A Hengerfej Meghúzási Nyomatéka: Az Aprilia SR 50 DiTech és a Precíziós Műveletek Fontossága

A motor szerelésekor sok csavart kell meghúzni - de a hengerfej csavarjai egészen más kategóriába tartoznak. A hengerfej meghúzási nyomatékának betartása tehát nem formaiság, hanem létfontosságú művelet. A motorhiba egyik legköltségesebb oka gyakran nem a technológia, hanem a figyelmetlenség.

A hengerfejcsavarok minden belső égésű motor legfontosabb alkatrészei közé tartoznak. Ezek biztosítják a hengerfej és a motorblokk szilárd összekapcsolását, fenntartják az égéstérben a megfelelő nyomást, és megakadályozzák az olaj, a hűtőfolyadék vagy az égéstermékek szivárgását. A hengerfejcsavarok feladata, hogy egyenletesen szorítsák a hengerfejet a motorblokkhoz a hengerfejtömítésen keresztül. Ennek az illesztésnek ellen kell állnia a magas hőmérsékletnek, nyomásnak és rezgéseknek, amelyek a motor működése során keletkeznek.

A Hengerfejtömítés Szerepe és a Hibák Jelei

A hengerfej tömítés az autó motorjának egyik legfontosabb eleme. A hengerfej tömítés a blokktömb és a hengerfej között található, szerepe a megfelelő tömítettség elérése, a víz és olajozó furatok összefakadásának megakadályozása. A jól záró, tömített hengerfej, az autó megfelelő működéséhez elengedhetetlen. A hengerfej felújításának egyik kötelező eleme a hengerfejtömítés cseréje.

Hengerfej hibára, hengerfej elvetemedésre a következő hibák utalhatnak: Megjelenő olaj, hűtővíz, túlnyomás (kikeményedő vízcsövek) a hűtés rendszerben. Vegyünk továbbá egy klasszikus esetet: Átugrik a vezérlés, elszakad a vezérműszíj, vagy a vezérműlánc, ami elveri a szelepeket, ebből adódik a hengerfej levétele.

Mi Történik, Ha Nem Tartjuk Be a Meghúzási Nyomatékot?

Ha a csavarokat nem a gyári előírás szerint húzzuk meg, az azonnal problémát okozhat. Ha túl lazák, akkor a tömítés nem tud megfelelően zárni, és szivárogni kezd az olaj vagy a hűtőfolyadék. Ez kezdetben csak enyhe melegedésként vagy apró olajfoltként jelentkezik, de később komoly hengerfej-tömítés hibát okozhat.

Atlantic 500 alkatrész útmutató

A másik véglet, a túlhúzás, legalább ekkora baj. Ha túl szorosak, az anyag feszültsége megrepesztheti magát a fejet, vagy tönkreteheti a csavarmenetet. A hengerfej feszültsége ilyenkor nő, és megrepedhet az öntvény. Nem ritka az sem, hogy egy túlhúzott csavar kitépi a menetet a blokkban, így még az is előfordulhat, hogy az egész motort szét kell szedni és újrafúratni.

A Hengerfejcsavarok Meghúzása Szakszerűen

Hogyan Dolgozik a Szakember?

A hengerfej meghúzása nem csupán egy mozdulat - hanem egy precíziós művelet, amit szigorú sorrendben és pontos értékekkel kell elvégezni. A szakember első dolga, hogy ellenőrizze a gyártó által megadott nyomatékértékeket és meghúzási sorrendet. Szigorúan betartandó a meghúzási nyomaték mértéke, sorrendje és ezeket érdemes több lépcsőfokban megejteni. A meghúzási sorrend általában megtalálható a hengerfej tömítés csomagolásában egy kis papír formájában.

