A Menesztő Csap Működése és Alkalmazásai
A menesztő csap egy fontos alkatrész különböző mechanikai rendszerekben, különösen a járművek fékrendszerében. A következőkben részletesen bemutatjuk a működését és alkalmazásait.
A Tárcsafék Fejlődése
A 70-es években a motorkerékpárok műszaki fejlődése felgyorsult, egyre erősebb és gyorsabb modellek jelentek meg. A soros négyhengeresek tömegéhez és teljesítményéhez az addig bevált dobfék már elégtelennek bizonyult. Hiába a kétkulcsos, nagy belső áttételű dobfék, a számos hátrányát már nem tudták megbocsátani a közel 100 lóerős, 200 kg feletti gépek.
Egyik komoly hátránya a tömeg, mert bizony nehéznek kellett lennie ahhoz, hogy erős legyen, ne deformálódjon a pofák feszítő erejétől. A nehéz, vastag falú dob rugózatlan tömegként is számottevő, de a legnagyobb probléma a melegedése és nehéz hűlése volt. A forró dob ismételt fékezéskor szinte hatását vesztette, öntisztulása gyenge volt, a vízre érzékenyen reagált.
1969-ben a Tokyo Motor Show-n bemutatták a soros négyes Honda CB750-et. Sokan megbámulták a prototípust: ez volt az első utcai tárcsafékes motorkerékpár. A rendszer futótűzként terjedt, ma már ritka az olyan motor, ahol legalább elöl nincs.
Ha közelebbről megnézzük az akkori tárcsafékeket, láthatjuk, hogy a '66-os prototípusnak már csak működési elvében és koncepciójában van köze a mai, korszerűnek tekinthető utódokhoz. Az első tárcsafékek általában a villa elé szerelt, rögzített (fix) féknyereggel és teljesen fix, tehát nem úszóágyazású tárcsával készültek. Ez az elrendezés is akkora előnyt jelentett a dobfékhez képest, hogy egészen a 80-as évek elejéig szinte csak ilyet láthattunk, legyen szó akár BMW-ről vagy Hondáról, illetve Brembóról vagy Nissinről.
Megoldások Fabia fűtési gondokra
A tárcsafék könnyű, megbízható, jobban hűl, jobban tisztul, majdnem érzéketlen az esőre. Működtetése hidraulikus, sokkal kisebb kézerőt igényel, állítani nem kell. Ezek a fix nyergek általában kétdugattyúsak voltak, tehát a tárcsa mindkét oldalán egy-egy dugattyú volt, gyakran külön légtelenítési lehetőséggel.
A következő evolúciós lépcső az úszó nyereg volt, ahol az egyik oldalon volt egy, esetleg kettő dugattyú. Az egész féknyereg csapokon tudott elmozdulni. Ahogy a dugattyú nekifeszült a tárcsának, az erő-ellenerő fizikai törvény alapján az úszó nyereg ráhúzta a másik oldali betétet a tárcsára. Ezt először fix tárcsával, később pedig úszóval is alkalmazták. Ez a konstrukciós kialakítás annyira bevált, hogy a mai motorokon is megtalálható, a 90-es években pedig csak a supersport motorokon volt más rendszerű féknyereg.
A magyarázat elég prózai: a gyártása olcsó és relatíve jó fékerőt biztosít, ha rendszeresen karban van tartva. Az ára azért kedvező, mert egy darabból lehet megmunkálni, nem kell olajátvezető furat a nyereg másik oldalára és egy légtelenítő csavar elég rá. Hátránya, hogy a csapokat rendszeresen kell tisztítani és kenni, a porvédőket ellenőrizni, mert ha kosz megy alá, esetleg berozsdásodik és megszorul, akkor a nyereg rögzül és csak az egyik oldali betét, a dugattyú felőli fog fékezni. Amennyi erő kell az elcsúsztatáshoz, annyival kisebb fékerőt ad a túloldali fékbetét.
Persze ebben a konstrukciós kialakításban is vannak finomságok, sokat fejlesztették az elmúlt évtizedek alatt. Kulcskérdés a nyereg pontossága, könnyű mozgása, valamint a merevsége. A csúszócsapok kialakítása, pontossága is nagyon meghatározó.
