Vetohihna ja jakohihna sijaitsevat vain sentin etäisyydellä toisistaan konepellin alla, mutta ne on kuitenkin suunniteltu täysin erilaisille kuormille, rakennettu eri materiaalipinoista ja epäonnistuvat täysin eri tavoin. Tällä sivulla käydään läpi materiaalitieteen, kulumiskäyttäytymisen ja vaihtotalouden molempien komponenttien takana käyttäen suunnittelustandardeja, joihin viitataan tuotannon ja materiaalin hankinnan aikana.
A käyttöhihna näkyykö ulkopuolinen hihna, kun konepelti on auki. Se kietoutuu kampiakselin hihnapyörän ja lisävarusteiden hihnapyörien ympärille välittäen pyörimisvoiman laturiin, ohjaustehostimen pumppuun, ilmastointilaitteen kompressoriin ja monissa kokoonpanoissa myös vesipumppuun. Kosketuspinta on uurrettu profiili, joka tarttuu kitkan kautta mekaanisen lukituksen sijaan, minkä vuoksi yhdistekoostumus, rivan syvyys ja hihnapyörän kohdistus vaikuttavat kaikki siihen, kuinka kauan hihna pitää jännityksen ennen lasin kiinnittymistä.
Jakohihnalla on täysin erilainen asema moottorin arkkitehtuurissa. Se istuu suojakannen takana, poissa näkyvistä rutiinitarkastuksen aikana, ja sen tehtävänä on pitää kampiakseli ja nokka-akseli pyörimässä kiinteässä suhteessa, tyypillisesti kaksi kampiakselin kierrosta jokaista nokka-akselin kierrosta kohden nelitahtisessa moottorissa. Sen sijaan, että jakohihna tarttuisi kitkan läpi, se käyttää hammastettua profiilia, joka osuu suoraan kampiakselin hammaspyörien ja nokka-akselin hammaspyörien kanssa, mikä mahdollistaa sen, että se säilyttää tarkan venttiilin ajoituksen kymmenien tuhansien kilometrien ajan ilman luisumista.
Vetohihnan ja jakohihnan suorituskyvyn vertailu alkaa kuormitustyypistä. Vetohihnaan kohdistuu jatkuvaa, kohtalaista kitkakuormitusta, joka jakautuu useiden lisävarusteiden hihnapyörille, ja kuorman suunta harvoin vaihtuu. Jakohihna kokee syklisen vääntömomentin käänteisen joka kerta, kun venttiilin jousi puristuu ja vapautuu, mikä aiheuttaa toistuvaa joustoväsymisjännitystä hihnan rungon läpi kulkeviin kiristysnaruihin. Tästä syystä jakohihnan vahvistusnarut on määritetty ensisijaisesti väsymiskestävyydeksi ja toiseksi vetolujuudeksi, kun taas käyttöhihnavahvistukset on määritelty ensisijaisesti rivan vakautta varten jatkuvassa kitkakosketuksessa.
Myös koko vaihtelee. Vetohihnan leveys ja ripamäärä sovitetaan sen käyttämien lisävarusteiden yhdistettyyn hevosvoimankulutukseen, joten ajoneuvossa, jossa on suurempi ilmastointikompressori tai tehokkaampi vaihtovirtageneraattori, on yleensä leveämpi hihna. Jakohihnan leveys ja hammasväli sovitetaan vääntömomenttiin, joka tarvitaan nokka-akselin pyörittämiseen venttiilin jousen vastusta vastaan kaikissa kierroslukualueen pisteissä, mukaan lukien kylmäkäynnistys, jossa öljy on paksuinta ja vastus on suurin.
Onko käyttöhihna sama kuin jakohihna? Yksi on kitkakäyttöinen lisävarustehihna, joka on asennettu moottorin ulkopuolelle. Toinen on positiivinen mesh-synkronointihihna, joka on asennettu ajoituksen kannen sisään. Niillä on yhteinen materiaaliluokka, ei toiminto.