A folyamat során nyomatékkulcsot használnak, ami garantálja, hogy minden egyes csavar pontosan a meghatározott erővel legyen meghúzva. Fontos továbbá, hogy mindig nyomatékkulccsal húzzuk le a hengerfejtömítés csavarjait, de nem mindegy milyen nyomatékkulccsal - a kalibrált eszköz elengedhetetlen. A csavarokat több lépésben, fokozatosan húzzák meg - először enyhébb értékre, majd végső nyomatékra. Gyakran alkalmaznak szögmérőt is, amellyel nemcsak az erőt, hanem a csavar elfordulásának mértékét is ellenőrzik. Ez a fajta precizitás az, ami megkülönbözteti a hozzáértő szervizt a barkácsolástól.

Fontos Tudnivalók a Hengerfejcsavarokról

A hengerfejcsavarok speciális alkatrészek, amelyekkel kapcsolatban több kritikus szabályt is be kell tartani:

Megnyúló (TTY - Torque To Yield) csavarok: Szerelés után enyhén megnyúlnak, így állandó leszorító erőt biztosítanak.
Újrafelhasználás tilos: A hengerfejcsavarokat nem szabad újra felhasználni. Minden hengerfej-eltávolítás után újakat kell beszerelni, mivel a szerelés során megnyúlnak, és nem képesek a megfelelő leszorító erőt biztosítani.
Gyártói utasítások: Szereléskor mindig tartsd be a gyártó utasításait - a meghúzási sorrendet, a nyomatékértékeket és a szögbeállításokat.

Cseréljük le a hengerfejcsavarokat a motor felújításánál még akkor is, ha ránézésre tökéletesek. Mikor a csavar új, és kivesszük a dobozból akkor képes 6 G-s terhelésnek ellenállni a milliméter század részén is. A menet speciális bevonatának köszönhetően 0,12-0,14-es tapadási együtthatóval csavarozható be a blokkba. Abban a pillanatban, amikor ezeket a csavarokat beszereljük, és rögzítjük őket a gyártó által megkívánt módon és nyomatékkal, készen állnak a feladatukra. Ha a régi csavarokat tesszük vissza, akkor olyan alkatrészt szerelünk be, mely már nem képes ellátni a feladatát. Ezek a csavarok mind szerkezetükben, mind terhelés tűrésükben változnak, így már nem felelnek meg a gyári elvárásoknak. Összefoglalva: Mindig csak új hengerfej tömítést és hengerfejcsavart használjunk az összeszerelésnél. Mindig tartsuk magukat a gyártó által előírt rögzítési folyamathoz (nyomaték, sorrend).

Kompatibilis féktárcsák az Aprilia Leonardo 125-höz

Fejlődéstörténet: A Hengerfejcsavarok Meghúzási Technikájának Evolúciója

A motortechnikában a kritikus csavarkötések sorában, messze az első helyen a hengerfejcsavarok állnak, de a hajtórúd- és a fekvőcsapágyfedél-csavarok sem átlagos esetek.

Megtanultuk (már régen), hogy:

beszerelés előtt megolajozandó a menet és az alátét, a csavarfej környezete,
a hengerfejtömítést nem szabad semmiféle kenőanyaggal kezelni,
szigorúan betartandó a meghúzási sorrend,
nyomatékra kell húzni és
célszerű ezt több fokozatban megtenni.

Azután azt is meg kellett tanulnunk, hogy:

adott motortípus az ő saját hengerfejcsavarját igényli,
a nyomatékkulcsnál nem az a lényeg, hogy van, hanem, hogy kalibrált-e,
ismerni kell, és be kell tartani a meghúzási technológiát („mondhatnak akármit, én tudom, mit kell csinálni, ki találta ki azt a marhaságot, hogy két meghúzási sorozat között várni kell, vagy éppen vissza kell ereszteni?”).

