Dlaczego we współczesnych silnikach rozrząd znajduje się z tyłu?

W 2007 roku firma BMW zmieniła konstrukcję swoich silników Diesla, umieszczając napęd rozrządu po stronie skrzyni biegów. Rok później Daimler zrobił to samo ze swoim popularnym dieslem. Dziś stosuje to kilku producentów. To prawdziwa udręka dla mechaników i kura znosząca złote jaja dla serwisów autoryzowanych. Ale wcale nie o to chodziło konstruktorom.

Mechanizm napędu rozrządu umieszczony po stronie skrzyni biegów, czyli w silniku zamontowanym wzdłużnie – umieszczony z tyłu - spędza sen z powiek niektórym mechanikom, a jeszcze bardziej świadomym użytkownikom. Nie raz już słyszałem, że to spisek, by podnieść koszty serwisu i napraw, bo niczego dobrego to nie przynosi.

Chodzi o to, że wymiana napędu rozrządu jest procesem o wiele bardziej czasochłonnym, ponieważ trzeba silnik zdemontować, a przynajmniej zrobić to ze skrzynią biegów i sprzęgłem, by dostać się do napędu rozrządu. W niektórych przypadkach sama robocizna jest znacznie droższa niż komplet części do wymiany, nawet oryginalnych.

Z tego też powodu producenci stosujący napęd rozrządu po stronie skrzyni biegów używają wyłącznie łańcucha, ponieważ jest to rozwiązanie co do zasady trwalsze i nie wymaga serwisu (okresowej wymiany). Niestety przykład silników BMW (N47), ale i Mercedesa (np. OM 651) pokazuje, że nie do końca się to udało. Łańcuchy w wielu samochodach się rozciągały i wymagały wymiany, a użytkownicy nierzadko ponosili koszty kilku tysięcy złotych, choć były i kwoty pięciocyfrowe.

Spisek producentów? Łatwo wyciągnąć taki wniosek, bo przecież każdy producent samochodu zarabia w dużym stopniu na wizytach w serwisie. A co niby daje umieszczenie rozrządu z tyłu, jeśli nie same komplikacje?

Złóżmy kilka faktów. Pionierami w stosowaniu takiego napędu rozrządu na dużą skalę w popularnych sinikach były niemieckie firmy BMW i Mercedes-Benz. Wspólną cechą jest nie tylko niemieckie pochodzenie, ale też konstrukcja popularnych modeli z silnikiem umieszczonym wzdłużnie z napędem na tylną oś. Trzeci fakt to okres 2007-2008 dla ich jednostek, w których łańcuch rozrządu pojawił się z tyłu.

W 2006 roku zaczęła obowiązywać nowa norma emisji spalin, a w latach 2007-2008 najwięksi producenci samochodów wprowadzali nowe modele, generacje lub przynajmniej liftingi (w tym modernizacje silników), by lepiej dostosować swoje auta do nowych wymagań emisyjnych. Co ma to do łańcucha rozrządu?

Z technicznego punktu widzenia umieszczenie napędu rozrządu dla samego silnika nie ma żadnego znaczenia, ale dla całego samochodu z silnikiem zamontowanym wzdłużnie już tak. Otóż łańcuch znajdujący się przy sprzęgle i skrzyni biegów nie zabiera przestrzeni, jakiej potrzebuje napęd rozrządu z przodu. A to oznacza, że silnik w przedniej części może być niższy.

Wynika to z faktu, że wałki rozrządu umieszczone na samej górze silnika potrzebują do napędzania kół zębatych (lub pasowych), których górny obrys jest umieszczony wyżej od samych wałków. W efekcie obudowa wałków rozrządu jest najwyższym elementem konstrukcyjnym silnika, więc lepiej, żeby znajdowała się z tyłu, dzięki czemu z przodu niższy silnik pozwala na niższe poprowadzenie maski.

To z kolei sprawia, że samochód może mieć mniejszy współczynnik oporu powietrza, a także być bezpieczniejszy dla pieszych w razie potrącenia. Niżej umieszczona maska lepiej "przecina" powietrze przy wysokich prędkościach. To ma bardzo duże znaczenie dla niemieckiego klienta niemieckiego samochodu z silnikiem Diesla, który jeździ po niemieckich autostradach, bo wpływa na niższe zużycie paliwa przy dużych prędkościach.

Co więcej, konstruktorzy mogą swobodniej zagospodarować przednią część komory silnika, ponieważ dzięki napędowi rozrządu z tyłu, jest on nieco krótszy. Dodatkowym atutem jest przeniesienie stosunkowo dużej masy elementów napędu rozrządu (koła zębate, napinacze, łańcuch) do tyłu, co poprawia rozkład mas.

Z kołami pasowymi i napędem osprzętu nie ma tego problemu, ponieważ alternator czy pompy można umieścić znacznie niżej, co widać na powyższym zdjęciu.

Z konstrukcyjnego punktu widzenia - nie samej jednostki napędowej, ale całego samochodu z silnikiem umieszczonym wzdłużnie - zastosowanie napędu rozrządu z tyłu ma więc same zalety. Dlatego takie rozwiązanie znajdziemy już nie tylko w konstrukcjach BMW czy Mercedesa, ale także Mazdy czy Jaguara.

Dla mechaników i użytkowników wciąż pozostaje to małym koszmarem, ale jeśli konstrukcja napędu rozrządu jest dopracowana, a serwisowanie auta właściwe, kierowcy nie mają się czego bać, natomiast mogą korzystać z wymienionych tu zalet.