Motori sa zupčastim remenom – Ubojica motora?

Doista je upečatljivo – klipni motori s unutarnjim izgaranjem koji se temelje na 150 godina starim izumima gospode Otto i Diesela, sve su efikasniji. Jasno je na prvu – što se nešto lakše pokreće, potrebno je manje energije za pokretanje. Upravo stoga razlikuju se trkaći bicikli s uskim gumama od onih namijenjenih svim terenima koji su opremljeni širokima.

Motor u radu troši mnogo energije za pogon razvodnog mehanizma (bregastih vratila), a za to je potrebno gorivo. Dok masivni kamionski motori s vrlo dugim životnim vijekom i golemim okretnim momentom svoja bregasta vratila pokreću preko kaskade neuništivih zupčanika, a dugoprugaši poput Mercedesa i Co. za isti posao koriste prst široke udvojene lance, drugi su se proizvođači odlučili za gumeni zupčasti remen. Oni se vrte tiše od lanca, trebaju manje energije za pokretanje, značajno su jeftiniji za proizvesti, jednostavnije se ugrađuju i k tome su još i lakši.

Jedini nedostatak im je potreba da ih se nakon nekoliko godina ili pri određenoj kilometraži od oko 100.000 km (ponekad više, ponekad manje) preventivno zamijeni. Radi se o tome da svaka guma s vremenom (o)stari, otvrdne te postane porozna, tj. lomljiva. Različitu otpornost na ove pojave poznajemo iz svakodnevice – od automobilskih guma do gumenih brtva na vratima ili brisačima.

Zamjena je potrebna, jer je taj remen jedini dio koji održava motor u fazi – ventili se moraju otvoriti i zatvoriti točno u određenom trenutku, odnosno kada se radilica nalazi u potrebnom položaju. Osim toga, taj remen počesto pokreće i vodenu pumpu. Kada dođe vrijeme zamjene, onda se u pravilu – osim remena – mijenja i pumpa rashladnog sredstva motora, ali tu je riječ o unaprijed poznatim troškovima s kojima se (mora) računa(ti). Postoje razne varijante gumenih remena koji se koriste u motorima, ali ovi razvodni su uvijek ojačani kako bi izdržali sve što se od njih očekuje. U pravilu ovi remeni ne mogu puknuti.

Lov na efikasnost

U potrazi za uštedom još koje kapljice goriva inženjeri razvijaju razna rješenja. Neki pritom ostvare cilj kratkoročno, no na dugi rok se to obije o glavu. Prisjetimo se BMW-a i VW-a oko 2010. godine. Tada su oni počeli koristiti sve uže i lakše razvodne lance koji su potom bili uzrokom skupih kvarova jer bi se – ili istegnuli ili jednostavno puknuli – umjesto da izdrže obećani životni vijek motora bez ikakve potrebe za održavanjem.

Autodobavljač Continental, odnosno da budemo precizni, njegova tvrtka koja je specijalizirana za remenski prijenos ContiTech Antriebssysteme je 2009. predstavila ‘Conti Oil Runner’, novu vrstu zupčastog razvodnog remena koji je razvijen specijalno za stalni kontakt s uljem. Proizvođač je tada izjavio da njegov remen može pouzdano raditi u uvjetima identičnima okruženju lanca (ulje temperature 120 stupnjeva) i da će nadživjeti životni vijek motora. Osim toga, smanjena širina remena i stalno podmazivanje trebaju donijeti osjetno povećanje efikasnosti u usporedbi s uobičajenim načinima prijenosa.

Još te godine VW je počeo svoje motore EA189 opremati takvim remenskim pogonom za uljnu pumpu na 1,6 TDI-motorima. Novitet je ugrađen i u nasljednika EA288 koji je predstavljen 2012. te je tako dospio i u dvolitrenu verziju. Oba se motora mogu pronaći u nebrojenim modelima koncerna pod značkama VW-a, Audija, Seata i Škode. Ford je isprva krenuo drugim putem i iskoristio Oil Runner za pogon visokotlačne pumpe na 1,8-litrenom dizelašu Endura-DI. S pumpe je suhi remen dalje preuzimao pogon za bregasta vratila. Nadalje, 2012. Ford je predstavio tada s razlogom izuzetno hvaljeni ecoBoost trocilindraš koji i danas vrijedi kao mjerilo promišljenog i uspješnog downsizinga. Naime, on je koristio uljni remen i za pogon uljne pumpe i za pogon bregastih vratila.

