Napinacz paska wentylatora: awaria, wymiana, konserwacja

Zimnym rankiem, tuż po uruchomieniu silnika, spod maski przez kilka sekund dobiega wysokie piszczenie, które słabnie lub całkiem znika w miarę nagrzewania się silnika. Większość kierowców to ignoruje; następnego dnia dźwięk wraca, tym razem słyszalny także na biegu jałowym. Kilka tygodni później alternator przestaje ładować lub sprężarka klimatyzacji się nie załącza. W praktyce warsztatowej źródłem większości takich objawów jest jeden mały element: napinacz paska wentylatora. Ten poradnik omawia system napinania paska w pojazdach ciężarowych — napinacz i rolkę napinacza — od podstaw: jego funkcję, rzeczywiste przyczyny piszczenia i drgań, sposób pomiaru naciągu oraz wymianę napinacza ze zużytym łożyskiem.

Czym jest napinacz paska wentylatora? Funkcja i zasada działania

Napinacz paska wentylatora to mechaniczny element, który utrzymuje stały naciąg wielorowkowego paska (poly-V) przenoszącego moc z koła pasowego wału korbowego na alternator, pompę wody, sprężarkę klimatyzacji i wentylator, automatycznie kompensując wydłużenie paska za pomocą sprężyny lub hydraulicznego tłumika. Napinacz paska wentylatora wywiera na pasek stały docisk wstępny poprzez rolkę napinacza w swoim korpusie i zapobiega poślizgowi paska na kołach pasowych.

W pojazdach ciężarowych większość osprzętu silnika nie jest już napędzana osobnymi paskami, lecz jednym wielorowkowym paskiem (poly-V, profil DIN 7867 PK), który biegnie od koła pasowego wału korbowego kolejno przez alternator, pompę wody, sprężarkę klimatyzacji, pompę wspomagania kierownicy (jeśli występuje) i koło pasowe wentylatora. W takim układzie pasek musi zachować stały naciąg na całej trasie; luźny pasek ślizga się na kołach pasowych, a zbyt mocno naciągnięty zwiększa obciążenie łożysk i wałków. Napinacz paska wentylatora automatycznie utrzymuje tę równowagę i zachowuje stały docisk wstępny nawet wtedy, gdy długość paska z czasem rośnie na skutek ciepła i zużycia.

W klasycznym napinaczu ręcznym naciąg ustawia się ręcznie po poluzowaniu śruby mocującej ramię napinacza i przyłożeniu do paska wymaganego momentu, po czym śrubę dokręca się ponownie. W napinaczu automatycznym sprężyna spiralna stale dociska ramię napinacza w kierunku paska; gdy pasek z czasem się wydłuża, ramię samoczynnie przesuwa się pod działaniem sprężyny i naciąg pozostaje stały. Większość napinaczy automatycznych ma tłumik cierny lub hydrauliczny, który zapobiega zbyt szybkiemu dociskaniu paska przez sprężynę oraz drganiom paska przy gwałtownych zmianach obrotów silnika; gdy tłumik przestaje działać, ramię napinacza zaczyna drgać, a pasek porusza się nieregularnie.

Jaka jest różnica między napinaczem automatycznym a ręcznym?

Napinacz ręczny to prosty mechanizm o stałym położeniu, który wymaga ręcznej kontroli i regulacji naciągu podczas okresowej obsługi i zwykle działa na przesuwnej płycie montażowej lub śrubie mimośrodowej. Napinacz automatyczny natomiast stale reguluje naciąg samodzielnie za pomocą sprężyny i tłumika, nie wymaga ingerencji użytkownika i stał się standardem w większości nowoczesnych pojazdów ciężarowych. W napinaczu automatycznym naciąg nie jest stałą siłą, lecz mieści się w przedziale zależnym od charakterystyki sprężyny; dlatego oznaczenia wskaźnika na ramieniu (min-maks) sprawdza się wzrokowo podczas okresowej kontroli.

Czym jest rolka napinacza (koło napinające)?

Rolka napinacza to obrotowe koło przykręcone do końca ramienia napinacza, po którego rowkowanej powierzchni ślizga się rowkowana strona paska, zawierające zamknięte łożysko. Rolka napinacza obraca się nieprzerwanie przez cały czas pracy silnika i stale przenosi siłę promieniową wytwarzaną przez docisk wstępny paska; ze względu na małą średnicę pracuje przy wysokich obrotach w porównaniu z kołem pasowym wału korbowego, przez co jej łożysko należy do najbardziej obciążonych elementów układu. W niektórych trasach paska występuje osobna rolka jałowa (idler pulley), gładka i bez rowków, która styka się z płaską stroną paska i pełni wyłącznie funkcję kierunkową; rolka ta nie napina paska, jedynie prowadzi jego trasę i stanowi element niezależny od napinacza.

