Sprężarka zębata a pasowa: co naprawdę je różni

Niemal każda nowoczesna ciężarówka ma sprężarkę hamulcową napędzaną zębato: jest przykręcona do obrobionego kołnierza napędowego na silniku i napędzana bezpośrednio przez zespół kół rozrządu. Sprężarki paskowe stanowią mniejszość – spotyka się je w autobusach, podwoziach średniej ładowności, starszym sprzęcie i zabudowach specjalistycznych, gdzie silnik nie ma kołnierza napędowego dla sprężarki lub gdzie potrzebne są wyższe obroty sprężarki na biegu jałowym. Sama część tłocząca działa tak samo w obu przypadkach – tłokowa sprężarka wysokoprężna ładuje zbiornik mokry, aż regulator wyłączy zasilanie, zwykle między 120 a 135 psi – ale mocowanie, smarowanie, obsługa i sposób awarii różnią się na tyle, że oba typy nigdy nie są wymienne w tym samym silniku.

Jak zbudowany jest każdy z napędów

Sprężarki napędzane zębato

Jednostka z napędem zębatym montowana jest na kołnierzu lub gnieździe przedniej obudowy kół rozrządu, obudowy koła zamachowego lub kołnierzu osprzętu, a jej koło napędowe zazębia się z kołem wałka rozrządu, kołem korbowym lub kołem pośrednim w łańcuchu rozrządu. Napęd jest sztywny – bez poślizgu, bez konieczności ustawiania naciągu – więc sprężarka obraca się w stałym przełożeniu do prędkości silnika przez cały okres eksploatacji. W większości konstrukcji olej silnikowy doprowadzany jest kanałem w kołnierzu montażowym lub zewnętrznym przewodem zasilającym i odprowadzany z powrotem przez kołnierz, dzięki czemu sprężarka korzysta ze wspólnego z silnikiem zasilania olejem, filtracji i ciśnienia. Głowice cylindrów w większych jednostkach zębatych są zwykle chłodzone cieczą, podłączone wężami do obiegu chłodzenia silnika, co pozwala im pracować w sposób ciągły przy wysokim obciążeniu bez przegrzewania zaworów tłocznych.

Sprężarki napędzane paskiem

Jednostka paskowa jest mocowana na wsporniku i napędzana paskiem klinowym lub wielorowkowym od koła pasowego wału korbowego – dokładnie tak jak alternator czy sprężarka klimatyzacji. Ponieważ przełożenie koła pasowego można dobrać samodzielnie, napęd paskowy pozwala zwiększyć obroty sprężarki – przydatne w autobusie miejskim, który spędza dzień na biegu jałowym, obsługując drzwi, klękanie i zawieszenie, wciąż potrzebując uzupełniać powietrze. Smarowanie bywa różne: niektóre sprężarki paskowe są samosmarne, z własną zamkniętą miską olejową i wskaźnikiem poziomu lub korkiem wlewu do sprawdzania według harmonogramu, inne nadal pobierają olej silnikowy przewodami zasilającymi i powrotnymi. Głowice mogą być chłodzone powietrzem lub cieczą, zależnie od modelu.

Napęd zębaty a paskowy – zestawienie

Niezawodność i sposób awarii każdego typu

Sprężarki napędzane zębato ulegają awarii od wewnątrz. Zużyte pierścienie, pęknięta głowica, nieszczelna uszczelka głowicy czy zmęczony odciążacz objawiają się olejem w osuszaczu powietrza, wolnym napełnianiem lub stukiem pod obciążeniem – nie problemem z napędem. Sam napęd rzadko sprawia kłopoty, ale gdy sprężarka się zatnie, uderzenie pochłania zespół kół rozrządu, co zamienia naprawę części w naprawę silnika. Drgania skrętne wału korbowego przenoszą się bezpośrednio na koło napędowe, dlatego luźne lub zużyte mocowanie koła napędowego warto sprawdzić przy każdej okazji, gdy jednostka jest zdemontowana.

Sprężarki paskowe mają dodatkową, łatwiejszą ścieżkę awarii. Przypalony, zaolejony lub luźny pasek ślizga się pod obciążeniem, więc sprężarka obraca się wolniej, niż „myśli” silnik, a czas uzupełniania powietrza się wydłuża – klasyczny powód, dla którego ciężarówka wydaje się sprawna w jeździe stałej, ale traci ciśnienie w ruchu miejskim. Przeciągnięcie paska jest równie szkodliwe: nadmierne obciążenie boczne zużywa przednie łożysko i uszczelnienie wału, a nieszczelne uszczelnienie wału w jednostce zasilanej olejem silnikowym zacznie ociekać. Pasek pełni rolę mechanicznego bezpiecznika, ale przy pojedynczym pasku wielorowkowym jego zerwanie zabiera ze sobą także pompę wody i alternator, więc traktuj to jako awarię drogową, a nie udogodnienie.

