Καδένα VS ιμάντας χρονισμού: Ποια είναι η «καλύτερη» λύση για τον κινητήρα

Ένας κινητήρας αποτελείται προφανώς από πολλά μηχανικά μέρη και υποσυστήματα. Δεν είναι τυχαίο μάλιστα ότι η εξέλιξη ενός σύγχρονου μηχανικού συνόλου απαιτεί πολύ περισσότερο χρόνο και χρήμα από αυτή ενός νέου αυτοκινήτου.

MUST READ

Τα 5 πράγματα που δεν πρέπει να κάνεις όταν οδηγείς αυτοκίνητο με turbo (video)

Όσο για τους στόχους που θέτουν οι κατασκευαστές -συνήθως με αυτή τη σειρά- είναι η μείωση της κατανάλωσης, η αύξηση της ισχύος και η βελτιστοποίηση των απαιτήσεων συντήρησης.

Στην προκειμένη περίπτωση θα ασχοληθούμε με ένα συγκεκριμένο τμήμα των κινητήρων, που έχει ως αποστολή το συγχρονισμό και τη μεταφορά της κίνησης από το στροφαλοφόρο στους εκκεντροφόρους άξονες. Θα μιλήσουμε για τις αλυσίδες (καδένες) και τους ιμάντες χρονισμού.

Μία μικρή ιστορική αναδρομή

Αφήνοντας κατά μέρος μηχανισμούς με γρανάζια, οι αλυσίδες χρονισμού ήταν κάτι εύκολο στην παραγωγή και σχετικά αξιόπιστο, οπότε στο παρελθόν χρησιμοποιούνταν κατά κόρον από το σύνολο των κατασκευαστών. Με τη μεταφορά, ωστόσο, των εκκεντροφόρων από το πλάι στην κορυφή των κυλίνδρων, τα πράγματα άρχισαν να γίνονται λίγο πιο σύνθετα, λόγω της αυξημένης απόστασης των δύο αξόνων (εκκεντροφόρου-στροφαλοφόρου).

Αυτό μέχρι το 1962, όπου στη δυτική Γερμανία, παρουσιάστηκε το Glas S1004, το πρώτο μοντέλο παραγωγής με ιμάντα. Το συγκεκριμένο αποτέλεσε μία μικρή επανάσταση, αρκετή για να ωθήσει τη BMW να αγοράσει ολόκληρη την εταιρία, το 1966, ώστε να αποκτήσει αυτή την τεχνογνωσία. Την ίδια χρονιά, δε, η Fiat παρουσίασε τον πρώτο κινητήρα με 2 εκκεντροφόρους επί κεφαλής, με ιμάντα. Έτσι, μέχρι τα τέλη του ‘70 τα περισσότερα μοντέλα παραγωγής χρησιμοποιούσαν πλέον ιμάντα χρονισμού, αντί για αλυσίδα.

Τα χαρακτηριστικά του ιμάντα χρονισμού

Ένα από τα προτερήματα των ιμάντων είναι ότι είναι πιο ελαφριοί και εύκαμπτοι, κάτι που βοηθά αρκετά όταν έχουμε να κάνουμε με μεγάλα μήκη. Παράλληλα τοποθετούνται εξωτερικά του κινητήρα και δεν χρειάζονται λίπανση. Αντί λοιπόν να τρέχει επάνω σε οδηγούς (όπως συμβαίνει με τις αλυσίδες), ένας ιμάντας χρησιμοποιεί τροχαλίες, οι οποίες είναι εξοπλισμένες με εντατήρες. Οι εντατήρες αυτοί ασκούν την κατάλληλη τάση για τη σωστή κίνηση του ιμάντα.

Ένα ακόμα σημαντικό όφελος έχει να κάνει με τις μικρότερες τριβές που αναπτύσσονται στο όλο σύστημα (και άρα εξασφαλίζουν μειωμένη κατανάλωση και αυξημένες επιδόσεις). Παράλληλα οι ιμάντες εξασφαλίζουν χαμηλότερα επίπεδα θορύβου κατά τη λειτουργία τους και μεταφέρουν λιγότερους κραδασμούς.

Προφανώς, οι σύγχρονοι ιμάντες μικρή μόνο σχέση έχουν με τους παλαιότερους. Κατασκευάζονται από σύνθετα υλικά, χρησιμοποιώντας συνήθως ως μήτρα συνθετικό καουτσούκ όπως το νεοπρένιο, ή το EPDM. Στο εσωτερικό τους φέρουν μακριές ίνες από Fiberglass, Kevlar ή ανθρακονήματα, που τους προσφέρει την απαιτούμενη αντοχή σε εφελκυσμό.

Ανάλογα με τον κινητήρα και τις προδιαγραφές του, ένας ιμάντας χρονισμού θα πρέπει να αλλάξει μετά από 80-130.000 χιλιόμετρα. Παλαιότερα αυτό το όριο ήταν αρκετά πιο χαμηλά, ακόμα και κάτω από τα 60.000 χιλιόμετρα. Και συνήθως σε αυτή την αλλαγή συμπεριλαμβάνονται οι οδηγοί και η αντλία νερού. Το κόστος είναι μερικές εκατοντάδες ευρώ. Και πάλι όμως περιορίζεται μόλις στο ένα τρίτο από αυτό που απαιτεί μία αλλαγή αλυσίδας.