• Ramię napinacza: Ramię połączone z korpusem sworzniem, na którego końcu znajduje się rolka napinacza i które porusza się w kierunku paska pod działaniem siły sprężyny.
• Sprężyna napinacza: Sprężyna spiralna lub skrętna, która stale dociska ramię w kierunku paska, wytwarzając wymagany docisk wstępny.
• Tłumik: Ma konstrukcję cierną lub hydrauliczną; spowalnia gwałtowne ruchy ramienia napinacza, zapobiegając drganiom i szarpaniu paska.
• Rolka napinacza i jej łożysko: Obrotowe koło stykające się z paskiem, zawierające wewnątrz zamknięte, fabrycznie smarowane łożysko.
• Śruba mocująca i sworzeń: Elementy łączące korpus napinacza z blokiem silnika lub wspornikiem, które należy dokręcić określonym momentem.
• Wskaźnik naciągu: Znajdujące się w niektórych napinaczach na korpusie oznaczenie lub skala służące do porównania położenia ramienia z zakresem min-maks.

Dlaczego napinacz paska wentylatora piszczy i drga?

Piszczenie i drgania dochodzące z okolic napinacza paska wentylatora to wspólny objaw dwóch różnych, najczęściej mylonych w warsztacie grup usterek: poślizgu paska na kole pasowym oraz mechanicznego uszkodzenia mechanizmu napinacza lub rolki. Oba brzmią podobnie, ale mają zupełnie inne przyczyny i sposoby usunięcia.

Najczęstszą przyczyną piszczenia jest krótkotrwały poślizg paska na powierzchni koła pasowego. Poślizg ten wynika z utraty siły przez sprężynę napinacza, przeszklenia (glazing) powierzchni paska i utraty przez nią współczynnika tarcia, zanieczyszczenia rowka koła pasowego olejem lub smarem, albo zamontowania paska o niewłaściwej długości. Gdy obciążenie silnika gwałtownie rośnie — na przykład przy załączeniu sprężarki klimatyzacji — ślizgający się pasek zwykle wydaje krótki, wysoki pisk.

Drgania i nieregularny ruch paska (flutter) wynikają zwykle z samego mechanizmu napinacza. Gdy tłumik przestaje działać, ramię napinacza reaguje nadmiernie na każdą zmianę naciągu paska i wychyla się w przód i w tył; to wahanie powoduje falowanie paska między kołami pasowymi oraz nieregularny szum lub stukot. Gdy zużyje się łożysko rolki napinacza, na osi koła pojawia się luz osiowy lub promieniowy, pasek nie może utrzymać równej trasy i zaczyna przedwcześnie zużywać się na krawędziach.

Dlaczego zużywa się łożysko rolki napinacza?

O trwałości zamkniętego łożyska decydują trzy współdziałające czynniki: chemiczna trwałość znajdującego się w nim smaru, temperatura pracy w komorze silnika oraz cykle zmęczeniowe wynikające ze zmian prędkości obrotowej i obciążenia; im wyższa temperatura, tym szybciej smar się utlenia, a przy każdym cyklu rozruchu i zatrzymania zmęczenie nagromadzone na powierzchniach styku kulek z bieżniami postępuje nieco dalej. Łożysko, którego smar z czasem wysycha lub którego uszczelka ulega uszkodzeniu i wpuszcza kurz i wilgoć, zużywa się najpierw bezgłośnie, potem z odczuwalnym buczeniem lub zgrzytem. W zaawansowanym stadium zużycia na osi koła pojawia się wyczuwalny ręką luz; w tym momencie rolkę napinacza należy wymienić w całości, ponieważ łożysko jest typu zamkniętego i niesmarowalnego, więc nie da się go naprawić samym smarowaniem.

Jak rozpoznać awarię napinacza paska wentylatora? Objawy i diagnostyka

Awaria napinacza paska wentylatora najczęściej objawia się dźwiękiem, jednak w zaawansowanych przypadkach dochodzą też objawy wizualne i funkcjonalne. Poniższa tabela podsumowuje najczęściej spotykane w warsztacie objawy, ich prawdopodobne przyczyny i sposoby kontroli.

Jak mierzy się i reguluje naciąg paska?

