Kaip parinkti diržo įtempėjus skirtingų tipų varikliams?

Suprasti diržo įtempėjų tipus ir jų funkcijas, priklausomai nuo variklio

Rankiniai įtempėjai: paprastumas ir aptarnaujamoji priežiūra senesniems eiliniams 4 cilindrų ir sukimosi momentą perduodantiems V6 varikliams

Mechaniniai diržo įtempėjai veikia taip, kad surinkimo metu veržlėmis reguliuojama skriemelio padėtis, o vėliau reikia periodiškai patraukti, nes diržai natūraliai išsitempia laikui bėgant, paprastai po kiekvienų nuvažiuotų maždaug 30–50 tūkst. mylių. Šie įtempėjai turi nedaug judančių dalių ir yra gana aiškūs mechanine prasme, todėl juos lengva remontuoti senesnėse variklių konfigūracijose, tokiomis kaip eiliniai keturiese arba stūmokliniai V6. Meistrams tai patinka, nes šių variklių atveju prieiga nėra tokia sudėtinga, o gedimų nustatymas trunka mažiau laiko nei sprendžiant problemas su kompiuteriu valdomomis sistemomis. Paprastas dizainas iki šiol naudojamas daugelyje klasi kinių automobilių, kurie nėra aprūpinti šiuolaikine elektronika variklio valdymui.

Spyruokliniai įtempėjai: dinaminė apkrovos kompensacija šiuolaikiniuose turbopavariniuose ir tiesioginio įpurškimo 4- ir 6-cilindrių varikliuose

Pavasarinio tipo įtempėjai veikia automatiškai kompensuodami diržų ištempimą arba netikėtus apkrovos pokyčius. Jie tai daro naudodamiesi kalibruotomis spiralinių spyruoklių sistemomis, kurios užtikrina pastovią įtampą visuose apsukų diapazonuose. Šie komponentai tampa ypač svarbūs šiuolaikinėse variklių sistemose, tokiuose kaip turboikiuose modeliuose ir tiesioginio įpurškimo keturių bei šešių cilindrų variantuose. Matome, kad padidinus galios perdavimą, atsiranda momentiniai streso šuoliai, kartais pasiekiantys net 40 %. Būtent todėl šie įtempėjai turi tokį didelį reikšmę. Važiuojant esant didelėms apkrovoms, sistema nedelsdama reaguoja, kad išvengtų bet kokio diržo slydimo. Tai tampa ypač svarbu transporto priemonėms, įrengtoms stop-start technologija, kadangi pagal SAE J2982 bandomųjų standartus tie priedų diržai per dieną būna cikluojami šimtus kartų. Palyginti su senesniais rankiniais įtempėjais, šios automatinės sistemos sutaupo laiko dėl reguliarių reguliavimų ir patikimai veikia nepriklausomai nuo važiavimo sąlygų.

Hidrauliniai įtempėjai: išlaikantys tikslų diržo įtempimą aukšto sūkių skaičiaus ir kintamo vožtuvų valdymo (VVT) sąlygomis

Hidrauliniai įtempėjai veikia kartu su stūmoklio amortizatoriais, kurie užpildyti specialiais skysčiais, išlaikančiais stabilumą net ir esant temperatūros pokyčiams. Šie komponentai padeda sumažinti erzinančias sukimo virpesius, tuo pačiu išlaikydami tikslų įtempimą iki mikrono lygio – tai ypač svarbu varikliams, besisukantiems daugiau nei 7 000 aps/min, arba tiems, kurių vožtuvų fazės keičiamos kintamai. Kalbant apie slopinimą, skystis puikiai susitvarko su harmoniniu rezonansu, kuris priešingu atveju sutrikdytų kulisų velenėlių sinchronizavimą. Originalių detalių gamintojai jau atliko tyrimus ir nustatė, kad naudojant šią sistemą, lyginant su senesnėmis spyruoklinėmis sistemomis, sinchronizavimo problemų būna maždaug 60 procentų mažiau, kai varikliai pasiekia greitį virš 6 500 aps/min. Toks tikslumas, kai įtempimas išlaikomas ±2 procentų ribose, lemia didžiulį skirtumą našumo orientuotose variklio sistemose. Dėl to šiuolaikiniai gamykliniai sprendimai vis dažniau hidraulinius įtempėjus diegia kaip standartinę įrangą aukšto našumo V6 ir V8 variklių modeliuose.

