Как да изберете напънни устройства за различни типове двигатели?

Разбиране на типовете напрегатели на ремар и тяхната функция, специфична за двигателя

Ръчни напрегатели: простота и лесен сервиз за по-стари редови четиривалежни и V6 двигатели с бутала

Ръчните напъжни ролки разчитат на болтове за регулиране на положението на предавките при монтаж и изискват редовно затегчане, тъй като ремъците естествено се разтеглят с времето, обикновено след около 30 до 50 хиляди мили пробег. Тези напъжни устройства имат малко движещи се части и са механически доста прозрачни, което ги прави лесни за обслужване при по-стари двигатели, като редовни четворки или V6 с буталца. Механиците оценяват това, защото достъпът до тези двигатели не е толкова сложен, а установяването на неизправността отнема по-малко време в сравнение с компютърно управлявани системи. Простият дизайн продължава да се използва при много класически коли, които не разполагат с модерна електроника за управление на двигателя.

Напрежни ролки с пружинно задвижване: динамично компенсиране на натоварването при съвременни турбоподгрявани и директно впръскващи 4- и 6-цилиндрови двигатели

Напрежните ролки с пружинно задействане работят, като автоматично компенсират разтеглянето на ремъците или при внезапни промени в натоварването. Те постигат това чрез калибрирани спирални пружини, които осигуряват постоянно налягане в целия диапазон на оборотите. Тези компоненти стават особено важни при съвременни двигатели, като турбозаредени модели и версии с директно впръскване – четири- и шестцилиндрови. Забелязваме въртящи моменти, които рязко нарастват по време на ускорение и понякога достигат до 40%. Затова тези напрежни устройства са толкова важни. При движение с голямо натоварване системата реагира незабавно, за да предотврати плъзгане на ремъка. Това е особено важно за превозни средства, оборудвани с технология stop start, тъй като спомагателните ремъци се задействат стотици пъти дневно според изпитвателните стандарти SAE J2982. В сравнение с по-старите ръчни версии, тези автоматични системи спестяват време за периодични настройки и продължават да работят надеждно независимо от условията на движение.

Хидравлични нап tensionери: осигуряване на прецизно напрежение на колана при високи обороти и условия с променливо разпределение на клапаните (VVT)

Хидравличните натягачи работят заедно с амортисьори с бутало, пълнени със специални течности, които остават стабилни дори при промяна на температурата. Тези компоненти помагат за поглъщане на досадните торсионни вибрации, като запазват напрежението точно до микрон – нещо от решаващо значение за двигатели, които се въртят над 7000 оборота в минута или за такива със системи за променливо разпределение на клапаните. Когато става въпрос за гасене на резонанс, течността извършва отлична работа по потискане на хармоничния резонанс, който иначе би нарушил синхронизацията на фазовите регулатори на разпределителния вал. Производителите на оригинални компоненти всъщност са тествали този тип решения и са установили около 60 процента по-малко проблеми със синхронизацията в сравнение с по-старите пружинни системи, когато двигателите достигнат скорости над 6500 оборота в минута. Постигането на такава прецизност, при която напрежението остава в рамките на плюс-минус 2 процента, прави голяма разлика за мощни предавателни системи с фокус върху производителността. Затова днес виждаме толкова много заводи, които инсталират хидравлични натягачи като стандартно оборудване в своите високопроизводителни модели V6 и V8 двигатели.

Ключови изисквания за съвместимост според архитектура на двигателя

Геометрия на монтиране, подравняване на осите на въртене и ход на лоста за напречни FWD 4-цилиндрови срещу надлъжни V8

Начинът, по който са изградени двигатели, задава доста строги правила за това как механично трябва да се пасуват напрежащите ролки на ремъка, особено като се има предвид къде се монтират, как са подравнени точките на въртене и на какво разстояние могат да се движат рамената на напрежащия елемент. Вземете онези малки четирицилиндрови двигатели в предни задвижвания – те са стегнато опаковани в тесни пространства, затова производителите трябва да проектират по-малки напрежащи устройства с по-кратко движение на лоста (около 15 до 20 мм) и наклонени оси на въртене, които няма да пречат на вентилаторите на радиатора или други компоненти. Тези компактни системи всъщност изпитват сериозни странични сили, когато колата завива, поради което често се забелязва усилени букси и по-леки алуминиеви лостове, използвани за намаляване на инерцията при движение с прекъсвания. Лонгитюдинните V8 двигатели разказват съвсем различна история. Тези големи мощни агрегати се нуждаят от напрежащи устройства, способни да поемат вибрациите от целия този въртящ момент, затова обикновено изискват по-дълго ходово движение на лоста (около 25 до 35 мм) с точки на въртене, подравнени директно с въртенето на коляновия вал. Проучване на SAE International показа, че дори малко несъответствие над 3 градуса при приложения с V8 може да доведе до износване на буксите с 40% по-бързо, докато при напречни конфигурации подобни проблеми обикновено са толерирани до около 5 градуса, преди да станат сериозни. При избора на материали инженерите използват алуминиеви лостове за по-леки приложения, но преминават към основи от сив чугун при V8, тъй като те понякога се подлагат на висока температура от изгорелите газове, достигаща над 300 градуса по Фаренхайт. И не забравяйте каквото всеки механик знае: винаги спазвайте фабричните спецификации при затегчане на болтовете на оста. Прекомерното затегчане на алуминиеви блокове е честа грешка, която води до изтриване на нишките и ранни повреди на напрежащите устройства.

