zupcast remen

[nismo]

ZUPČASTI REMEN

U povijesti automobilskih motora bilo je malo rješenja koja su izazvala toliko kontroverznih mišljenja, pohvala i kritika, koliko zupčasti remen. Mnogi se još uvijek zaklinju u njegova uvjerljiva svojstva, posebice tih rad i jednostavno održavanje, no brojni ga kupci ne žele u svom automobilu. Glavna mu je mana pouzdanost. Iako vrlo rijetko puca ili preskače, pati od avionskog sindroma - ako nešto krene po zlu, nastaje katastrofa. Sudare se klipovi i ventili, unište ležaji, klipnjače (iskrive ili puknu), ponekad i bregasto vratilo. Ukratko, nastaje teška havarija. Zbog toga je kod većine motora rok izmjene remena ograničen na 60 do 90 tisuća kilometara. To nije ugodno vlasnicima takvih motora, jer izmjena, u sklopu s natezačem remena, su od dvije do tri tisuće kuna (ovisno o modelu).

Volkswagen (dakle i Audi) uvodi novu koncepciju razvodnog mehanizma s ovalnom pogonskom zupčastom remenicom, koja najavljuje velika, gotovo revolucionarna povećanja njegove pouzdanosti i trajnosti. Kao i kod svih najvećih izuma u automobilskoj tehnici sve je genijalno jednostavno...

Prvi zupčasti remen ugrađen je 1962., u kupe 51004 tvrtke Glas, koju je ubrzo progutao BMW. Razvodni mehanizam bio je jednostavan, a zupčasti remen bez napinjača. Masovno korištenje počinje krajem šezdesetih u Fiatima 125 i 128, a pravi bum nastaje 1974., pojavom prvog Golfa. Početna euforija, koja je punim intenzitetom buknula osamdesetih, već krajem tog desetljeća počinje se gušiti.

Iako pucanje remena nije bilo često, svaki pojedinačni slučaj nagrizao je ugled tvrtki koje su ga koristile. Zbog toga se Mercedes-Benz i Rolls-Royce nikada nisu priklonili toj tehnologiji. BMW se nakon epizode sa zupčastim remenom, u drugoj seriji 3 (E30 - kockici) hitro vratio bučnijem i skupljem, ali znatno pouzdanijem lancu. Japanski Nissan uporno ostaje vijeran lancu (iako bi se to moglo izmijeniti u braku s Renaultom), a Mazda sve nove motore oprema lancem (primjer Mazda3).

Zupčasti remen izrađuje se od kompozita polimera (kloroprenskog kaučuka - neoprena) i ojačavajućeg sredstva - armature (mreža od staklenih vlakana). Dobra mehanička svojstva, dinamičku otpornost i otpornost na trošenje zadržava u širokom temperaturnom području od -50 do +260 Celzijevih stupnjeva. Malo je osjetljiv na utjecaj kisika i ozona (sporo stari) te u radu može izdržati najmanje pet godina. Kako napreduje tehnologija motora, napreduje i tehnologija zupčastih remena. No većina proizvođača pozorno čuva recepturu materijala i izrade.

Zupčasti remen praktički nije potrebno održavati, u radu je gotovo bešuman te stvara manje otpore i mehaničke gubitke od lanca, koji zbog lučnog koraka i pulsiranja prijenosnog polumjera lančanika ima neravnomjernu obodnu brzinu (poligonski ; efekt), zupčasti remen radi potpuno ujednačeno. Mekši prijenos snage (potrebne za pokretanje bregastih vratila), ublažava dinamičko opterećenje razvodnog mehanizma. Uz problem s pouzdanošću, koji temeljito rješava nova koncepcija s ovalnom remenicom, povećanje dužine motora (remen je znatno širi od lanca) najveći je problem te koncepcije. To je posebice problem kod 5 i 6-cilindarskih rednih motora, predviđenih za poprečnu ugradnju.

Zupčasti remen u pravilu pokreće dva bregasta vratila. Kako je, zbog poboljšanja punjenja i pražnjenja cilindara, uspon na brijegovima bregastih vratila sve veći te su kruće opruge ventila, raste opterećenje zupčastog remena. Veliko dinamičko (pulsirajuće) opterećenje remena donekle ublažavaju poluklackalice s valjčićima, no problemi se povećavaju kod suvremenih motora s četiri ventila po cilindru. Kako se u dva okreta koljenastog vratila obave radni ciklusi svih cilindara, kod četverocilindarskih motora na svakih pola okreta koljenastog vratila, nastaje velik skok opterećenja. Na nedavnoj prezentaciji Audija A3 Sportback u Monte Carlu održan je pravi tečaj visoke tehnologije, u kojemje detaljno objašnjena tajna nevjerojatne pouzdanosti zupčastog remena u motorima FSl (što mu je produljilo rok izmjene na 180.000 km). Ovalnom pogonskom remenicom osiguralo se ciljano rasterećenje zupčastog remena svakih pola okreta koljenastog vratila, kad i nastaju najveća, skokovita opterećenja. Time se postiže višestruki učinak: povećava se trajnost zupčastog remena; ublažavaju se vibracije razvodnog mehanizma te smanjuju mehanički gubici (otpori) za jedan posto. Sve su to blagodati ujednačenijeg rada motora, što je dodatno potpomognuto dvama suprotnorotirajućim osovinama za uravnoteženje inercijskih sila II. reda.