Tällä erolla on eniten merkitystä, kun tapahtuu vika. Jos käyttöhihna vioittuu, laturi lopettaa lataamisen, ohjaustehostimen pumppu lakkaa avustamasta ja ilmastointikompressori lakkaa pyörimästä, mutta moottori itse jatkaa tyypillisesti käyntiä, ainakin riittävän pitkään turvalliseen pysäytyspisteeseen. Jos jakohihna vioittuu, nokka-akselin pyöriminen pysähtyy välittömästi. Moottoriasetelmissa, joissa männän liikerata ja venttiilin liikerata menevät päällekkäin, mikä tunnetaan häiriömoottorimalleina, jumiutunut nokka-akseli yhdistettynä edelleen pyörivään kampiakseliin luo suoran fyysisen törmäysvaaran venttiilien ja mäntien välille sekunnin murto-osassa.
Tuotantoluokan hihnat on rakennettu määriteltyjen materiaalitoleranssien mukaan yleiskäyttöisten kumikoostumusten sijaan. Alla olevassa taulukossa luetellaan tekniset erot, joihin useimmin viitataan suunnittelun validoinnin, yhdisteen valinnan ja mittatoleranssitarkistuksen aikana.
| Erittely | Vetohihna | Jakohihna |
| Ydinmateriaali | EPDM-kumiseos, polyesteririvan vahvistus | Kloropreeni- tai HNBR-yhdiste, aramidi- tai lasikuitukiristysköydet |
| Ajotapa | Kitkakosketin, uurrettu profiili | Positiivinen verkko, hammastettu profiili |
| Lataa kuvio | Jatkuva, alhainen kääntötaajuus | Syklinen, korkea kääntötaajuus |
| Käyttölämpötila-alue | -40 °C - 120 °C | -40 °C - 150 °C |
| Tyypillinen vetolujuus | Keskinkertainen, mitoitettu lisävarustekuormitukseen | Korkea, mitoitettu venttiilin vääntömomentin vaihtoon |
| asema | Ulkoinen, näkyy tarkastuksessa | Sisäinen, ajoituskannen takana |
| Normaali vaihtoväli | 60 000-100 000 km | 80 000-160 000 km, mallikohtainen |
| Vikatila | Lasitus, halkeilu, ripojen erotus | Hampaiden leikkaus, narun väsymys, äkillinen murtuma |
| Vikaa edeltävä varoitus | Näkyvää halkeilua, vinkumista, kiiltoa | Usein minimaalinen tai ei ollenkaan |
Jakohihnan kuluminen ei seuraa yhtäkään näkyvää oiretta, kuten monet muut komponentit tekevät. Sen sijaan kuluminen kerääntyy useiden riippumattomien mekanismien päälle samanaikaisesti, ja kohtaa, jossa nämä mekanismit yhdistyvät murtumaan, on vaikea ennustaa ulkopuolelta. Alla olevat vaiheet kuvaavat tyypillistä sisäistä etenemistä, eivät tarkistuslistaa, jonka kuljettaja voi tarkastaa suoraan, koska itse hihna pysyy piilossa jakokotelon takana koko käyttöikänsä.
Jatkuva hupun alla oleva lämpö vähentää vähitellen vahvistusnauhoja ympäröivän kumiyhdisteen joustavuutta. Karkaistu seos vastustaa taipumista kampiakselin ja nokka-akselin ketjupyörien ympärillä keskittäen jännityksen kunkin hampaan tyveen.
Toistuvat sidontajaksot aiheuttavat hienoja halkeamia yksittäisten hampaiden tyveen. Jokainen halkeama on itsessään mikroskooppinen, mutta kumulatiivinen vaikutus vähentää hammasprofiilin leikkauslujuutta peräkkäisillä kierroksilla.
Hihnan pituudella kulkevat vahvistusköydet vaimentavat venttiilin jousikuormituksen synnyttämän vääntömomentin. Väsymys kerääntyy mikromurtumina yksittäisten kuitujen sisällä, mikä vähentää asteittain narun tehollista vetokapasiteettia.
Kun hihna menettää joustavuutensa, kiristinkokoonpano kompensoi jousta tai hydraulipainetta säätämällä. Kun kiristin saavuttaa säätöalueensa reunan, hihnan löysyys lisääntyy ja hampaiden kiinnittäminen heikkenee.
Kun kertynyt hammas- ja naruvaurio ylittää hihnan jäljellä olevan rakenteellisen marginaalin, vika tapahtuu tyypillisesti äkillisesti eikä progressiivisesti, usein ilman erillistä varoitusväliä välittömästi etukäteen.