Végezetül ma már azt is tudjuk, hogy:

kombinált meghúzási technikát kell alkalmazni - nyomatékra, majd „szögre” húzunk, mindezt több lépcsőben, és lassan (kb. 2 fok/másodperc),
a csavarok hosszát kell megmérnünk, hogy megállapítsuk, visszaszerelhető-e, vagy a gyár egyáltalában nem engedi a másodszori felhasználást. (Egy 10.9-es M10-es csavar átmérője, ha a nyúlás következtében valahol 0,3 mm-rel kisebb lesz, terhelhetősége 10-15%-kal csökken. ElringKlinger adat.)

A „bármilyen csavar jó, csak a menete, hossza és esetleg a szilárdsági osztálya stimmeljen, mert én nyomatékkulccsal húzom” - hozzáállás ma már motorgyilkos lehet. Addig, ameddig a csavart anyagának rugalmassági tartományában használtuk, addig hellyel-közzel igaz is volt a fenti „hozzáállás”.

Hol kapható Aprilia SR 50 kipufogó?

Ennél a technikánál nehézséget az előírt csavarerő tényleges beállítása jelent. A nyomatékra (megadott nyomatékértékre) történő meghúzás csak akkor eredményezi maradéktalanul a megkívánt csavarerőt (összehúzó erőt), ha nincsenek rendellenesen nagy parazita nyomatékok az alátétnél és a menetnél.

Tehát, ha a csavarfejre kifejtett meghúzási nyomaték egy, a normálisnál nagyobb hányadát nem kell a jelölt helyeken kialakuló ellennyomaték leküzdésére fordítani. Ezen, mint említettük, a parazita nyomaték csökkentését a gyártók anyagpárosítással, felületkezeléssel és kenési előírással (olajozd meg!) érik el. Ha be is tartjuk az előírásokat, és a nyomatékkulcsunknak hihetünk, akkor is lehet még egy kritikus pont, és ez a csavar mechanikai tulajdonságainak anyagából, gyártásából eredő szórása. Látható, hogy mindezekből a csavarerőnek igen jelentős, mintegy ±27% a szórása.

Nem is volt baj ezzel hajdanán. Az akkori motorokban fellépő gázerőknek, valamint az alkalmazott (lágy)tömítéstechnika követelményeinek biztonsággal megfelelt. Némi kellemetlenséget csak az jelentett az ügyfélnek (a szerviznek munkát és pénzt), hogy a hengerfejcsavarokat időközönként után kellett húzni.

Kihívások a Modern Motorokban

Egyéni Igények, de Pontosan

„Nagyot változott a motortechnika” - közhely a csavarkötésekre is igaz. Egymásnak szinte a végletekig ellentmondó követelmények, műszaki „együttállások” jelentek meg. Kezdjük az égéstéri gáz csúcsnyomással. A Zsiguli-korszakban még átlagosan 80 bar volt az égési csúcsnyomás. Nagy haszongépjármű-dízelmotoroknál pedig, az akkor határesetnek számító 130 bar. Ma a legkisebb dízelmotorokban is 150-170 bar a hétköznapi érték, és a szakirodalom szerint az eljövendő motorok a 220 bart ostromolják. (Jaj annak a motornak, ahol a tuning csúcsnyomásnöveléssel jár együtt, és más intézkedés nem történik.)

Mindehhez könnyűfém hengerfej vagy teljesen könnyűfém motor társul, mely két járulékos nehézséget is magával hoz. Az egyik, ezen anyagok nagy hőtágulása, mely üzemmeleg esetben rendkívül nagy csavarerő-növekményt eredményez (a hengerfej jobban tágul, mint a hengerfejcsavar). A másik probléma az, hogy a könnyűfém blokkban a menet teherbíró képessége nagyon is véges, tehát ez is behatárolja az erőt. A mai könnyűfém motorok - alig vannak falvastagságok - hengerhüvely-deformációra nagyon érzékenyek, tehát nem lehet a tervezett értéknél nagyobb erővel meghúzni a csavarokat, mert ezzel például olajfogyasztást viszünk be a motorba.

