Cерьезно о ремне
Когда перед конструкторами двигателей внутреннего сгорания встал вопрос о способах передачи вращения различным навесным агрегатам, выбор остановился на ременной передаче. Замечательно, что по мере развития техники ремень получает все большее распространение, вытесняя цепи, шестерни и даже иногда валы. Сочетание бесшумности и плавности работы с простотой и незначительными потерями на трение получило достойную оценку моторостроителей. В приводе навесного оборудования двигателя ременной передаче, точнее ременным передачам, нет альтернативы.
Конструкция приводного ремня постоянно развивается, и на сегодняшний день он представляет собой высокотехнологичный продукт, соответствующий условиям работы современных агрегатов. Присмотримся к ремням внимательнее на примере продукции Conti Tech Power Transmission Group – признанного лидера в производстве ремней, приводных систем и комплектующих для автомобилей и промышленности.
Рассказ начнем с фрикционной передачи, то есть с ремней, действующих за счет силы трения. Согласно законам механики, ее величина пропорциональна усилию в контактной зоне. Следовательно, для такой передачи, первостепенное значение имеет предварительный натяг ремня. Чтобы еще больше увеличить силу, ремень заставляют заклиниваться между конусными щеками шкива, соответственно, сам ремень называют «клиновым».
Отношение ширины верхней поверхности такого ремня к его высоте составляет 1,2/1. По форме поперечного сечения клиновые ремни бывают со сплошным поперечным сечением и зубчатые. Зубчатые ремни, кроме сомнительного выигрыша в материалоемкости, обеспечивают меньшее проскальзывание относительно шкивов малого диаметра. В поперечном сечении современный клиновой ремень состоит из тканевой оболочки, нитей корда, воспринимающих основную нагрузку, и базовой каучуковой композиции. В обозначении таких ремней, как правило, присутствует тип профиля, ширина и длина ремня.
Поликлиновые ремни – это еще одна разновидность фрикционной передачи. Такие ремни объединяют в себе несколько маленьких клиновых, благодаря чему обладают очень высокой гибкостью, а обратная ветвь ремня может также использоваться для передачи мощности. Рабочие характеристики позволяют использовать один ремень для одновременного привода нескольких устройств автомобиля (генератор, вентилятор, водяной насос, компрессор кондиционера, насос гидроусилителя руля и т.д.) если угол охвата ремнем каждого из шкивов достаточно велик. Ремень с поперечным сечением типа РК получил наибольшее распространение на автомобилях в последние годы. Это позволяет использовать шкивы меньшего диаметра (dmin=45 мм) чем те, которые необходимы узким клиновым ремням. Для передачи одинаковой мощности предварительное натяжение поликлиновых ремней должно быть примерно на 20% больше натяжения узких клиновых ремней. Стандартное обозначение поликлиновых ремней, как правило, включает в себя количество ребер, тип профиля и общую длину ремня. В составе ремня синтетическая резиновая подложка, нити прочного нейлонового корда, а также базовая композиция из синтетического каучука, контактирующая непосредственно с ручейками шкивов.
Изготовление «бутерброда» начинается c намотки заранее изготовленных слоев на болванку, представляющую собой металлический цилиндр с длиной окружности, равной длине ремня. По высоте цилиндра располагаются канавки, копирующие форму рабочей поверхности конкретной модели ремня. Первая стадия «пеленания» – намотка наружного слоя, затем следуют нити корда и следующий слой. По окончании «сборки» на верхнем слое появляется фирменная наклейка с обозначениями ремня. Стандартная операция в изготовлении многослойных резиновых изделий – горячая вулканизация. Обмотанный слоями цилиндр помещают в вулканизационную камеру.
Перед окончательной технологической операцией – нарезкой, заготовка напоминает короткой кусок резинового шланга, имеющего диаметр, соответствующий длине ремня. Остается только аккуратно нарезать «шланг» на колечки, упаковать и отправить заказчику. Для каждого типа ремня изготавливается индивидуальная оснастка – шаблон. Понятно, что сведения по оснастке, также как и состав сырья, обладают у производителя повышенным уровнем секретности. Некоторое количество снимков, сделанных автором непосредственно на производстве, было любезно предложено удалить из фотоаппарата. Зато осталась масса интересной информации о новых продуктах ContiTech Power Transmission Group.
