Hot oil, czyli z paskiem (rozrządu) w oleju

Nikogo, nawet średnio obytego z techniką motoryzacyjną nie dziwi fakt, że tradycyjne łańcuchy służące do napędu rozrządu pracują zanurzone w kąpieli olejowej. Inaczej jest w przypadku bardziej od nich rozpowszechnionych pasków rozrządu, które napęd realizują „na sucho”. Jednak od blisko dziesięciu lat podział ten nie jest już tak oczywisty. W konstrukcjach napędu rozrządu pojawiło się bowiem nowe rozwiązanie, którym są paski pracujące (podobnie jak łańcuchy) w oleju. Tzw. technologia hot oil znajduje obecnie coraz większe zastosowanie, nie tylko do napędu samego rozrządu, ale także pomp oleju.

Jak to się zaczęło?

Po raz pierwszy paskowego napędu rozrządu w kąpieli olejowej użyto w silniku Forda 1.8 TDCi z układem common-rail, w 2008 roku. Jednostka ta trafiła pod maskę takich modeli, jak Focus i Mondeo. Obecnie pasek rozrządu pracujący w kąpieli olejowej można spotkać m.in. jako sprzęgnik wału korbowego i wałka rozrządu w silniku 1.0 Eco Boost Forda, a także w 3-cylindrowej jednostce serii EB koncernu PSA (PureTech). Znajduje on również zastosowanie w napędach pomp oleju w silnikach wysokoprężnych 1.6 i 2.0 z układem common rail (Volkswagen).

Jakie są zalety pasków typu hot oil?

Najważniejszą zaletę napędów paskowych typu hot oil stanowi redukcja masy i oporów w stosunku do tradycyjnego łańcucha, a także znacznie cichsza praca oraz wyższa trwałość, w porównaniu z tradycyjnym „suchym” paskiem. Dość powiedzieć, iż producenci określają żywotność paska i współpracujących z nim rolek nawet na 240 tys. km, czyli praktycznie na cały okres trwałości silnika. Ze względu na bardzo wysoką odporność na kontakt ze związkami chemicznymi (w odróżnieniu od tradycyjnych odpowiedników), paski typu hot oil stosowane są również coraz powszechniej do napędu pomp oleju nie tylko w samochodach, ale również w maszynach przemysłowych – mogąc pracować w bardzo szerokim zakresie temperatur.

Co przed paskami (i łańcuchami) było?

Przed rozpowszechnieniem się łańcuchów rozrządu i znacznie późniejszym pojawieniem się pasków rozrządu, napęd z wału korbowego do wałka rozrządu był przekazywany za pomocą zestawu kół zębatych oraz tzw. wałka królewskiego. Ten ostatni był połączony z wałem korbowym i wałkiem rozrządu poprzez przekładnie stożkowe. Dopiero w latach 50. minionego stulecia, w wyścigowym bolidzie amerykańskiej firmy Devin Cars, zastosowano protoplastę dzisiejszego zębatego paska rozrządu. W 1962 roku znalazł on swoje praktyczne zastosowanie w samochodzie wytwarzanym seryjnie – był nim niemiecki Glas 1004.

Jakie paski?

Początkowo paski rozrządu wytwarzano z polichloroprenu (CR), wzmacnianego niskoalkalicznym włóknem szklanym. Były one powlekane preparatami rezorcynowo-formaldehydowo-lateksowymi, dla uzyskania lepszej przyczepności. Pierwsze paski rozrządu charakteryzowała stosunkowo niska żywotność, spowodowana głównie niską odpornością na skrajne temperatury (w przedziałach od poniżej -30 do + 100 st. C). W latach 80. XX wieku do mieszanki, z której produkowano paski, zaczęto dodawać włókna wzmacniające. Dziesięć lat później ich strukturę wzmocniły polimery, dzięki czemu paski stały się bardziej odporne na skrajne wartości temperatur. Obecnie podstawowym komponentem do produkcji pasków zębatych, jest uwodorniony kauczuk nitrylowy, a do ich wzmocnienia stosuje się włókna szklane. Dodatkowe zwiększenie trwałości uzyskuje się poprzez naniesienie na zęby pasków warstwy teflonu (PTFE – politetrafluoroetylen). Zastosowane wzmocnienia pozwalają na optymalną pracę silnika i jego podzespołów (w przedziałach temperatur od -40 do nawet +170 st. C). Jednocześnie stale zmniejszana jest szerokość pasków rozrządu: w pierwszych latach produkcji wartość ta wnosiła nawet 25,4 mm, obecnie zaś tylko16 mm.