A konstruktőrök ma még megoldják a problémákat, de rendkívül „penge módon”, határhelyzetre kiszámítottan. Ez azt jelenti, hogy a tervezett, és kísérletekkel meghatározott csavarerőt nagy pontossággal kell tudni beállítani a meghúzásnál, és a hőterhelés növekedésével (könnyűfém motor) sem nőhet jelentősen a csavarerő.

A Megoldás: Nagy Nyúlóképességű (TTY) Csavarok

A megoldás a csavarban van! A nagy nyúlóképességű csavar szakítódiagramja két, jellegzetesen különböző szakaszra osztható: a rugalmas tartományra és a maradó képlékeny alakváltozás tartományára.

A rugalmas tartományban az erővel arányos a csavar nyúlása, a csavar itt lineáris karakterisztikájú rugóként viselkedik. Ha az erő megszűnik, a csavar visszanyeri eredeti hosszát. Klasszikusan ebben a tartományban terheljük a csavarokat.

A maradó képlékeny alakváltozás tartományában nagyon lapos a karakterisztika, a csavar további erőt már alig képes felvenni, az erőnövekmény a csavar nyúlását eredményezi. Erre a szakaszra erőhatárolás jellemző. Ha ezt az erőt megszüntetjük, a csavar terheletlen hossza nagyobb lesz mint kiindulásnál, tehát a csavar megnyúlik.

Miért Előnyös, Hogy a Maradó Képlékeny Alakváltozás Tartományába Húzzuk a Csavart?

Mert a tervezett erőt biztonsággal beállíthatjuk, nem lesz nagy a csavarerő szórása, nem lesz meghúzási nyomatékfüggő. A feltétel csupán annyi, hogy a csavart húzzuk be a maradó képlékeny alakváltozás (lapos erőkarakterisztikájú) tartományába. Ezt biztonsággal az előírt csavarelfordítással, tehát a „szögrehúzással” érjük el.

A felfektetés nyomatékkal, ún. illesztő nyomatékkal történik (60-70 Nm), ezt követi, általában több fokozatban, kis szünettel (a kristályszerkezetnek idő kell az alakváltozáshoz), a szögértékre húzás.

Követelmények

A csavarral szembeni követelményeket az alábbi diagram szemlélteti az elfordítás függvényében:

A folyáshatárnak (F1) 60 Nm + 180° meghúzás után meghatározott erőtartományban kell lennie (1). Továbbá 70 Nm meghúzás után, 90° elfordítást a csavarerő csökkenése nélkül kell elviselnie (2). Fmax és F1 között legalább 4000 N-nak kell lennie (3). A 4-es karakterisztika-szakasz ugrás- és hullámzásmentes kell, hogy legyen. A konkrét értékeket a gyártó (motorgyártó a tömítésgyártóval együtt) határozza meg. Ma már a motorgyártó általában ezt az alkatrészcsoportot kompletten átadja a fejlesztés során a beszállítónak (például az ElringKlingernek), oldja meg a tömítési problémát hengerfejcsavarral együtt.

Utánhúzás-mentesség

A szervizigény csökkentése és a hengerfejtömítés szempontjából általában „kihegyezett” szériamotorok megkövetelik a hengerfej utánhúzás-mentességét (a szerviz csak rontana rajta - mondják). Mivel a mai egy- vagy többrétegű fém hengerfejtömítések üzem közben már nem ülnek össze - mivel a csavarerő egyértelműen annyi, amennyit előírtak -, nincs szükség az utánhúzásra. Ez ma már általános követelmény és gyakorlat.

Hengerfej tömítés csere és a velejárói - Fiat Punto 1.2 8V

Új Csavartípusok

A gyártónak a csavar mechanikai tulajdonságait, nyúlóképességét, egyenletes feszültségeloszlását kell tudni beállítani. A nagy nyúlóképességű, ún. magra gyengített csavarokat régen ismerjük és alkalmazzuk. A csavargyártók a mechanikai tulajdonságok beállítása és a gyártási költségek minimalizálása okán számtalan új csavarfajtát fejlesztettek ki. Az alábbi képen láthatók ezekre példák:

A végigmenetes csavar is a nyúlóképesség beállítását célozza, újabban pedig a csavarmenet után a szárra, hidegalakítással, egy- vagy kétbekezdésű „zsinór-menetet” tesznek. Hadd emlékeztessünk ismét, ma minden motorhoz saját csavartípust írnak elő!