Nekako u isto vrijeme je PSA (danas Stellantis) predstavio svoj novi 1,2-trocilindraš PureTech koji se otad zapravo ugrađuje u sve modele koncerna. Pritom se radi, kao kod Forda, o koncepcijski gotovo identičnom motoru s tri cilindra s dobrim odnosom snage i potrošnje te, tako je zamišljeno, neproblematičnim održavanjem i pouzdanošću.

Dosta kasnije su Honda i General Motors odlučili tehniku Wet-belt (poznatu i kao Belt in oil) također primijeniti na svojim trocilindrašima. Vibracije, koje su neizbježna posljedica relativno velikog razmaka paljenja trocilindarskog motora, se s remenom u ulju djelomično prigušuju. To, u usporedbi s neelastičnim lančanim prijenosom, daje mirniji rad u praznom hodu.

GM-ov motor je stigao u Opel kratko nakon preuzimanja od PSA 2017. i samo u Astri K koja je 2021. već zamijenjena kada je njezin nasljednik počeo koristiti francusku platformu. Zato je ovaj motor relativno rijedak i ne treba ga miješati s motorima PureTech.

Evo u čemu je problem

Ford, Volkswagen, Stellantis, Honda i GM – neki od najvećih svjetskih proizvođača su tako iskoristili prednosti zupčastog remena u ulju. Uspješno? Ti su motori sada stari desetak godina i dojam je malo izblijedio. Danas znamo – to nije bila najbolja ideja.

Već od početka se znalo da je za korištenje remena u ulju izuzetno važna, tj. presudna precizna specifikacija ulja. Ulje mora imati aditive koji sprječavaju nagrizanje gume. Pažnja! Specifikacija nije klasa viskoziteta (kao 5W-30)! Pored klasifikacije Europske udruge proizvođača ACEA (dakle, ACEA A5/B5 za benzince, tj. ACEA C3 za dizelaše) proizvođači navode i vlastite kodove za propisana, tj. dopuštena ulja. Konkretno – PSA B71 2312 kod Stellantisa, WSS-M2C948 – B za Ford, VW-Norm 507.00 ili novija za Volkswagen, Dexos1 Gen2 ili OV0401547 kod Opela. Dakle, ove su šifre ključne i treba ih (po)tražiti na kanticama s uljem.

Svaka kapljica ulja koja ne udovoljava ovim specifikacijama, dakle i neko neplanirano dopunjavanje na benzinskoj postaji na duljem putu, smanjuje kemijsku otpornost remena na degradaciju. Ipak, Ford navodi da je u servisnom intervalu dopušteno nadopuniti 0,5 l ulja druge specifikacije, Opel jednu litru, i to tako dugo dok specifikacija baznog ulja u motoru štima. No s vremenom i na vozilima koja imaju prethodne vlasnike je teško biti siguran u to kakvo je ulje korišteno, jer je najčešće po isteku jamstva korišteno jeftinije od propisanog.

Ima još – čak i na motorima s urednim servisnim knjižicama ima problema, ili faza više nije sto posto ispravna ili se pali lampica tlaka ulja u motoru. Naime, zaštitni sloj remena koji ga treba štititi od kemijske degradacije na duge staze ne (iz)drži i s vremenom se počne trošiti, obično na rubovima.

Posljedično, počinje nagrizanje strukture remena koji se deformira – postaje širi i duži. Ovo posljednje je opasnije za motor jer vrijeme otvaranja ventila više nije precizno. Najgore je pritom što se s vremenom smanjuje otpornost remena i počinje njegovo trošenje – zubi se mogu posve istrošiti ili remen posve oljuštiti što će trenutačno uništiti motor. S protokom vremena Stellantis je stoga interval zamjene remena smanjio s prvotnih 12 godina/240.000 km na mršave dvije godine/70.000 km.

