19.9.2019. Autor: Željko Marušić

Zupčasti remen pouzdaniji od lanca!

Kod novih motora interval izmjene zupčastog remena produljilo se na više od 200.000 km, a kod nekih modela izmjena više nije ni predviđena...

Ovalnom zupčastom remenicom smanjilo se pulsirajuće opterećenje, a podmazivanjem trošenje i zagrijavanje zupčastog remena, što je interval izmjene produljilo na više od 200.000 km, te dok lanac pokazuje neočekivane slabosti, remen se vraća u prvi plan

Ford je 2012. izazvao šok među stručnjacima uvođenjem podmazivanja zupčastog remena, koje smanjuje otpore, trošenje i buku, bez rizika preskakanja

U povijesti motora bilo je malo rješenja koja su izazvala toliko kontroverznih mišljenja, pohvala i kritika, koliko zupčasti remen. Mnogi se još uvijek zaklinju u njegova uvjerljiva svojstva, posebno tih rad i jednostavno održavanje, no neki ga ne žele u svom automobilu. 

Glavna mu je mana pouzdanost. Premda vrlo rijetko puca ili preskače, pati od avionskog sindroma - ako nešto krene po zlu, nastaje katastrofa. Sudare se klipovi i ventili, unište klipnjače (iskrive ili puknu), ležajevi, ponekad i bregasto vratilo, a u težim slučajevima i radilica. Ukratko, užas.

Stoga je kod većine motora preventivno propisan rok izmjene remena, u sklopu s natezačem i vodilicom. Ako zupčasti remen pokreće i pumpu rashladne tekućine, prilikom izmjene zupčastog remena preventivno treba promijeniti i nju. 

Naime to se radi uz isti trošak rada, a kad bi pumpa otkazala naknadno, sve bi trebalo napraviti iz početka. Uključujući i ugradnju novog remena, jer se jedanput skinuti zupčasti remen više ne smije ugrađivati.


Ako zupčasti remen pokreće i pumpu rashladne tekućine, prilikom izmjene remena, zajedno s natezačem i vodilicom preventivno se mijenja i pumpa

Nedavni neugodni i skupi problemi s lancima u motorima Mercedes-Benza, BMW-a i Volkswagena, izazvani korištenjem tankih jednorednih lanaca i lančanika nedovoljno otpornih materijala (nekada su se koristili dvostruki) mijenjaju predrasude, pogotovo što zupčasti remen postaje sve pouzdaniji. 

Već godinama se koristi koncepcija razvodnog mehanizma s ovalnom pogonskom zupčastom remenicom, koja omogućava veliko povećanje pouzdanosti i trajnosti. Kao i kod svih najvećih izuma u automobilskoj tehnici sve je genijalno jednostavno...

Zupčasti remen izrađuje se od kompozita polimera (kloroprenskog kaučuka - neoprena) i ojačavajućeg sredstva-armature (mreža od staklenih vlakana). Dobra mehanička svojstva, dinamičku otpornost i otpornost na trošenje zadržava u širokom temperaturnom području od -50 do +260 Celzijevih stupnjeva. 

Malo je osjetljiv na utjecaj kisika i ozona (sporo stari) te u radu može izdržati najmanje pet godina. Kako napreduje tehnologija motora, napreduje i tehnologija zupčastih remena. No većina proizvođača pozorno čuva receptura materijala i izrade. U pravilu pokreće dva bregasta vratila.

Kako je, radi poboljšanja punjenja i pražnjenja cilindara, uspon na brjegovima bregastih vratila sve veći te su kruće opruge ventila, neprestano raste opterećenje zupčastog remena. Veliko dinamičko (pulsirajuće) opterećenje donekle ublažavaju poluklackalice s valjčićima, no problemi se povećavaju kod suvremenih motora s četiri ventila po cilindru. 

Kako se u dva okreta koljenastog vratila obave radni ciklusi svih cilindara, kod 4-cilindarskih motora, na svakih pola okreta koljenastog vratila, nastaje velik skok opterećenja.

