Koło pasowe. Nie pamiętasz o jego istnieniu, ale jego uszkodzenie dobitnie ci o tym przypomni

Skoro właśnie czytasz ten tekst, to jest duża szansa, że masz choć podstawowe pojęcie o tym, jak działa silnik spalinowy samochodu. Wiesz także, że istnieje coś takiego jak wał korbowy, który dla pracy silnika jest niezbędny. Twojej uwadze z pewnością nie uszło także, że w komorze silnika typowego auta znajdziemy także takie elementy jak sprężarkę klimatyzacji czy alternator - a czasem też hydrauliczną pompę wspomagania kierownicy.

Wał korbowy, sprężarka klimy, pompa wspomagania czy alternator mają ze sobą coś wspólnego. Konkretnie: koło pasowe, które ma kilka zadań - każde równie ważne.

Koło pasowe o którym dziś mowa jest zamontowane jako przedłużenie wału korbowego, dzięki czemu - i dzięki paskowi wielorowkowemu (dawniej: paskowi klinowemu) może przenosić napęd z wału korbowego na ww. elementy. Innymi słowy, gdyby nie trio w postaci wału korbowego, koła pasowego i paska wielorowkowego, to samochód nie byłby w stanie np. ładować akumulatora ani schłodzić powietrza, które wydobywa się z kratek nawiewu w kabinie pasażerskiej. Zwróciliście zapewne uwagę, że użyłem sformułowania „koło pasowe, o którym dziś mowa” - wszystko dlatego, że własne koła pasowe mają też oczywiście alternator, sprężarka czy pompa - ale jeśli ktoś użyje tylko ogólnego hasła „koło pasowe”, to niemal na pewno będzie mieć na myśli koło pasowe wału korbowego. Tak jak i ja w tym tekście, więc nie spodziewajcie się proszę, że będę ciągle powtarzać „koło pasowe wału korbowego”.

Wróćmy do zadań tego elementu. To niepozorne koło służy także do zwiększania kultury pracy jednostki napędowej, jako że większość kół wyposażona jest w przeciwwagę - co jest alternatywą dla dodawania przeciwwagi bezpośrednio do wału korbowego. Ostatnia kwestia to tłumienie wibracji i nierównomierności pracy wału, co pozwala na łagodniejsze przenoszenie napędu na pasek wielorowkowy - a w konsekwencji na korzystające z niego elementy. Zresztą z tego powodu w języku angielskim koła pasowe określa się fachowo jako TVD - torsional vibration damper.

To zależy, ponieważ zdarzają się elementy o różnej konstrukcji. Prostsze koła składają się z piasty, pierścienia zewnętrznego z rowkami, z których korzysta pasek wielorowkowy, oraz z gumy lub elastomeru, których używa się do połączenia dwóch głównych części. Dzięki elastycznemu łącznikowi, elementy metalowe - tzw. masy bezwładnościowe - mogą zmieniać położenie względem siebie (wychodzić z fazy) o ok. 1 do 2 stopni.

Kolejne rozwiązania są już bardziej skomplikowane. Pierwsza opcja to koła pasowe składające się z wyważarki harmonicznej i izolatora drgań - nazywa się je odsprzęglonymi tłumikami drgań skrętnych. Ich odmianą są koła typu visco, w których zamiast gumowego elementu w wyważarce stosuje się olej silikonowy o wysokiej lepkości (blisko 45 TYSIĘCY razy większej niż w oleju o lepkości 30W). Bezwładnościowy pierścień masowy unosi się swobodnie zanurzony w oleju. Ruchy pierścienia w oleju oczywiście generują ciepło, które oddawane jest przez obudowę koła - pełni więc ono także rolę swego rodzaju radiatora. Pierwsze tłumiki visco zbudowano w 1946 r. W porównaniu z wymienionymi wcześniej rozwiązaniami, koła typu visco charakteryzują się znacznie wyższą trwałością, lepiej nadają się też do bardziej wymagających zastosowań - np. do transportu ciężkiego czy użytku poza drogami utwardzonymi.