Alumíniumcsavarok

Az alumíniumcsavarok autóipari alkalmazása sokáig kutatói berkekben, a kutatóműhelyek falai között maradt. Mára megszületett a szériaérett megoldás. A kontaktkorrózió elkerülése végett elsősorban a magnézium szerkezeti egységek kötéséhez kell alkalmazni. Ha magnéziumot alkalmaznak, akkor ott bizonyára a szerkezet kis tömege az elsődleges, így ehhez nem lenne „illő” a bevonatos acélcsavar. A felhasználás ennél szélesebb körű, hiszen a könnyűépítés mindenütt megkívánja a kötőelemek tömegének a csökkentését is.

A KAMAX cég adatai alapján az alumíniumcsavar (Al 6056) nagyobb, mint 400 N/mm2 húzófeszültségű, melegszilárdsága 150 °C-on még névleges, de 180 °C-ig sem kritikus.

Forrás: a cikkben felhasznált ábrák az ElringKlinger AG-tõl származnak, melyek közlési engedélyéért köszönet a cégnek és magyarországi importőrének, az Indit-Trade Kft.-nek.

Minőségi Alkatrészek és Gyártók

A gyárival minőségű alkatrészek egyike webáruházunkban az ELRING tömítés család. Az ELRING több autógyár (Audi, BMW, Mercedes, Volvo, Rover, Saab) alkatrész beszállítója. Saját kutatólaboratóriumának köszönhetően piacvezető szerepet tölt be a belsőégésű motorok fejlesztésében. Ezen fejlesztések korukat megelőzve segítenek a technológiai generációváltásban. Az ELRING a többrétegű fém hengerfejtömítések specialistája.

A hengerfej tömítések (angolul: cylinder-head gasket) legismertebb és legnagyobb gyártói: Victor Reinz, Elring. Hengerfej tömítés segítségével hengerfej és a henger résmentesen illeszkedik. A hengerfej tömítés ára sokban függ a gépkocsi márkájától, típusától, de leginkább a gyártótól. Ha hengerfej tömítést keres, akkor jó helyen jár, rendelje meg weboldalunkon vagy bátran keresse fel üzleteinket, és kérjen segítséget tapasztalt értékesítő kollégáinktól.

Példák Meghúzási Nyomatékokra Motoralkatrészek Esetében

Az alábbi táblázatban néhány példa látható motoralkatrészek, különösen a hengerfej és kapcsolódó részek meghúzási nyomatékaira. Fontos megjegyezni, hogy ezek általános értékek, és az egyes járműtípusokhoz, beleértve az Aprilia SR 50 DiTech-et is, mindig a gyártó által előírt pontos értékeket és meghúzási sorrendet kell betartani!

Alkatrész	Meghúzási fázis	Nyomaték/Szög
Hengerfej csavarok	1. fázis	20 Nm
Hengerfej csavarok	2. fázis	30 Nm
Hengerfej csavarok	3. fázis	90°
Hengerfej csavarok	4. fázis	90°
Főtengely csapágy csavarok	1. fázis	20 Nm
Főtengely csapágy csavarok	2. fázis	90°
Hajtókar csapágy csavarok	1. fázis	20 Nm
Hajtókar csapágy csavarok	2. fázis	40°
Gyújtógyertyák	-	25 Nm
Olajleeresztő csavar	-	20 Nm
Olajszivattyú rögzítő csavarjai	-	10 Nm
Olajteknő csavarjai	-	10 Nm
Kuplung szerkezet	-	16 Nm