Otežani protok ulja

No nevoljama tu nije kraj. Pored opasnosti od preskakanja, tj. pucanja remena, dolazi do dodatnog problema. Svaki remen, s ili bez kemijske degradacije, s vremenom proizvodi otpad. Kod suhog remena je to prašina slična prašini kočnica koja se hvata po poklopcu i ventilira u okoliš pa nije problem. Kod mokrog remena bi se u teoriji taj otpad trebao isprati iz motora starim uljem koje se ispušta iz njega ili bi ga trebao pohvatati filtar ulja. No ako ova degradacija nastavi i s vremenom se pojačava, komadići gume sve su veći. Otpad više nije fina prašina nego komadići gume i pletivo ojačanja remena. Ti su komadići tako veliki da ne mogu proći kroz sito usisa uljne pumpe pa se ondje talože i lijepe. Čak ni zamjena ulja ne pomaže i ti komadi gume ostaju u motoru.

To postaje opasno kad nakupina tog smeća počne ometati protok ulja (zato se pali lampica tlaka ulja u motoru, ali to je obično znak da je već prekasno). Smanjeni protok ulja kroz pumpu izaziva nedovoljnu količinu ulja u motoru, podmazivanje postaje manjkavo i počinje se tu i tamo kidati uljni film. Motor je upravo postao teško ‘bolestan’ i ‘smrt’ mu prijeti svakim kilometrom dok se mehanički troši ubrzanim tempom.

Jedina efikasna protumjera je demontaža uljne pumpe (što zahtijeva demontažu kartera ispod kojeg najčešće prolazi ispušna cijev koju također treba demontirati) i temeljito čišćenje sita, pod uvjetom da je pumpa ispravna.

Kako se ovaj efekt može prepoznati i laički? Ako motor, u pravilu zimi, nakon starta još nekoliko sekundi ne gasi crvenu lampicu tlaka ulja to je prvo (smatrajte i posljednje) upozorenje da auto treba odmah vučnom službom odvesti u servis. Svaki dodatni start je tjeranje maka na konac.

Kontrola (ni)je moguća

Mogućnost pravovremene kontrole bez demontažnih radova je trenutačno moguća samo kod motora PureTech (Stellantisa, vidi gore). Kroz otvor za dolijevanje ulja može se vidjeti remen na remenici usisnog bregastog vratila. Ondje se može umetnuti jeftini mjerni alat koji provjerava je li remen već nabubrio. Tada mjerne nožice više ne pristaju. I kod nas relativno rijetki Hondini trocilindraši dopuštaju pogled na remen, ali mjerni uređaj ne postoji. Vizualna provjera kod Forda (za remen pogona bregastih) i kod Opela traži demontažu poklopca ventila. Kod VW-a treba najprije demontirati kanalni i suhi zupčasti remen, tek potom karter i brtvenu ploču. Tek tada je moguć pogled na uljnu pumpu i njezin pogonski remen. Tko je dospio tako daleko, treba u svakom slučaju odmah zamijeniti i remen.

Postoji li rješenje?

Za mnoge motore VW-koncerna s osjetljivim TDI-motorima, MIK-motori iz Osnabrücka (https://mikmotoren.de) nude kit za pregradnju koji se sastoji od lanca i lančanika, a zatim oni pokreću uljnu pumpu. Uz to, blago je modificiran prijenosni omjer pa se pumpa brže vrti i daje viši tlak što dodatno štiti motor. Kit košta od 849 eura naviše (ovisno o motoru). Pored toga bilo bi uputno zamijeniti i bregasta vratila koja su u VW-ovu koncernu oduvijek tema što će cijelu priču poskupjeti na oko 2000 eura. Tvornica zasad ne planira izvesti bilo kakve zahvate.

Usporedbeno rješenje za pogon ventila mokrim remenom i naknadnu ugradnju lančanog kita na postojeće motore postoji za Stellantisove motore, a nudi ga tvrtka iz Nizozemske na sljedećoj web-adresi – www.puretechtimingchain.com.