Pagrindiniai suderinamumo reikalavimai pagal variklio architektūrą

Tvirtinimo geometrija, sukimosi ašies išlygiavimas ir svirties eiga skersiniam priešakiniam varomajam 4 cilindrų varikliui palyginus su išilginiu V8 varikliu

Variklių konstrukcija nustato gana griežtas taisykles, kaip diržo įtempėjams reikia mechaniškai derintis, ypač kai kalba eina apie jų tvirtinimo vietą, sukimosi taškų išdėstymą ir pats įtempėjo rankos judėjimo ribas. Paimkime mažus keturių cilindrų variklius priekinio pavaro automobiliuose – jie sumontuoti labai ankštose vietose, todėl gamintojai priversti kurti mažesnius įtempėjus su trumpesniu rankos judėjimu (apie 15–20 mm) ir pasvirusiais sukimosi taškais, kurie netrukdytų radiatoriaus ventiliatoriui ar kitiems komponentams. Šios kompaktinės sistemos tiesiogiai patiria rimtus šoninius apkrovimus, kai automobilis suka posūkius, todėl meistrai dažnai pastebi sustiprintus guolius ir lengvesnes aliuminio rankas, kad būtų sumažinta inercija stovėjimo ir važiavimo metu. Išilginiai V8 varikliai pasako visai kitą istoriją. Šie dideli varikliai reikalauja įtempėjų, kurie galėtų atlaikyti virpesius dėl didelio sukimo momento, todėl jiems paprastai reikia ilgesnio rankos judėjimo (apie 25–35 mm) ir tokių sukimosi taškų, kurie būtų tiksliai išlygiuoti su kraštine besisukančios veleno ašimi. Tarptautinės automobilių inžinerijos draugijos (SAE International) tyrimas parodė, kad net nedidelis neatitikimas, viršijantis 3 laipsnius V8 sistemose, gali padaryti, jog guoliai susidėvi 40 % greičiau, tuo tarpu skersinėse konfigūracijose panašios problemos tampa rimtos tik viršijus 5 laipsnių ribą. Renkantis medžiagas, inžinieriai naudoja aliuminio rankas lengvesnėms užduotims, bet pereina prie ketaus pagrindų V8 sistemose, nes šios kartais veikiamos išmetamųjų dujų karščio, pasiekiančio daugiau nei 300 laipsnių pagal Farenheitą. Ir prisiminkite tai, ką žino kiekvienas mechanikas: visada laikykitės gamyklinių specifikacijų veržiant sukimosi veržles. Per stiprus veržimas ant aliuminio blokų yra dažna klaida, kuri lemia sriegių suardymą ir ankstyvą įtempėjų gedimą.

Medžiagų parinktis ir aplinkos atsparumas ilgalaikiam diržo įtempėjui

Korozijai atsparūs denginiai (cinko-nikelio, polimeriniai) start-stop hibridams ir didelės drėgmės eksploatacijos aplinkoms

Medžiagų kokybė svarbiai lemia, kaip ilgą laiką išlieka tempimo įtaisų patikimumas, ypač kalbant apie šiuolaikinius start-stop hibridinius sistemas, taip pat apie drėgmės sukeltas problemas drėgnose aplinkose. Pagal SAE praėjusiais metais paskelbtą tyrimą (Dokumentas 2023-01-0721), start-stop technologija alternatoriaus diržą apkrauna apie 30 % daugiau ciklų nei įprasti varikliai. Šis papildomas krūvis greičiau susidėvi sukimosi ašis ir įvorės nei įprastai. Cinko-nikelio elektrolitinė danga išsiskiria gebėjimu atlaikyti koroziją nuo kelio druskos, jūros oro pajūrio zonose bei nuolatinių temperatūrų kaitos, kurią kasdien patiria transporto priemonės. Kas daro ją ypatinga? Ji išlaiko savo formą net po beveik begalinio karščio ir šalčio ciklų skaičiaus. Polimerinės dangos puikiai papildo šią apsaugą. Jos sumažina trintį tarp judančių detalių, užtikrina būtiną elektrinę izoliaciją aukštos įtampos zonose hibriduose ir atspariai išlaiko struktūrą veikiamos alyvos skilimo, kai variklio skyriuje temperatūra kartais viršija 150 laipsnių Celsijaus. Automobiliams, veikiantiems tropikų klimato ar pakrančių zonose, būtina naudoti dviejų sluoksnių dengimą, kad būtų sustabdyta metalinių detalių tarpusavio korozija. Kai gamintojai parenka tinkamas medžiagas šioms aplikacijoms, pagal ACES duomenis iš jų Biuletenio Nr. 23-08, jie iš esmės sumažina ankstyvus tempimo įtaisų gedimus beveik du kartus. Tai reiškia, kad diržai ilgesnį laiką išlieka tinkamai įtempti per visą automobilio eksploatacijos trukmę.