Ovalna zupčasta remenica pravi je eliksir za zupčasti remen. Nakon dokazivanja u skupocjenoj seriji benzinskih motora s direktnim ubrizgavanjem FSI, očekuje se širenje i na ostale programe motora. Velike se koristi očekuju kod dizelskih motora s direktnim ubrizgavanjem pumpe-duse, kod kojih je zupčasti remen iznimno opterećen.

 

[nismo]

Osnovna uloga razvodnog mehanizma je povezivanje koljenastog vratila s bregastim vratilom (vratilima) te stalno držanje tih vratila u međusobnom sinkronizmu (točno određenom međusobnom položaju. Ispadom iz sinkronizma dolazi do prestanka rada motora, a kod većine motora i velike havarije unutar motora. Tom prilikom dolazi do izravnog sudara klipnog mehanizma i ventila, posljedica toga je deformacija ventila, oštećenje vodilica ventila, moguće oštećenje klipova, bregastog vratila i same glave motora. Popravci su redovito skupi, jer su oštećenja velika.

Prema vrsti pogona postoje tri vrste razvodnog mehanizma:

sa zupčanicima i zupčanim parovima (dva i više zupčanika u međusobnom zahvatu)
s lancem i lančanicima, može biti više lanaca i lančanika
sa zupčastim remenom (remenima)
Razvodni mehanizam sa zupčanicima je najsigurniji način povezivanja koljenstog vratila (radilice) sa bregastim vratilom. Kod ovoga sustava gotovo nikada ne dolazi do ispada iz sinkronizma. Mehanizam se nalazi unutar motora , nije ga potrebno posebno održavati ni kontrolirati.

Razvodni mehanizam sa lancem i lančanicima, je jako pouzdan, dugo traje i rijetko se mijenja. Smješten je također unutar motora, podmazuje se automatski uljem iz motora. Održavanje ovoga sustava se svodi na kontrolu lanca, lančanika, klizača i natezača lanca. Prilikom servisnog pregleda kontrolira se napetost lanca i njegovo izduženje, kao i stanje kliznih elemenata mehanizma te stanje natezača lanca. Velika većina ovih sustava se ne mijenja ili se mijenja samo ako za to postoji potreba. Prema potrebi mijenjaju se samo dijelovi sustava, klizači, natezači.

Razvodni mehanizam sa zupčastim remenom je znatno osjetljiviji nego prethodna dva. Uz nedostatke prema prethodnim sustavima ima i velike prednosti nad prethodnim: bešuman rad, manji gubitak efektivne snage motora te mogućnost konstrukcije motora sa velikom udaljenošću od koljenastog vratila do bregastog, bregastih vratila ( jedan ili više vratila). Zupčasti remen izrađen je od specijalnog polimera i armature koja onemogućava rastezanje remena što je nužan preduvjet za funkcioniranje sustava. Razvojem tehnologije motora usavršavala se i tehnologija u proizvodnji zupčastih remena. Suvremena je tehnologija omogućila zavidnu kvalitetu zupčastih remena, u pogledu pouzdanosti i dugotrajnosti.

Sustavi sa zupčastim remenima omogućavaju povezivanje više vratila, osovina i agregata u jednu cjelinu, tako da tu pogodnost koriste mnogi konstruktori automobilskih motora. Uz to dobra strana im je bešuman rad otpornost na temperature u području od -50 °C do +250 °C, ne trebaju se podmazivati, mogu biti smješteni izvan motora, jednostavan postupak kontrole, brža izmjena. Postoje tri vrste zupčastih remena: s pravokutnim oblikom, sa trapeznim oblikom i s polukružnim oblikom zuba. Remen s polukružnim zubima ima manja opterećenja i vijek trajnosti mu je duži od ostalih.


Zupčasti remen treba pregledavati barem jedanput godišnje, jer se prije pucanja uvijek jave inicijalne pukotine. Važno je kupiti remen poznatog proizvođača, a posao treba povjeriti iskusnom majstoru

Interval izmjene razvodnog mehanizma sa zupčastim remenom je 60.000 km do 200.000 km ovisno o tipu motora i proizvođaču. Treba strogo držati uputa proizvođača kada je u pitanju redovni interval kontrole i izmjene zupčastog remena kao i njegovih važnih komponenata. Kompletnu cjelinu za zamjenu uz zupčasti remen čine još natezači, klizači, ponekad i pumpa za vodu. Nije potrebno posebno naglašavati da se štednja na pojedinim elementima sustava stvarno ne isplati. Ako prilike nalažu zupčasti remen i dijelovi sustava razvoda mogu se mijenjati i ranije prema potrebi.

Kod nekih modela vozila i motora, postupak zamjene razvodnog mehanizma je jednostavan i nije potreban nikakav specijalni alat ni specijalističko znanje. Takvih motora je sve manje a sve više je onih kod kojih se koriste specijalni alati, naprave i mjerila kako bi se takav zahvat mogao kvalitetno napraviti. Kod nekih tipova motora gotovo je nemoguće točno staviti motor u fazu bez navedenih specijalnih alata. Nestručan rad na ovakvim motorima može imati za posljedicu u najmanju ruku nepravilan rad motora, manju snagu motora i sve što od toga proizlazi, međutim može doći i do ozbiljnih oštećenja motora. Na kraju treba naglasiti da je za miran san potrebna redovita kontrola navedenog sustava jednom godišnje prilikom servisa vozila.