Ford je svoj EcoBoost već 2018. prebacio s remenskog na lančani prijenos. Pritom je motor temeljito redizajniran pa se na obnovljenom lančani prijenos nalazi sa strane mjenjača. No remen u ulju za pogon uljne pumpe je ostao. Obitelj motora je promijenila ime iz Fox u Dragon i razlikuje se i optički (turbo je odsad sa stražnje strane motora pa ispušna cijev više ne prolazi ispod kartera). Svi jednolitreni motori s lančanim razvodom su opremljeni ili pripremljeni za deaktivaciju jednog cilindra koja je u međuvremenu ispala iz programa.

Slično je kod Stellantisa – i tamo je remen zamijenjen lancem, ali to nije vidljivo na prvi pogled. Kodovi motora EB2LTED i EB2LTEDH2 koji se koriste od sredine 2022. skrivaju lančani prijenos. Zbog mnogobrojnih modela koncerna ne može se na temelju modela biti siguran ima li motor lanac ili remen – potrebno se raspitati u ovlaštenoj mreži s konkretnom šasijom da bi se utvrdilo koju vrstu motora ima ugrađenu.

Kupcima rabljenih, u svakom slučaju, savjetujemo da kod svih spomenutih motora u svoj budžet za kupnju odmah uključe i trenutačnu promjenu remena, i to bez obzira na teoretski preostali deklarirani životni vijek remena. Samo tako se u dolazećim godinama može smanjiti rizik od kapitalnog kvara.

U međuvremenu, Continental kao dobavljač remena Belt in oil nudi poboljšani remen (model CT1288 umjesto prijašnjeg CT1188). Conti tvrdi da s tim remenom i stari motori mogu odraditi visoke kilometraže, ali naglašava da je pridržavanje ispravne specifikacije ulja ključno. Zamjena remena košta oko 1250 eura. Kod Forda cjelokupan paket zamjene obaju remena sa svim zavisnim originalnim dijelovima u ovlaštenoj mreži stoji oko 1600 eura. S pogledom na ostatak vrijednosti automobila, kupci mogu sami odlučiti hoće li se upustiti u ove zahvate ili ih prenijeti na sljedećeg vlasnika kojeg potom čeka isti zadatak.

Zaključak

Teorija i praksa su u slučaju remena u ulju, nažalost, dosta udaljene. Ideja smanjenih gubitaka u razvodnom sustavu i sustavu podmazivanja se s vremenom pokazala kao slaba točka motora. Nažalost, to pogađa stotine tisuća vlasnika rabljenih automobila koji se susreću s povećanim brojem kvarova motora koji su izuzetno skupi za otklanjanje. Samo precizno održavanje i pravovremena zamjena pogođenih dijelova drži probleme pod nadzorom. 

IZDVOJENO

Kako funkcionira zupčasti remen

Koja je zapravo funkcija zupčastog remena? I zašto je njegovo otkazivanje smrtna presuda za motor?

Mnogi uspoređuju rad benzinskog ili dizelskog motora s pumpom zraka. Zrak mora ući u komoru izgaranja i iz nje izaći. Pritom između tih dviju faza komora izgaranja mora biti zatvorena te savršeno zabrtvljena – to je zadaća ventila.

Ventil se u točno određenom trenutku mora otvoriti, ostati otvoren točno određeno vrijeme i potom u točno određenom trenutku zatvoriti. Za to vrijeme se klip u cilindru giba gore-dolje. Dakle, otvaranje ventila se mora događati usklađeno s gibanjem klipa. Ventil otvara bregasto vratilo koje se okreće, preko brijega pritišće ventil i tako ga otvara.

Bregasto vratilo pokreće radilica na koju su vezani klipovi. Zato govorimo o pogonu razvodnog sustava s pomoću radilice. Taj pogon može biti preko lanca, remena, seta zupčanika ili poluga. Ako se taj pogon prekine dok motor radi, ventil će stati, ali klip neće i kontakt je neizbježan. U ovisnosti o stupnju kompresije i kutu pod kojim je ugrađen ventil, intenzitet udarca u klip može biti veći ili manji. Ako je intenzitet udarca manji, motor se u pravilu može popraviti, a ako je udarac bio jači, onda najčešće ne. U svakom slučaju, trošak je (vrlo) velik.