściej umieszczone są:

1. nazwa producenta,
2. nr katalogowy,
3. kraj produkcji,
4. ostrzeżenie „Nie zaginać”,
5. data produkcji.

Zgodnie z zaleceniem większości producentów pasków, maksymalny okres przechowywania pasków (w odpowiednich warunkach składowania), nie może być dłuższy niż 5 lat od daty produkcji. Po przekroczeniu tego okresu pasek musi zostać poddany utylizacji.

Rolka napinająca, czyli napinacz

Napinacz utrzymuje właściwe napięcie paska rozrządu, niezależnie od obrotów silnika czy obciążeń. Dodatkowo pełni funkcję tłumiącą drgania paska, dlatego często umieszcza się go jako następny element za wałem korbowym oraz wprowadza pasek na najbliższe koło zębate pod odpowiednim kątem, tak aby odpowiednia ilość zębów przeniosła założony moment obrotowy. Rozróżnia się dwa rodzaje napinaczy, w zależności od sposobu napinania: automatyczne – napinacz automatycznie utrzymuje właściwy naciąg paska, np. za pomocą sprężyny lub siłownika hydraulicznego, gdzie nie wymaga się jego regulacji ani sprawdzenia napięcia paska po wymianie (wyjątkiem jest m.in. silnik Fiata 1.2i (typ 188 A4) gdzie obowiązkowo należy sprawdzić naciąg paska przed pompą wody), oraz nieautomatyczne (manualne), gdzie o sile naciągu paska decyduje najczęściej mechanik, ustawiając odpowiednio napinacz. W przypadku napinaczy nieautomatycznych bardzo często producenci silników czy samochodów wymagają od użytkowników przeprowadzania okresowych przeglądów napędu rozrządu oraz ewentualnych regulacji siły naciągu. Uszkodzenie tego elementu w układzie powoduje problemy z napięciem paska, co skutkować może jego zerwaniem, a w konsekwencji kosztowną naprawą silnika. Na ilustracji 6 przedstawiono pasek, który uległ spaleniu w wyniku zablokowanej rolki napinającej.

Pompa wody

Pompa wody zapewnia stały obieg cieczy chłodzącej w układzie pod odpowiednim ciśnieniem. Brak właściwego obiegu cieczy w krótkim czasie powoduje wzrost temperatury silnika, a w dalszej konsekwencji nawet jego zatarcie. Dlatego nie dziwi fakt, że sprawność pompy i układu chłodzenia jest przysłowiowym „oczkiem w głowie” większości kierowców i mechaników. Bardzo często element ten napędzany jest paskiem rozrządu, czy to za pomocą zębów, czy odpowiednio wzmocnioną częścią grzbietową paska. Awaria pompy może także spowodować uszkodzenia napędu rozrządu, a przede wszystkim paska. Zatarcie/uszkodzenie łożysk pompy, awaria koła pasowego czy wycieki to najczęstsze typy uszkodzeń wpływających na żywotność paska i jego pracę. Spalenie, usztywnienie gumy, zerwanie zębów czy całego paska, to typowe uszkodzenia towarzyszące defektom pompy wodnej.

Więcej w najnowszym wydaniu autoEXPERTa 7-8/2016