Pomiar naciągu paska można wykonać trzema różnymi metodami, a to, która z nich obowiązuje dla danego typu pojazdu, określa instrukcja serwisowa OE. W systemach z napinaczem automatycznym naciągu osobno się nie mierzy, obserwuje się jedynie położenie ramienia napinacza: na korpusie znajdują się dwa oznaczenia (minimum i maksimum) ze wskaźnikiem lub nacięciem, a jeśli ramię mieści się w tym zakresie, naciąg jest wystarczający. Jeśli ramię wyszło poza oznaczenie, oznacza to albo koniec żywotności paska, albo osłabienie sprężyny.

W systemach z napinaczem ręcznym naciąg weryfikuje się dwiema metodami: metodą ugięcia (deflection) oraz za pomocą miernika naciągu (tensjometru). W metodzie ugięcia na środek najdłuższego wolnego odcinka paska między dwoma kołami pasowymi wywiera się określoną siłę, a wielkość ugięcia mierzy się linijką; w metodzie tensjometrycznej urządzenie przykłada się do paska i odczytuje wartość naciągu bezpośrednio z częstotliwości drgań. W obu metodach dopuszczalny zakres wartości zależy od rodziny silnika, profilu paska i liczby napędzanych elementów osprzętu; dokładną wartość podaje zawsze aktualna instrukcja serwisowa OE pojazdu, a szacunkowa regulacja w warsztacie nie jest trwałym rozwiązaniem.

Dlaczego nowo zamontowany pasek trzeba po pewnym czasie ponownie skontrolować?

Nowy pasek poly-V w pierwszych godzinach pracy mechanicznie się docieruje (bedding-in), co powoduje jego niewielkie trwałe wydłużenie. Dlatego w systemach z napinaczem ręcznym zaleca się ponowną kontrolę naciągu, a w razie potrzeby jego regulację, po określonym czasie lub przebiegu od wymiany paska. W systemach z napinaczem automatycznym ten zapas docierania kompensuje samoczynnie sprężyna i osobna kontrola nie jest wymagana.

Jak wymienić napinacz paska wentylatora? Krok po kroku

1. Zaparkuj pojazd na równym podłożu, zaciągnij hamulec postojowy, zatrzymaj silnik i odczekaj do jego ostygnięcia. Gorący pasek i rolka napinacza stwarzają ryzyko poparzenia.
2. Odłącz zacisk akumulatora. Tego kroku nie wolno pominąć, aby zapobiec niezamierzonemu włączeniu się wentylatora elektrycznego lub innych elementów osprzętu.
3. Zanotuj lub sfotografuj trasę paska i jego przebieg na kołach pasowych; jeśli w komorze silnika znajduje się etykieta ze schematem trasy paska, skorzystaj z niej jako punktu odniesienia.
4. Obróć ramię napinacza wbrew sile sprężyny, używając odpowiedniego punktu na korpusie do klucza (gniazdo kwadratowe lub sześciokątne), i poluzuj pasek na kołach pasowych.
5. Zdejmij pasek z kół pasowych po kolei. Podczas demontażu nie zginaj ani nie załamuj nadmiernie żadnej części paska.
6. Powoli zwolnij ramię napinacza; trzymaj przy tym dłoń z dala od toru ruchu ramienia, ponieważ siła sprężyny może się nagle uwolnić.
7. Obróć ręką łożysko rolki napinacza, sprawdzając opór, chropowatość lub luz osiowy; w razie wątpliwości rolkę wymienia się w całości, nie smaruje się jej osobno.
8. Odkręć śrubę mocującą ramię napinacza i zdejmij napinacz ze wspornika. Zamontuj nowy napinacz i dokręć śrubę stopniowo momentem podanym w instrukcji serwisowej OE pojazdu.
9. Załóż nowy pasek na koła pasowe po kolei zgodnie z zanotowaną trasą, a na końcu przełóż go przez rolkę napinacza; wzrokowo sprawdź, czy rowki paska dokładnie pokrywają się z rowkami kół pasowych.
10. Obróć ponownie ramię napinacza wbrew sile sprężyny, tak aby pasek całkowicie osiadł w rowkach kół pasowych, a następnie powoli zwolnij ramię, aby sprężyna nadała wstępne napięcie; sprawdź, czy ramię ustawiło się w zakresie wskaźnika.
11. Podłącz akumulator, uruchom silnik i posłuchaj go przez kilka minut na biegu jałowym, a następnie sprawdź pod obciążeniem, kręcąc kierownicą do oporu i włączając klimatyzację, czy nie występuje już piszczenie lub drgania.