A nyereg anyaga is meghatározó. Egy ötvözött öntvény nyereg jelenti a kategória legalját, amellyel főleg a kezdetekben találkoztunk. A terepmotorokon ma a kovácsolt, berilliummal ötvözött, forgácsolt alumínium nyereg jelenti a csúcsot. Az ilyen könnyű és erős, minimális a deformációja. A rugalmas alakváltozás energiát emészt fel, az energia pedig csak a fékerőtől tud elszökni, minden nyeregdeformáció nagyon nagy veszteség a hatásosság rovására.
Benzincsap alkatrészek Fenixhez
Ha tovább haladunk az időben, akkor a kilencvenes évek superbike-jain megjelentek a négydugattyús rendszerek és az úszó tárcsák. Itt a nyereg teljesen rögzített, a tárcsa pedig képes elmozdulni oldalirányban, mert menesztő csapokkal van felfogatva a középső részhez, amely a kerékagyhoz csavarozott.
Csak a legkorábbi rendszerek voltak fix nyereggel és fix tárcsával szerelve; ez nem bizonyult okos megoldásnak, mert a tárcsa bármilyen kis hődeformációja visszahat a főhengerre és a fékkar pumpálni kezd, így az egész rendszer beremeg. Ez nem csak kellemetlen, hanem a fékerőt is csökkenti.
Ha supersport alkalmazásról vagy sportos utcai motorról beszélünk, a négydugattyús féknyereg és az úszó tárcsa tekinthető ma is a legjobbnak. Voltak próbálkozások hatdugattyús fékekkel, de a könnyen megszoruló, kissé keresztbe álló hosszú betét, a nem egyforma erőt kifejtő dugattyúk miatt nem volt olyan hatékony, mint az egyszerűbb berendezés.
A nyereg rugalmas deformációja a hatékonyság fő ellensége. Ez ellen két módszerrel tudunk védekezni: az anyagválasztással és a szerkezeti kialakítással.
Korábban a dugattyúkat belülről, a tárcsa felől szerelték és a két oldal csavarkötéssel volt összefogva. Így a gyártásnál könnyen tudtak átvezetőket fúrni bele. Ezzel a módszerrel is jó fék készíthető, a Brembo Gold Line sorozata ma is így készül. Persze az ő kínálatukban is megjelent az egy darabból készült ’monoblock’ nyereg, ami megtalálható a Ducati 1098-ason vagy a KTM RC8-ason.
Gyakori problémák a Peugeot 106-nál
Ne hagyjuk ki áttekintésünkből a kapcsolt, kombinált vagy összekötött fékrendszereket sem. Akárhogy is nevezzük az elvet, a lényege az, hogy az egyik fékkör (első vagy hátsó) működtetésével fékerő jut a másik fékkörre is.
Ennek elsősorban olyan túramotorokon van értelme, ahol a tengelytáv és a motor tömege is nagy, így a hátsó kerékre több terhelés jut. Talán a figyelmetlen vagy gyakorlatlan pilótát célozza meg a tervező, mert a versenymotorokon ennek nincs helye.
A rendszer műszaki megoldásainál sok érdekességet találunk, mérnökembernek csemege az ilyen motor. A Honda VFR-nél például az első féknyereg reakció erejét használják a hátsó fékkör rásegítésére.
A tervezők már a korai fázisban rájöttek arra, hogy a fékerő egekig fokozása a használhatóság rovására megy, mert az adagolhatóság látja kárát. Az ideális berendezés a kézerővel arányosan, esetleg nagy kézerőnél kicsit progresszíven adagolja a fékerőt.
Ha ezt el akarjuk érni, akkor a teljes rendszernek minimális rugalmasságúnak kell lenni, sem a fékcső, sem a nyereg nem deformálódhat jelentősen. Ez a linearitást szüntetné meg, rosszabb esetben nem tudnánk elég fékerőt kivezérelni, hiszen felemésztené az energiát.
A rendszerben a legrugalmasabb elem a fékcső. Mivel két egymástól változó távolságú és helyzetű szerkezeti elemet kell összekötnie (fék főhenger és féknyereg), mindenképpen rugalmasnak kell lennie.
A gyártók általában gumi fékcsövet alkalmaznak, a sportosabb modelleken pedig fémszövettel burkolt speciális műanyag (teflon) csöveket. Ezt a köznyelv gyakran fém fékcsőnek egyszerűsíti.
A rugalmasság elleni harcban rendkívül fontos a munkahenger vagy féknyeregtest villapapucshoz való rögzítési módja is. Ha rugalmas a rögzítés, jelentős erő megy el az elem görbítgetésére, vagyis kisebb erő jut a fékezésre.