Избор на материал и устойчивост към околната среда за дългосрочна надеждност на напрегателя на колана

Покрития с устойчивост на корозия (цинк-никел, полимер) за хибриди с функция стоп-старт и среди с висока влажност

Качеството на материалите има голямо значение за това колко надеждно ще работят напрежните ролки с течение на времето, особено при спирачно-стартиращите хибридни системи, които често се срещат днес, както и при проблемите с влагата във влажни среди. Според проучване на SAE от миналата година (Документ 2023-01-0721), технологията за спиране и стартоване подлага ремъците на алтернатора на около 30% повече цикли на натоварване в сравнение с обикновените двигатели. Тази допълнителна работа износва по-бързо шарнирите и втулките в сравнение с нормалното. Електролитното покритие с цинк-никел се отличава с висока устойчивост към корозия от пътния прах, морския въздух в крайбрежните райони и постоянните температурни промени, на които автомобилите са изложени всеки ден. Какво го прави специално? Запазва формата си дори след безброй горещи и студени цикли. Полимерните покрития допълват тази защита. Те намаляват триенето между движещите се части, осигуряват необходимите електрически бариери около високоволтовите зони при хибридите и издържат на разграждането от масло, когато моторните отсеци станат много горещи, понякога над 150 градуса по Целзий. При автомобили, работещи в тропически климат или край морското крайбрежие, използването на двуслойно покритие е задължително, за да се предотврати корозията между металните части. Когато производителите изберат подходящите материали за тези приложения, те всъщност намаляват преждевременните повреди на напрежните ролки почти наполовина, според данни на ACES от Бюлетин №23-08. Това означава, че ремъците остават правилно опънати значително по-дълго през целия жизнен цикъл на автомобила.

OEM срещу вторични пазарни предпазни колани: Съгласуване на производителността с нормите за емисии и поколението на задвижването

Изборът между оригинални и вторични напрежни преводи има голямо значение, когато става въпрос за спазване на изискванията за емисии, поддържане на ефективната работа на асистентите и осигуряване на дълготрайност на трансмисията с течение на времето. Днес двигатели, особено такива с функция за спиране-стартиране или променливо разпределение на клапаните, се нуждаят от напрежни преводи, способни да поддържат правилното натоварване на колана, дори когато условията се променят внезапно. Производителите на оригинално оборудване тестват своите устройства на пълни двигателни динамометри, за да гарантират точното напрежение по време на студени стартове и други критични моменти, когато най-много се отразяват емисиите. Когато разглеждаме продукти от вторичния пазар, има доста широк диапазон. Напрежните преводи от високо качество всъщност отговарят на стандарта ISO/TS 16949 и работят добре с турбозаредени системи. Но много по-евтини алтернативи просто нямат необходимата термична стабилност или контрол на хистерезиса, необходими за съвременни двигатели като Euro 6 или EPA Tier 4 модели. Механиците, които са работили с тези нови двигатели, знаят от първа ръка колко важна е тази спецификация.

За съвместимостта на генерациите на задвижване, ключовите различия включват:

Оригиналните напънни устройства предотвратяват плъзгане на ремъка, което всъщност може да намали изходната мощност на алтернатора с около 15%. Такова понижение има голямо значение за чувствителните датчици за NOx и филтрите за частици, които разчитат на стабилни нива на напрежението. За хора, работещи с по-стари двигатели, днес съществуват качествени алтернативни продукти. Тези с полимерно покрити лагери са доказали своята ефективност с течение на времето. Въпреки това, най-добре е да се избягват неконтиранти продукти при работа с високи обороти VVT системи. Материалите просто не издържат по един и същи начин в тези приложения. Виждали сме случаи, при които по-некачествени компоненти не са могли да поемат натоварването, което води до пълни повреди в разпределението, чийто ремонт струва хиляди.

Често задавани въпроси

Какви са основните видове напънни устройства за ремъци?

Основните видове напънни устройства за ремъци са ръчни, пружинни и хидравлични. Всеки от тях изпълнява определени функции в зависимост от типа двигател и условията на движение.

Защо хидравличните напънни устройства се предпочитат за високопроизводителни двигатели?

Хидравличните напрегатели осигуряват прецизно опъване на колана и поглъщат вибрациите, което е от съществено значение за високопроизводителни двигатели с високи обороти и системи за променливо разпределение на клапаните.

Какви са ефектите от околната среда върху надеждността на напрегателите на коланите?

Фактори от околната среда като влажност и температурни промени могат да причинят корозия и по-бързо износване на компонентите. Използването на покрития, устойчиви на корозия, като цинк-никел и полимери, може да подобри продължителността на живота.

В какво се различават оригиналните напрегатели (OEM) от вторичния пазар?

Оригиналните напрегатели (OEM) се тестват, за да отговарят на специфични стандарти за емисии и изисквания за задвижване, докато напрегателите от вторичния пазар варират по качество и не винаги отговарят на същите спецификации.