Na co zwrócić uwagę (najczęstsze błędy)

• Wymiana samego paska bez napinacza: Nowy pasek zamontowany z napinaczem o zmniejszonym zapasie sprężyny szybko zaczyna się ponownie ślizgać; napinacz, który wyczerpał swój resurs, należy wymieniać razem z paskiem.
• Gwałtowne puszczenie ramienia napinacza: Niekontrolowane uwolnienie siły sprężyny może uderzyć w dłoń lub twarz i spowodować obrażenia; ramię należy zawsze zwalniać powoli.
• Pomylenie trasy paska: W systemach o złożonej trasie pasek zamontowany w niewłaściwej kolejności szybko zużywa się na krawędzi lub zeskakuje z koła pasowego.
• Próba „zasmarowania” hałasu łożyska: Łożysko rolki napinacza jest typu zamkniętego i niesmarowalnego; olej lub smar wciśnięty z zewnątrz jedynie tymczasowo tłumi dźwięk, a usterka nadal się rozwija.
• Ponowny montaż starego paska „jeszcze trochę pojedzie”: Pasek z popękaną lub przeszkloną powierzchnią po ponownym założeniu szybko wraca do skłonności do poślizgu.
• Montaż nowej części bez sprawdzenia współosiowości kół pasowych: Wygięty wspornik lub luźne mocowanie alternatora prowadzi do nawracającego zużycia nawet z najlepszym napinaczem i paskiem.
• Dobór części po marce: Właściwy napinacz i rolkę wybiera się nie na podstawie nazwy marki, lecz na podstawie kodu silnika i podwozia pojazdu oraz numeru referencyjnego OE na wymontowanej części.

Wartości techniczne i punkty kontrolne

Poniższa tabela podsumowuje najważniejsze punkty sprawdzane w warsztacie w systemie napinacza paska wentylatora i rolki napinacza oraz ogólne wartości odniesienia. Wartości zależą od rodziny silnika, profilu paska i liczby elementów osprzętu; dokładną wartość należy zawsze pobrać z aktualnej instrukcji serwisowej OE pojazdu.

Konserwacja i żywotność systemu napinacza

Dwoma najważniejszymi czynnikami decydującymi o żywotności napinacza paska wentylatora są cykle temperaturowe oraz narażenie na kurz i wilgoć. Komora silnika to środowisko, które nagrzewa się przy każdym uruchomieniu i stygnie po zatrzymaniu; ten cykl z czasem męczy stal sprężyny i elementy tłumika. Zabrudzenia i wilgoć, zwłaszcza gdy dotrą do uszczelki łożyska rolki napinacza, niszczą smar i przyspieszają zużycie. Podczas okresowej obsługi należy ocenić łącznie położenie wskaźnika ramienia napinacza, dźwięk i luz rolki oraz wygląd powierzchni paska; nawet jeśli każdy z tych elementów osobno wygląda prawidłowo, razem mogą dać wczesne ostrzeżenie.

Pasek i rolka napinacza są zwykle projektowane do wymiany razem, ponieważ ich krzywe zużycia przebiegają w podobnym okresie czasu. Wymiana samego paska przy pozostawieniu zużytej rolki lub osłabionej sprężyny znacząco skraca oczekiwaną żywotność nowego paska. Dodanie wzrokowej kontroli wskaźnika ramienia napinacza do planu okresowej obsługi w firmach flotowych pozwala wychwycić z wyprzedzeniem większość awarii prowadzących do unieruchomienia pojazdu.

Rodzina produktów systemu napinania paska VADEN ORIGINAL

VADEN ORIGINAL produkuje napinacze paska wentylatora i rolki napinacza zgodnie z wymiarami OE dla zespołu napędu wentylatora w układzie chłodzenia pojazdów ciężarowych; do tej samej grupy wentylatora należą również wsporniki wentylatora i zestawy naprawcze wentylatora. Gama produktów obejmuje siły sprężyny, średnice rolek i geometrie mocowań powszechnie stosowane w ciągnikach siodłowych, samochodach ciężarowych i autobusach. Aby znaleźć właściwą część, zamiast marki i modelu pojazdu użyj kodu silnika i podwozia oraz numeru referencyjnego OE znajdującego się na demontowanej części — eliminuje to ryzyko wyboru niewłaściwej siły sprężyny lub średnicy rolki.

System napinania paska nie działa w izolacji od reszty łańcucha napędu osprzętu silnika; wydajność chłodzenia pompy wody, zdolność ładowania alternatora i sposób załączania się sprężarki klimatyzacji zależą od utrzymania przez pasek stałego i prawidłowego naciągu. W bibliotece poradników technicznych VADEN znajdują się osobne przewodniki dotyczące awarii, wymiany i konserwacji pompy wody, sprzęgła wiskotycznego wentylatora, termostatu oraz chłodnicy.

Pobierz ten przewodnik w PDF

Powiązane kategorie: Napinacz pasa · Rolka napinająca