A féktárcsa együtt forog a kerékkel, ott rugózatlan tömeget képez. A giroszkópikus erő, vagyis pörgettyűhatás miatt a forgási síkból való kitérítéséhez erőre van szükség. Ez azt jelenti, hogy a motor irányváltása nehézkesebbé válik, a szűk kanyarokba nehezebb lesz betenni.
Az úszó féktárcsák egyik előnye, hogy a belső részüket könnyebb anyagból lehet készíteni, a külső, féknyereg által markolt tárcsa pedig lehet kopásálló acél. A tömege jóval kisebb lesz, mint az egy anyagból készített fix tárcsának, ahonnan elindultunk a hatvanas évek végén.
A tárcsák kialakítása is sokat fejlődött, a 80-as években megjelentek a furatolt úszó, valamint a hullámos szélű furatolt tárcsák. Ezeknek az egyik legnagyobb előnyük, hogy jobban hűlnek a nagyobb felület, a furatok, illetve a hullámok által a betétek közé szállított levegő miatt. Mellesleg az éles peremek tisztító hatást fejtenek ki a betéteken.
Vannak egzotikus megoldások is, pl. a Buell által használt, a felni peremére rögzített féktárcsa. Ennek előnye, hogy a nagy átmérő miatt az erő nagy sugáron hat, így kisebb erő is azonos vagy nagyobb nyomatékot (fékerőt) ad a kerékre. A tárcsa és betét relatív sebessége nagy, így jól adagolható a fék, de a nagy sugár automatikusan hozza a nagyobb pörgettyűhatást. A nagy átmérő miatt a deformációja is nagyobb, a rendszer kényes az ütésre és nehéz is.
A betéteket sem hagyta az idő változatlanul. A korábban szinte kizárólagosan alkalmazott organikus alapanyagú, azbeszttel (kőlen vagy foszkő) dúsított betéteknek végét jelentette a felfedezés, hogy az azbeszt rákkeltő.
Korszerűbbnek tekinthetők és a versenysportban szinte egyeduralkodók a szinter betétek. Ezeknél a kopó anyag (a köznyelv helytelenül ferodolnak nevezi, valószínűleg a Ferodo márkanévből származtatva) kb. 10-15 különböző por alakú alkotóelemből készül préseléssel. Alkotói jellemzően szinterfémek, de van közöttük réz, bronz és esetenként ólom is. A komponensek aránya határozza meg a betét viselkedését, súrlódási együtthatóját, hőtűrését, zaját és élettartamát.
Kitalálhatjuk, hogy ha egy betét magas súrlódási együtthatójú, akkor jobban koptatja a tárcsát és zajosabb is. Ha kíméletesebb a tárcsával, akkor esetenként hosszabb élettartamú és csendesebb.
A betéteket illesztik a tárcsa anyagához is. Előfordulhat, hogy egyes betétek nekünk nem jók, de a barátunk motorján nagyon jól fognak. Ennek oka, hogy az ő tárcsájának más az ötvözete, így az adott betét jobban „illik” hozzá. Ezzel magyarázható, hogy gyakran a gyári szerelésű betétek a legjobbak, de legalábbis a jobbak közül valók. A mérnökök ugyanis egy-egy modell esetében bekérnek vagy nyolc-tíz különbözőt, majd tesztelik. Aztán teljesítmény és ár alapján döntenek.
Az utóbbi időkben elterjedtek a négydugattyús nyergekhez a dugattyúnkénti betétek, tehát egy nyeregben négy betét van, mint a Brembo monoblock fékeiben. A magyarázat egyszerű. Hamar rájöttek arra, hogy a hosszú fékbetét előnytelen. Egyrészt a dugattyúk nem nyomják teljesen egyforma erővel, másrészt a legjobb hordozó anyagú fékbetétnek is van hődeformációja, torzulása. Ha a fékezéskor a betét deformálódik, akkor nem ér egyenletesen a tárcsához, így a fékerő csökken.
Az elmúlt öt-hat évben a szerkezeti kialakításban nagy különlegességek nem születtek, a tervezők az anyagválasztással és a főfékhenger- és a féknyereg-dugattyú arányaival voltak elfoglalva. Ez a két dolog nagyban meghatározza, hogy egy fék milyen karakterisztikájú és mennyire adagolható. Egy jól választott dugattyúaránnyal, egy tárcsához megfelelő betéttel, amit egy speciálisan ötvözött féknyereg ölel, nagyon jó féket készíthetünk.