Pewną ciekawostką pozostają wahadłowe tłumiki drgań skrętnych - to rozwiązanie wywodzi się z lotnictwa, choć zostało zmodyfikowane. Takie koła wyposażone są w ciężarki o różnej średnicy i masie (dobieranych do typu silnika i do kolejności zapłonów), które są umieszczone w otworach o znacznie większej średnicy od samych ciężarków, dzięki czemu mogą się w nich przemieszczać. To wszystko sprawia, że niezależnie od zakresu szkodliwych częstotliwości wibracji generowanych przez silnik, takie koło jest w stanie je wygasić. Takie rozwiązanie ma jedną wadę: podczas gaszenia silnika mogą być słyszalne stuki, ponieważ na wyżej opisane krążki przestaje działać siła odśrodkowa i zderzają się ze ściankami otworów tłumika.

W większości przypadków - nie, ponieważ standardowe tłumiki drgań skrętnych są dopasowane do charakterystyki pracy silnika i w zasadzie gwarantują (powinny gwarantować...), że wszystko będzie działać jak należy. Schody zaczynają się wtedy, gdy silnik przechodzi modyfikacje, szczególnie te mechaniczne - jak choćby wymianę tłoków na inne. To może sprawić, że zakres drgań generowanych przez silnik i wał korbowy będzie nieco inny, i że seryjne koło pasowe nie poradzi sobie z tłumieniem - a to może skrócić żywotność zarówno samego koła, jak i paska wielorowkowego i osprzętu, który jest nim napędzany. Z tego względu, choć bardziej zaawansowane i droższe tłumiki w żaden sposób nie podnoszą osiągów silnika, to ich zakup powinien zostać rozważony, jeśli ktoś mocno dłubie przy silniku.

Użytkownik auta zwykle może rozpoznać, że coś jest nie tak, po charakterystycznym buczeniu... lub np. po zaświeceniu się kontrolki ładowania. Najczęściej zdarzają się uszkodzenia gumowej warstwy pomiędzy metalowymi elementami koła - w skrajnych przypadkach zdarza się, że połączenie pomiędzy elementami po prostu się zrywa, stąd brak napędu paska (wewnętrzna część koła obraca się wraz z wałek korbowym, ale zewnętrzna już nie - lub robi to za wolno i nierównomiernie). O kołach visco wiele źródeł mówi, że jeśli nie trafi się ich fizyczne uszkodzenie, to powinny wystarczyć na cały okres eksploatacji auta. Prostsze rozwiązania wystarczają zwykle na ok. 120 tys. km, ale zdarza się, że ulegają zużyciu po mniej więcej połowie tego przebiegu.

Wymiana tłumika drgań skrętnych wału korbowego zwykle kosztuje od 50 do 100 zł - ale pod warunkiem, że klient serwisu zażyczy sobie, by mechanicy nic więcej nie robili. W praktyce zwykle zaleca się jednoczesną wymianę paska wielorowkowego oraz napinacza i koła pasowego alternatora, co może zwiększyć koszt usługi o kolejne 150 do 500 zł - i nadal mówimy o kosztach bez uwzględnienia cen części.

Samo koło pasowe potrafi kosztować ok. 50 zł, ale w przypadku bardziej zaawansowanych konstrukcji cena może być 4-cyfrowa. Poniżej znajdziecie orientacyjny zakres cen kół pasowych o standardowej konstrukcji dla kilku popularnych modeli aut. Uwaga: ceny nie muszą zawierać kosztu śrub potrzebnych do montażu (które osobno kosztują zwykle ok. 20-100 zł) - na ogół są to śruby jednorazowe, nienadające się do ponownego użycia. Warto sprawdzić zawartość zestawu przed zakupem.

Czytaj również:

Zdjęcie główne: natali_ploskaya, Shutterstock.com