Co się zmienia przy obsłudze

Przy jednostce paskowej sprawdzenie napędu jest częścią każdego przeglądu: stan paska, skok napinacza, wyosiowanie koła pasowego, a przy sprężarkach samosmarnych – poziom oleju. Jeśli ciężarówka wolno buduje ciśnienie, pasek to pierwsza rzecz do wykluczenia – długo zanim obwinisz sprężarkę, regulator czy odciążacz. Przy jednostce zębatej nie ma nic do sprawdzenia w samym napędzie; obserwuje się natomiast przenoszenie oleju, temperaturę przewodu tłocznego, nagar oraz zachowanie przy wyłączeniu i załączeniu, spodziewając się wyłączenia w okolicach 120-135 psi i załączenia w okolicach 100-110 psi, z ostrzeżeniem o niskim ciśnieniu ustępującym wyraźnie powyżej progu ok. 60 psi.

Różnica pogłębia się przy demontażu. Sprężarka paskowa schodzi razem z paskiem, śrubami wspornika i kilkoma przyłączami powietrza i oleju. Jednostka zębata oznacza uzyskanie dostępu do kołnierza, rozprzęgnięcie lub wyjęcie koła napędowego, obsługę uszczelki kołnierza lub o-ringu oraz doprowadzenia oleju, a w niektórych silnikach – uwzględnienie znaków ustawienia rozrządu. Zaplanuj dodatkowe godziny; procedurę krok po kroku opisuje nasz poradnik wymiany sprężarki hamulcowej.

Dobór zamiennika

Nigdy nie próbuj przerabiać jednego typu napędu na drugi. Zamawiaj według numeru OE wybitego na jednostce i potwierdź każdy z poniższych punktów:

• Typ napędu i interfejs – kołnierz zębaty czy wał z kołem pasowym, plus układ śrub kołnierza i średnica centrującą.
• Kierunek obrotów – wiele sprężarek jest kierunkowych; niewłaściwy kierunek nie zapewni prawidłowego smarowania ani odciążania.
• Sposób smarowania – zasilanie z silnika czy samosmarowanie; jednostka samosmarna podłączona do kanału olejowego silnika zaleje się olejem.
• Chłodzenie – głowica chłodzona powietrzem czy cieczą, oraz rozmiary przyłączy pasujące do przewodów.
• Pojemność i obciążenie – dobrana do zapotrzebowania na powietrze; zobacz jednostki jedno- a dwucylindrowe.
• Układ przyłączy – źródło zasysania (filtr powietrza czy dolot doładowany), gwint tłoczny oraz przyłącza sygnału odciążacza/regulatora.

Katalogi porównawcze sprężarek hamulcowych o jakości OE zestawiają te parametry z numerami Bendix, Wabco/ZF, Knorr-Bremse oraz numerami producentów ciężarówek, co jest najszybszym sposobem, by potwierdzić, że patrzysz na tę samą konfigurację napędu, a nie tylko taką samą pojemność.

Jeśli nie masz pewności, jaki typ posiadasz, spójrz na tył sprężarki, nie na przód. Obrobiony kołnierz przylegający płasko do silnika bez śladu paska oznacza napęd zębaty; wspornik, koło pasowe i pasek – napęd paskowy.

Który jest więc lepszy?

Przy ciężkiej, intensywnej eksploatacji wygrywa napęd zębaty: bez poślizgu, bez obsługi paska, stała wydajność i możliwość zastosowania jednostek o większej pojemności. Napęd paskowy sprawdza się tam, gdzie silnik nie ma kołnierza napędowego, gdzie sprężarka musi mieć zwiększone obroty na biegu jałowym, lub gdzie szybka, tania wymiana liczy się bardziej niż maksymalny cykl pracy. Żaden z napędów nie zmienia tego, czego oczekuje układ pneumatyczny poniżej – pełne naładowanie w okolicach 120 psi, hamulce sprężynowe zaczynające się załączać w zakresie 20-45 psi w miarę spadku ciśnienia – więc właściwa odpowiedź to po prostu ta, do której zaprojektowano dany silnik, dobrana odpowiednio i zamontowana czysto.