A Csapfúró Működése és Használata
A csapfúró egy precíziós eszköz, amelyet a letört csapok helyén történő pontos furatok készítésére használnak. A furatba egy méretes csap üthető be, amelyet óráseszterga segítségével lehet elkészíteni. A készülék satuba fogható, így stabilan lehet vele dolgozni. A tengely kilágyítása után kezdődhet a befúrás művelete.
A hozzá tartozó wolfram-carbid fúró átmérője átlagosan 0,2 milliméter. A 18 eltérő méretű furat közül kiválasztható a fúrótárcsán az az átmérő, amely a fúró átmérőjével azonos. Ezáltal a csap kifúrása minden ismert megoldást felülír, majdhogy tökéletes lesz, szinte nem lehet vele hibázni.
A törött csapvéggel rendelkező kereket befogjuk a csapfúró menesztőorsójába és forgásba hozzuk. A törött végcsap helyét kilágyítva belefúrunk pár millimétert, ebbe a furatba be lehet ütni egy magunk által készített csapot.
Kerékpár tárcsafék beállítás
A csap befúrásához speciális eszközre van szükség, amely alapesetben egy 0,2 milliméter átmérőjű szívfúró. Tárolását praktikusan oldották meg a csapfúró végén található vakfuratban. A szívfúró felépítése egyszerű, a régebbi megoldás szerint a két vágóél egymástól ellentétes szögben van kiképezve, így mindkét irányban használható.
A fúró vágóéle 0,25 milliméter átmérőjű, anyaga wolfram-carbid, azaz vídia. Használata nagy körültekintést igényel, mert könnyen eltörik. A fúró profilja szabadon formázható és szükség esetén élezhető, mert hamar elkopik az éle, még ha wolfram-carbid-ból is készült.
A feltámasztott csap küllői közé tolom a menesztőszárat és forgatva elkezdem a méretre munkálást. Természetesen a működtetés ebben az esetben is kézi meghajtású, hisz hagyományosan még a korabeli esztergagépeket is ezzel a módszerrel hozták forgásba.
A Gépesített Meghajtás Kialakítása
A kézi meghajtású csapfúró gépesített működtetése könnyedén kivitelezhető, csak némi kreativitás kell hozzá. A gépesítéshez első lépésben le kell rögzíteni a kéziszerszámot, amelyhez kisméretű gépsatumat használom.
A gépesítéshez használt motor egy hosszított nyakkal ellátott Proxxon LBB/E mikromotor, amely 5000-től 20 000-es fordulatszámig fokozatmentesen szabályozható. A meghajtás rendszere tökéletesen működik, a fordulatszám ebben az esetben 5000-től 20000-ig fokozatmentesen állítható.
A gépesített csapfúró nagy előnye, hogy az órás mindkét keze szabad. A nagy fordulatszám egyetlen hátránya a kopás és a melegedés. Ezért mind a fúrás helyén, mind a menesztőorsó csapágyazásán kenést kell alkalmazni.
Alkatrészek Toyota Supra MK4-hez
A Toyota Supra MK4 egy ikonikus sportautó, amelyhez számos tuning és gyári alkatrész elérhető. Néhány példa:
- RMS Toyota Supra MK4 kanji feliratos póló
- Gyári Toyota alkatrészek (3-4 hetes szállítási idővel)
- Használt injektorok (312ccm hengerenkénti kapacitással)
- HKS DLI gyújtás erősítő modul
- KaaZ sperr diffi felújító szett
- Saját készítésű tőcsavarok kipufogó leömlőhöz
- Gyári Toyota vezérműszíj
- Utángyártott szervó szivattyú
- Gyári Toyota főtengely hátsó szimering
- Toyota Supra MK4 6-2-1 leömlő MGP Racing
- Gyári Toyota olajszűrő
- Vízhőfok jeladó szenzor csatlakozó ház
- Injektor szett (11mm-es felső csatlakozással)
Ezek az alkatrészek segítenek a Toyota Supra teljesítményének növelésében és karbantartásában.
Összefoglalva, a menesztő csap és a kapcsolódó technológiák folyamatos fejlődése lehetővé teszi a hatékonyabb és biztonságosabb működést a különböző mechanikai rendszerekben.