Ei ole olemassa kiinteää kilometrilukua, joka soveltuisi tasaisesti moottoreihin, koska edellä kuvatut viisi kulumismekanismia etenevät eri tahtiin riippuen käyttölämpötilasta, käyttöjaksosta, öljyn tilasta ja aiemmasta huoltohistoriasta. Kaksi saman mallin ajoneuvoa, jotka ajetaan samalla etäisyydellä, voivat osua hyvin eri kohtiin kulumiskäyrässä, jos toinen on viettänyt enemmän aikaa stop-and-go -lämpöpyöräilyssä ja toinen tasaisessa maantieajossa.
Se mitä voidaan sanoa luottavaisesti, on riskin suunta. Kerran a jakohihna vahvistetaan olevan nimellisvälillä tai sen yli, jokainen lisäkierto lisää hampaiden ja narujen kertynyttä väsymystä ilman vastaavaa kuormituksen vähenemistä. Turvallinen suunnitteluasento on käsitellä valmistajan määrittelemää aikaväliä luotettavan toiminnan ulkorajana, ei pehmeänä kohteena, jota voidaan laajentaa sen mukaan, miltä ajoneuvo tällä hetkellä kuulostaa tai tuntuu.
Yhdistelmäkovettuminen, hampaiden mikrohalkeilu, johdon väsyminen ja kiristimen ajautuminen etenevät itsenäisesti. Hihna voi näyttää visuaalisesti ehjältä ajoitussuojuksen ulkopuolelta, vaikka siinä on jo merkittävä sisäinen väsymys johtorakenteessa, mikä on keskeinen syy, miksi ajokilometreihin perustuva vaihto toimii paremmin kuin tämän tietyn osan oireperusteinen vaihto.
Käytön jatkaminen ei ole suositeltavaa, kun kulumisilmaisimet ovat näkyvissä tai kun hihna on saavuttanut nimellisvälinsä. Toisin kuin käyttöhihna, jossa tyypillisesti näkyy näkyvää halkeilua, lasitusta tai kuuluvaa vinkumista ennen kuin se rikkoutuu, jakohihnan murtuminen tapahtuu usein hyvin vähäisellä ulkoisella varoituksella, koska itse hihna ei ole näkyvissä normaalikäytössä ja kertynyt sisäinen väsymys ei tuota luotettavasti ääntä tai tärinää etukäteen.
Murtuma käyttönopeudella poistaa nokka-akselin käytön välittömästi. Häiriömoottoriasetelmassa tämä aiheuttaa välittömän riskin joutua kosketuksiin venttiilien ja mäntien välillä, koska kampiakselin pyöriminen jatkuu hetken vauhdissa, kun nokka-akselin pyöriminen pysähtyy. Turvallisempi tapa toimia, kun jakohihnan epäillään olevan lähellä huoltoväliä tai sen jälkeen, on suorittaa tarkastus tai vaihto ennen jatkoajoa eikä oireiden ilmaantumisen jälkeen.
Kustannushallinnan näkökulmasta ajoitettu vaihto on suotuisa verrattuna vikaan perustuvaan vaihtoon lähes kaikissa tapauksissa. Alla olevassa vertailussa hahmotellaan, mitä kukin polku yleensä sisältää kunkin skenaarion vaikutusten perusteella.
Kiristimellä, välipyörillä ja monissa malleissa vesipumpulla on sama käyttöjakso kuin itse jakohihnalla, minkä vuoksi niiden vaihtaminen yhdessä ajoitetun välin aikana välttää saman alueen toisen purkamisen hetken kuluttua. Tämä niputettu lähestymistapa on vakiokäytäntö useimmissa valmistajien huoltoaikatauluissa juuri siksi, että jakohihnaan pääsyyn tarvitaan suurelta osin samaa työvoimaa, jota tarvitaan näiden ympäröivien komponenttien käyttämiseen.
Hihnan tasainen suorituskyky kentällä riippuu prosessin ohjauksesta tuotannon aikana, ei vain raaka-ainespesifikaatiosta. Alla olevat vaiheet hahmottelevat sekvenssin, jota tyypillisesti seurataan yhdisteen valmistuksesta lopulliseen mittatarkastukseen.