Новинки – это серия ремней Conti Unipower. Заявленный производителем срок службы достигает 240 000 км. Продукт, способный поглощать вибрации, называется Conti Unipower Vibration Tuning. Рядом с ним Conti Unipower Elastic, благодаря особо эластичному корду способен работать без натяжного устройства. Еще одна новинка Conti Unipower Silent Grip. Благодаря наличию специальных ворсинок на внутренней поверхности увеличиваются сцепные свойства и снижается шум.
Не будем обходить вниманием еще одну группу приводных ремней – зубчатые. Они применяются в двигателях легковушек, а иногда и малотоннажных грузовиков, для привода распределительного вала, ТНВД, насоса охлаждающей жидкости или распределителя зажигания. Зубчатые (синхронные) приводные ремни, снабженные трапецеидальными или скругленными зубьями, совмещают в себе достоинства ременной передачи (любое требуемое расстояние между осями шкивов, бесшумная работа, удобство обслуживания) и зубчатой передачи (синхронности действия и минимальная нагрузка на подшипники.
Зубчатые ремни требуют направляющих для предотвращения соскакивания со шкива. Это достигается применением или одного зубчатого шкива с двумя фланцами, или двух зубчатых шкивов с одним фланцем на противоположных сторонах.
Технология изготовления зубчатых ремней не отличается от технологии производства клиновых или поликлиновых ремней. Разница заключается в составе слоев и форме вулканизатора.
Срок службы зубчатого ремня в двигателе – объект особого внимания. Его внезапный обрыв может привести к весьма дорогостоящим последствиям. Здесь лучше полагаться на рекомендации и опыт ведущих производителей. В ряду последних разработок Conti Tech Рower Transmission Group представляет новую группу зубчатых ремней. Это Conti Cold Runner, способный сохранять свои свойства до температуры -45оС; Сonti Diesel Runner, приспособленный к экстремальным нагрузкам в приводе дизельной топливной аппаратуры (насос-форсунки). С расчетной нагрузкой в 4500 Н срок службы последнего превышает 200 000 км.
Еще одна новая «фишка» – зубчатый ремень Conti Oil Runner, специально разработанный для замены цепного привода в механизмах, имеющих непосредственный контакт с маслом. Среди них приводы масляного насоса, балансирных и распределительных валов. Стойкость к маслу и другим нефтепродуктам достигается за счет применения специального эластомерного материала. Усилия разработчиков направлены на постепенное вытеснение цепного привода из двигателя.
Высококачественные детали – еще не гарантия успеха. Большое значение для срока службы ремня имеет его аккуратная установка и регулировка натяжения. Крайне важно, чтобы ролики и ремень были правильно смонтированы, в частности, ремень был натянут, как положено. Сделать это «на глазок» не всегда удается даже опытным мастерам-ремонтникам. В случаях с клиновыми и поликлиновыми ремнями результаты «ручной» регулировки хорошо известны. Либо ремень свистит, быстро изнашивая себя и шкивы, либо он перетянут, и тогда разрушаются и шумят подшипники.
А ведь проверить натяжение ремня – секундное дело. Для этого разрабатываются специальные измерительные приборы. Принцип работы большинства из них – приложил к ремню в определенном месте, нажал и прочитал показания. Современные электронные прибора способны определять значение натяжения ремня даже бесконтактным способом. Это устройства серии Conti VCM.
Напоследок еще одна важная заметка для потребителей. В последнее время на рынке все более актуальным становится вопрос контрафактной или альтернативной продукции, появляющейся на рынке по более привлекательным ценам.
Качество может гарантировать только конвеерный поставщик с солидной репутацией, и на наш взгляд, приобретать оригинальный продукт в конечном итоге гораздо выгоднее. При выборе ремня для покупки стоит уделить этому внимание.