Neobičnom, ovalnom pogonskom remenicom osiguralo se ciljano rasterećenje zupčastog remena svakih pola okreta koljenastog vratila, kad i nastaju najveća opterećenja. Time se postiže višestruki učinak: povećava se trajnost zupčastog remena, ublažavaju su vibracije razvodnog mehanizma te smanjuju mehanički otpori. 

Sve su to blagodati ujednačenijeg rada motora, što je dodatno pomognuto dvama suprotno rotirajućim osovinama za uravnoteženje inercijskih sila II. reda. Dodatan eliksir za zupčasti remen je podmazivanje.

Donedavno je to bila 'tehnička hipokrizija', jer se kontakt remena s uljem, odnosno nauljivanje remena (najčešće zbog propuštanja na semeringu bregastog vratila) bio najčešći uzrok preskakanja remena. 

Fordovi su stručnjaci, u trocilindarskom motoru 1.0 EcoBoost, to riješili prilagođenim oblikom utora remenica te materijalom i profilom zupčastog remena, a na kraju i dinamičkim napinjačem. Podmazivanje osigurava višestruku korist, jer smanjuje otpore u kontaktu remenice i remena (prvenstveno kod uzubljivanja i izubljivanja remena). 

Time se smanjuje trošenje i bučnost remena, a podmazivanje, kao i kod motora donosi dodatne prednosti - remen se brže zagrijava na radnu temperaturu, a potom ulje smanjuje vršne temperature, odnosno hladi remen. Sve to zupčasti remen ponovno gura u prvi plan.


JESTE LI ZNALI?

Pionir: Glas S1004 iz 1962.
Prvi zupčasti remen ugrađen je 1962., u kupe S1004 tvrtke Glas, koju je ubrzo progutao BMW. Razvodni mehanizam bio je jednostavan, a zupčasti remen bez natezača. Masovno korištenje počinje krajem šezdesetih u Fiatima 125 i 128, a pravi bum nastaje 1974., pojavom prvog Golfa. Početna euforija, koja je punim intenzitetom buknula osamdesetih, već krajem tog desetljeća počinje se gušiti. Premda pucanje remena nije bilo često, svaki pojedinačni slučaj nagrizao je ugled tvrtki koje su ga koristile. Zbog toga se BMW se nakon epizode sa zupčastim remenom, u drugoj seriji 3 (E30 - 'kockici') vratio bučnijem i skupljem, ali znatno pouzdanijem lancu.

Pulsiranjem protiv pulsiranja
Razlika najvećeg i najmanjeg promjera zupčaste remenice je samo 0,4 mm te se golim okom ne primjećuje. No i to je dovoljno za stvaranje promjenjivog opterećenja (vlačne sile) u remenu - većeg kad su u zahvatu zupci na većem promjeru remenice, i obrnuto. Pulsiranjem promjera remena smanjuju se, za 20 do 30 posto, vršna dinamička opterećenja remena, što mu znatno povećava trajnost. Zbog toga je ovalna zupčasta remenica eliksir za zupčasti remen i najavljuje drugu mladost te koncepcije.

Smanjuje buku i vibracije
Zupčasti remen praktički nije potrebno održavati, u radu je gotovo bešuman te stvara manje otpore i mehaničke gubitke od lanca. Za razliku od lanca, koji zbog lučnog koraka i pulsiranja prijenosnog polumjera lančanika ima neravnomjernu obodnu brzinu (poligonski efekt), zupčasti remen radi potpuno ujednačeno. Mekši prijenos snage (potrebne za pokretanje bregastih vratila) ublažava dinamičko opterećenje razvodnog mehanizma. Uz problem s pouzdanošću, koji temeljito rješava nova koncepcija s ovalnom remenicom, povećanje dužine motora najveći je problem te koncepcije. To je posebno problem kod 5 i 6-cilindarskih rednih motora, predviđenih za poprečnu ugradnju.






Gulf

Tembo