Kumiseoserien kovuus, venymä ja lämmönkestävyys testataan ennen muovaukseen hyväksymistä, koska vaihtelut tässä vaiheessa jatkuvat koko tuotantoajon ajan.
Vahvistusköydet asetetaan ja kiristetään hallitusti muovauksen aikana, koska narun epätasainen kireys luo paikallisia heikkoja kohtia, jotka tulevat esiin ennenaikaisena väsymisvauriona myöhemmin käytössä.
Hampaiden jako ja syvyys on muotoiltu tiukkaan mittatoleranssiin, koska pienetkin nousupoikkeamat kasaantuvat mitattavissa olevaksi nokka-akselin ajoituksen ajautumiseen hihnan huoltovälin yli.
Valmiiden hihnojen pituus, leveys ja hammasvälin johdonmukaisuus mitataan, mikä varmistaa, että asennettu kireys pysyy määritysten sisällä koko nimellisvälin ajan, kun se on asennettu.
Jokaisen erän näytehihnat ajetaan nopeutetulla joustoväsymys- ja kuormitusjaksoilla, jotta varmistetaan, että seos- ja johtoyhdistelmä täyttää nimellishuoltovälit ennen erän vapauttamista.
Tiukka nousutoleranssi pitää nokka-akselin ajoituksen määritysten sisällä koko nimellisvälin ajan, mikä estää venttiilin asteittaisen ajoituksen siirtymisen.
Vahvistusköydet valitaan toistuvan joustoväsymisen kestävyyden vuoksi, koska jakohihna taipuu useiden hihnapyörien ympäri miljoonia kertoja ennen kuin se saavuttaa nimellisvälin.
Sekä käyttöhihnan että jakohihnan yhdisteet on suunniteltu kestämään kovettumista jatkuvassa kuumuudessa, mikä vähentää äkillisen halkeilun todennäköisyyttä.
Pituus- ja leveystoleransseja valvotaan, joten asennettu jännitys pysyy määrittelyn sisällä koko intervallin ajan, mikä vähentää kiristimen ennenaikaista kulumista.
Mikä on käyttöhihna ja jakohihna, In Practical Terms
Käyttöhihna on näkyvä ulkoinen hihnan tehonsyöttölaite, kuten laturi ja ilmastointikompressori. Jakohihna on jakokotelon taakse piilotettu sisäinen hammasprofiilihihna, joka pitää kampiakselin ja nokka-akselin pyörimässä täsmälleen moottorin suunnittelun edellyttämässä suhteessa.
Vetohihna tai jakohihna: kumpi epäonnistuu ennakoitavammin
Käyttöhihna antaa yleensä näkyvän varoituksen halkeilun, lasituksen tai vinkumisen kautta ennen vikaa. Jakohihnan sisäinen asento tarkoittaa, että se antaa usein vain vähän tai ei ollenkaan ulkoista varoitusta, minkä vuoksi sen vaihto perustuu ajokilometreihin eikä havaittuihin oireisiin.
Onko vetohihna sama kuin jakohihna
Ei. Ne eroavat sijainnin, käyttötavan, kuormituskuvion ja vian seurauksen osalta. Käyttöhihna käyttää kitkakosketinta lisälaitteen tehon saamiseksi. Jakohihnassa käytetään hammastettua positiivinen verkkokosketinta nokka-akselin synkronointiin.
Kannattaako jakohihna vaihtaa ennen oireiden ilmaantumista
Kyllä, pelkän kustannusvertailun perusteella. Suunniteltu vaihto rajoittuu hihnaan, kiristin- ja välipyöräkokoonpanoon. Vian aiheuttama vaihto, erityisesti häiriömoottorissa, voi ulottua venttiileihin, mäntiin ja vaikeissa tapauksissa täyden sylinterinkannen uusimiseen.
Verrataanpa käyttöhihnan teknisiä eri moottorialustoja tai arvioidaan jakohihnan vaihdon ajoitusta, komponentin sovittaminen sen mitoitettuun hammasprofiiliin, materiaaliseoksen ja kireysspesifikaatioihin määrittää, toimiiko se täydellä suunnitellulla aikavälillä sen sijaan, että se rikkoutuisi ennen aikataulua normaaleissa käyttöolosuhteissa.
