Siła napędowa pochodzi z wału korbowego. Jednak sposobów jej przeniesienia na wałek rozrządu jest wiele. W końcu rozrząd ma się nie tylko obracać, ale w dodatku w dokładnie określonym stosunku do obrotów wału korbowego.
Jest to konieczne, bo zawory muszą się otwierać i zamykać w niebywale precyzyjnie dobranych momentach (zwanych "czasami zaworowymi"), które są bezpośrednio uzależnione od położenia tłoków w cylindrach. A tu akurat występuje ogromne ryzyko, bo pomiędzy zaworami wsuwającymi się do komory spalania i wysuwającymi z niej a pędzącym im na spotkanie tłokiem naprawdę jest bardzo mało miejsca.
Przykładem niech będzie choćby suw wydechu: przemieszczając się w górę cylindra tłok wypycha spaliny przez otwarty zawór wydechowy, a tuż przed momentem, w którym tłok osiągnie górny martwy punkt, zawór musi być już przymknięty, by zamknąć się całkowicie precyzyjnie w momencie GMP. Inaczej zetkną się, trzon zaworu się wygnie albo ułamie się grzybek zaworowy, sam tłok zaś będzie miał co najmniej wgniecenie w denku - najczęściej jednak po prostu dziurę.
Tak więc napęd rozrządu musi być naprawdę niezawodny i godny zaufania
Ale także absolutnie precyzyjny. A to dlatego, że czasy zaworowe odpowiadają nie tylko za moc i moment obrotowy silnika (a więc wszystkie osiągi samochodu), ale także za skład spalin, ich czystość i przyjazność wobec środowiska. Cała ta sprawa jest utrudniana przez fakt, że tak dziś powszechne rozwiązanie z tzw. górnym wałkiem rozrządu (OHC) oznacza pracę tegoż wałka w sporym oddaleniu od wału korbowego. Przez wiele lat rozrząd napędzano łańcuszkiem o budowie niemal identycznej z rowerowym, ale była to przekładnia ciężka, hałaśliwa i wymagała smarowania. Długo próbowano ją udoskonalić, ale dopiero w maju 1962 roku niedoceniony geniusz motoryzacyjny i domorosły wytwórca samochodów, Hans Glas, odważył się zastosować przeniesienie napędu z wału korbowego na wałek rozrządu za pomocą paska zębatego - proszę nie mylić z paskiem klinowym!
Są one ze sobą blisko spokrewnione, ale przenoszą napęd na zupełnie innej zasadzie! Pasek zębaty umożliwia całkowicie kontrolowane przekazanie siły napędowej, a to właśnie dzięki zębom, którym odpowiadają "przeciwzęby" na kołach zdawczym i odbiorczym.
To pierwsze, mniejsze, umieszczone jest na końcówce wału korbowego, ma 7-8 cm średnicy i 25-31 zębów (zawsze nieparzystą liczbę, by jak najrzadziej natrafiały na siebie te same zęby koła i paska). Koło odbiorcze, wieńczące końcówkę wałka rozrządu, ma zębów dokładnie dwa razy więcej od koła zdawczego, by obracało się dwukrotnie wolniej od wału korbowego.
Kto się dokładnie przyjrzy przedstawionemu na rysunkach układowi przeniesienia napędu z wału korbowego na wałek rozrządu, stwierdzi ze zdziwieniem, że koła zębate nie mają żadnych kryz bocznych, zapobiegających przemieszczaniu się bocznemu paska. Może więc on się ześlizgnąć i spaść.
W praktyce jednak w tym układzie przeniesienia napędu występuje zawsze napinacz paska, który ogranicza wszelkie dążenia paska zębatego do rozpoczęcia własnego życia - i dotyczy to nie tylko poruszeń bocznych, ale także wzdłużnych.
Pasek zębaty jest co prawda wykonany z gumy, ale jego elastyczność ma bardzo ograniczony zakres. Niemniej ona istnieje, a gdyby jej nie ograniczano jeszcze bardziej, powodowałaby opóźnienia w przenoszeniu sił napędowych.
Oznaczałoby to całkowite zaprzepaszczenie wyników precyzyjnych obliczeń związanych z czasami zaworowymi. I właśnie dlatego w miejscu nie mającym żadnego wpływu na przebieg procesu przenoszenia siły (czyli: gdzie nie przeszkadza kołu zdawczemu w ciągnięciu za pomocą paska koła odbiorczego) umieszczony jest bardzo skomplikowany mechanizm, nazywany po prostu napinaczem.
Napinacz utrzymuje pasek w stanie lekkiego naprężenia: nie może ono być za duże, by ni przeciążać łożysk, ani za słabe, bo pasek mógłby przeskoczyć ponad zębami. Wbrew obiegowym mądrościom paski zębate bardzo rzadko się zrywają; jest to możliwe w zasadzie tylko i wyłącznie jako następstwo wynikowe wobec innej awarii. I to właśnie stanowi o głównym problemie paska zębatego. Jego naprężenie musi być regularnie kontrolowane, przeciętnie co 30 tys. km.
A co się naprawdę może zdarzyć, jeśli tego nie dopilnujemy (albo jeśli napinacz nie działa)?
Najpierw pasek zaczyna łopotać niczym żagiel, czasy zaworowe (czyli fazy rozrządowe) zaczynają się "rozjeżdżać", silnik zaczyna pracować nierówno i klekotać. Potem nie kontrolowane naprężenia powstające na pasku powodują wyrywanie poszczególnych zębów, a jeśli wyrwanych zostanie więcej zębów niż trzy pod rząd, pasek przeskakuje. W tej samej chwili tłok i zawory natrafiają na siebie.
Oznacza to gwałtowne zahamowanie obrotów wałka rozrządu. Ponieważ wał korbowy ma jeszcze ogromną siłę, naprężenie powoduje zerwanie paska. I właśnie dlatego pasek zębaty - mimo wszystkich swych zalet (cicha praca, niska masa, precyzja połączenia) - jest powoli wycofywany, a konstruktorzy częściowo wracają do łańcuszka rozrządu, a także wypróbowują inne możliwości.
Są one na razie bardzo drogie, ale jeszcze bardziej niezawodne i właściwie bezobsługowe. Ale o tym już w kolejnym odcinku. Tłum. Maciej Pertyński