Originalūs gamintojo ir antrinės rinkos diržų įtempėjai: našumas pagal išmetamų teršalų standartus ir variklių kartą

Pasirinkimas tarp OEM ir antrinės rinkos diržų įtempėjų labai svarbus siekiant atitikti išmetamų teršalų reikalavimus, užtikrinti efektyvų pagalbinių agregatų veikimą ir ilgalaikį variklio transmisijos tarnavimą. Šiuolaikiniai varikliai, ypač tie, kurie įrengti stop-start funkcijomis ar kintamu vožtuvų valdymu, reikalauja įtempėjų, gebančių palaikyti tinkamą diržo apkrovą net tada, kai sąlygos keičiasi staigiai. Originalios įrangos gamintojai tikrina savo mazgus visame variklio dinamometre, kad būtų garantuojamas tikslus įtempimas šaltam paleidimui ir kitiems kritiniams momentams, kai labiausiai svarbu kontroliuoti išmetamų teršalų kiekį. Vertinant antrinės rinkos produktus, pasiūla yra gana plati. Aukštos kokybės antrinės rinkos įtempėjai iš tiesų atitinka ISO/TS 16949 standartus ir gerai veikia su turbo sistemos varikliais. Tačiau daugelis pigesnių alternatyvų tiesiog neturi būtinos šiluminės stabilumo ar histerezės kontrolės, reikalingos šiuolaikiniams varikliams, tokiems kaip Euro 6 ar EPA Tier 4 modeliai. Mechanikai, kurie dirbo su šiais naujesniais varikliais, iš pirmų lūpų žino, kiek svarbus yra šis specifikacijos reikalavimas.

Dėl variklio valdymo sistemos kartos suderinamumo pagrindiniai skirtumai apima:

Originalo gamintojo temptuvai padeda sustabdyti diržo slydimą, kuris iš esmės gali sumažinti alternatoriaus išdavą apie 15 %. Toks kritimas yra gan svarbus jautriems NOx jutikliams ir dalelių filtrais, priklausantiems nuo stabilios įtampos. Tiems, kurie dirba su senesniais varikliais, šiuolaikinė rinka siūlo aukštos kokybės pakaitalus. Ypatingai patvirtino save produktai su polimeriniu pagrindu pagalbiniais guoliais. Vis dėlto geriau vengti nesertifikuotų produktų dirbant su aukšto sukimosi dažnio VVT sistemomis. Šiose aplikacijose medžiagos tiesiog neatsilaiko tokia pat forma. Matytų atvejų, kai prastesnės kokybės komponentai tiesiog nepajėgė atlaikyti apkrovos, dėl ko atsirado visiški skirstymo gedimai, kurių remontas kainuoja tūkstančius.

Dažniausiai užduodami klausimai

Kokie yra pagrindiniai diržų temptuvų tipai?

Pagrindiniai diržų temptuvų tipai yra rankiniai, spyruokliniai ir hidrauliniai. Kiekvienas iš jų atlieka specifines funkcijas, priklausomai nuo variklio tipo ir važiavimo sąlygų.

Kodėl hidrauliniai temptuvai yra pageidautini aukštos našumo varikliams?

Hidrauliniai įtempėjai užtikrina tikslų diržo įtempimą ir sugeria virpesius, kas yra svarbu aukštos kokybės varikliams su dideliais apsukimais per minutę ir kintamo vožtuvo valdymo sistemomis.

Kaip aplinkos veiksniai veikia diržo įtempėjo patikimumą?

Aplinkos veiksniai, tokie kaip drėgmė ir temperatūros pokyčiai, gali sukelti koroziją ir greičiau susidėvėti komponentus. Naudojant korozijai atsparias dengimo medžiagas, pvz., cinko-nikelio ar polimerines dangas, galima pagerinti ilgaamžiškumą.

Kuo skiriasi OEM įtempėjai nuo rinkos vartotojų rinkos (aftermarket) įtempėjų?

OEM įtempėjai yra išbandyti, kad atitiktų tam tikrus išmetamų teršalų standartus ir variklio reikalavimus, o rinkos vartotojų rinkos (aftermarket) įtempėjai kokybe skiriasi ir nebūtinai visada atitinka tuos pačius specifikacijų reikalavimus.