Τα χαρακτηριστικά της αλυσίδας χρονισμού

Μία αλυσίδα χρονισμού θυμίζει αρκετά αυτή ενός ποδηλάτου, ενώ και στην πράξη λειτουργεί αντίστοιχα. Αγκαλιάζει ένα σύστημα οδοντωτών τροχών και μεταφέρει την κίνηση μεταξύ αυτών. Για την ακρίβεια, το γρανάζι του στροφαλοφόρου έχει ακριβώς το μισό βαθμό περιστροφής από αυτά των εκκεντροφόρων, ώστε να επιτυγχάνεται η απαραίτητη σχέση μετάδοσης, δύο προς ένα, στους τετράχρονους βενζινοκινητήρες.

Οι σύγχρονες αλυσίδες είναι δύο τύπων, οι σιωπηλές (silent chain) και οι μονής ή διπλής σειράς κρίκων (roller chain). Οι πρώτες αποτελούνται από μικρούς, πολλαπλούς συνδέσμους, που συγκρατούνται μεταξύ τους με τη βοήθεια πίρων. Είναι εύκολες στην κατασκευή, οικονομικές και αρκετά αθόρυβες. Οι δεύτερες πάλι χρησιμοποιούν ρολά που μπορούν να περιστρέφονται ακολουθώντας την οδόντωση. Έτσι επιτυγχάνουν λιγότερες τριβές και φθορές, στον αντίποδα όμως είναι λίγο πιο ακριβές και παράγουν περισσότερο θόρυβο.

Το καλό με τις αλυσίδες είναι ότι κατασκευάζονται συνήθως από κράματα σιδήρου, πράγμα που σημαίνει ότι έχουν μεγάλη αντοχή. Θεωρητικά, μία αλυσίδα χρονισμού μπορεί να φτάσει και να ξεπεράσει σε χρόνο ζωής τα 200.000 χιλιόμετρα. Πρακτικά δηλαδή να κρατήσει για όλη της διάρκεια ζωής του κινητήρα. Εδώ όμως υπάρχει μία παγίδα, για να το πετύχει αυτό θα πρέπει να λιπαίνεται σωστά.

Σε αντίθεση με τους ιμάντες, όπου λειτουργούν εξωτερικά του κινητήρα, οι ανάγκες της αλυσίδας για λίπανση απαιτούν τη λειτουργία της σε ένα στεγανό κέλυφος. Αυτό μπορεί να αυξήσει κάπως τις συνολικές διαστάσεις του κινητήρα, απαιτεί ένα πιο σύνθετο σύστημα λίπανσης, ενώ σίγουρα εκτοξεύει και το κόστος σε περίπτωση αντικατάστασης.

Η σύγχρονη πρακτική

Την τελευταία δεκαετία οι κατασκευαστές επανέρχονται στη λογική των αλυσίδων, με αποτέλεσμα οι κινητήρες με ιμάντα να αποτελούν πλέον τη μειοψηφία. Η σύγχρονη εμπειρία, ωστόσο, έχει αλλάξει κάπως την οπτική αυτών των δύο μέσων, ως προς τον παράγοντα της αξιοπιστίας. Παλαιότερα θεωρούσαμε ότι ένας ιμάντας είναι πιο εύκολο να κοπεί, με καταστροφικά αποτελέσματα για τον κινητήρα. Μια αλυσίδα από την άλλη, παραμένει αθάνατη για όλη τη διάρκεια της ζωής του.

Αυτό πλέον δεν αποτελεί κανόνα. Καταρχήν έχουμε την τεχνολογία των υλικών, που έχει κάνει θαύματα ως προς την ποιότητα και τις αντοχές των ιμάντων. Από την άλλη, έχουν παρουσιαστεί μία σειρά από προβλήματα σε κινητήρες με αλυσίδες, κάνοντας τους κατόχους τους να το φυσάνε και να μην κρυώνει.

Όπως προείπαμε, μία αλυσίδα μπορεί να είναι πιο ανθεκτική, απαιτεί όμως σωστή λίπανση, αλλιώς θα οδηγηθεί σε πρόωρη φθορά. Εάν λοιπόν δεν αλλάζουμε συχνά τα λιπαντικά του αυτοκινήτου ή χρησιμοποιούμε λάδια αμφιβόλου ποιότητας, αυτό μπορεί να μας ζημιώσει, σε βάθος χρόνου. Υπόνοιες υπάρχουν ακόμα και για τις ανοχές που δίνουν οι ίδιοι οι κατασκευαστές στα μοτέρ τους. Κάποτε οι αλλαγές λαδιών γινόταν κάθε 5-8.000 χιλιόμετρα, ενώ τώρα ακούγονται νούμερα για άνω των 25.000 χιλιομέτρων.

Υπάρχουν περιπτώσεις κατασκευαστών με σοβαρές γνώσεις επάνω στους κινητήρες, όπως οι BMW και Honda, στις οποίες κινητήρες τους έσπασαν την αλυσίδα, με ό,τι αυτό συνεπάγεται. Θα πρέπει λοιπόν να προτιμούμε σύνολα με ιμάντα; Ασφαλώς και όχι. Απλά τα οφέλη και τα μειονεκτήματα γίνονται πλέον πιο δυσδιάκριτα, μεταξύ των δύο λύσεων. Όσο για το μέλλον, πιθανά δεν θα αργήσουμε να δούμε τα πρώτα σύνολα ευρείας παραγωγής με ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες, όπου θα καταργήσουν την ανάγκη των εκκεντροφόρων και κατ’ επέκταση των συστημάτων κίνησής τους. 

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ:

Αυτοκίνητο και χειμώνας: Τα 6 σημεία που πρέπει να ελέγξεις πριν πέσει για τα καλά η θερμοκρασία

Ο σωστός τρόπος για να ρυθμίσεις τους καθρέφτες του αυτοκινήτου

«Νεροχύτης» αυτοκινήτου: Γιατί πρέπει να τον καθαρίσεις άμεσα, πριν τα πρωτοβρόχια