Pasek: na sucho, czy w oleju?

Od polichloroprenu do polimerów

Nie wszyscy wiedzą, iż przed pojawieniem się pasków rozrządu, napęd z wału korbowego do wałka rozrządu był przekazywany nie tylko za pomocą łańcucha, ale również zestawu kół zębatych, czy tzw. wałka królewskiego (specjalny wałek połączony z wałem korbowym i wałkiem rozrządu, za pomocą przekładni stożkowych). Jak podają historycy motoryzacji, pierwszym samochodem wyposażonym w zębaty pasek rozrządu, był wyścigowy bolid amerykańskiej firmy Devin Cars. Działo się to w 1954 roku, natomiast osiem lat później znalazł on swoje zastosowanie w aucie wytwarzanym seryjnie, którym był niemiecki Glas 1004. Początkowo paski rozrządu wytwarzano z polichloroprenu (CR), wzmacnianego niskoalkalicznym włóknem szklanym. Dla uzyskania lepszej przyczepności, były one ponadto powlekane preparatami rezorcynowo-formaldehydowo-lateksowymi. Podstawową wadą pierwszych pasków rozrządu była niska odporność na skrajne temperatury, w przedziałach od poniżej – 30 do + 100 st. C. W latach 80. ubiegłego stulecia zaczęto dodawać włókna wzmacniające do mieszanki, z której były produkowane paski. Zabieg ten pozwalał na wzmocnienie przede wszystkim ich zębów. Kolejny duży krok technologiczny nastąpił dziesięć lat później. Paski z domieszką polimerów, poza dalszym wzmocnieniem ich struktury, stały się bardziej odporne na skrajne wartości temperatur.

Oszczędność pod rękę z redukcją

Współcześnie podstawowym komponentem do produkcji pasków zębatych, jest uwodorniony kauczuk nitrylowy. Do ich wzmocnienia stosuje się specjalne włókna szklane, cechujące się bardzo dużą odpornością na rozciąganie. Dodatkowe zwiększenie trwałości uzyskuje się ponadto poprzez naniesienie na zęby pasków warstwy z politetrafluoroetylenu (PTFE), powszechnie znanego jako teflon. Nic zatem dziwnego, iż zastosowane w nich różnego rodzaju wzmocnienia pozwalają na optymalną pracę silnika i jego podzespołów, nawet w przedziałach temperatur od – 40 do nawet + 170 st. C. A wszystko to przy stale zmniejszającej się szerokości pasków rozrządu: dość powiedzieć, iż najwęższe współcześnie stosowane mierzą zaledwie 16 mm, przy aż 25,4 mm z pierwszych lat produkcji. Co również istotne, współczesne paski wpływają na większą oszczędność paliwa, obniżkę emisji dwutlenku węgla oraz zmniejszenie drgań całego układu napędowego, niż ma to miejsce w przypadku łańcuchów rozrządu. Nie bez znaczenia jest również znacząca redukcja poziomu hałasu, przy prędkości wału wynoszącej 6 000 obr/min. Konstruktorzy pasków idą zresztą jeszcze dalej. W najnowszych rozwiązaniach układów napędowych są one elementem nie wymienialnym przez cały cykl życia silnika. Najczęściej tę ostatnią wartość określa się jako 240 tys. km lub 15 lat.

Poproszę pasek w ... oleju

Tradycyjne łańcuchy rozrządu są zanurzone w oleju silnikowym. Dlaczego w ten sposób nie mogłyby pracować również paski? Po raz pierwszy odpowiedź na to pytanie została udzielona w 2008 roku. W fordowskim silniku wysokoprężnym o pojemności 1,8 litra i wyposażonym w układ common rail, w miejsce łańcucha rozrządu zamontowano specjalny pasek (tzw. hot oil). 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, czy 3-cylindrowej jednostce serii EB koncernu PSA. „Mokry” pasek spodobał się również konstruktorom spod znaku Volkswagena, który stosują go z powodzeniem do napędu pompy oleju w silnikach wysokoprężnych 1.6 i 2.0 z układem common rail.