A Meghúzási Nyomaték Jelentősége és Alkalmazása a Modern Motorokban
A "meghúzási nyomaték" kifejezés, amely az akkumulátoros csavarozók műszaki paramétereiben is szerepel, az erőforgató képességére utal. A meghúzási nyomaték nagysága az alkalmazott erő nagyságától, az erő karjának hosszától, valamint az alkalmazott erő és a kar közötti szögtől függ. Az erő maximális nyomatéka 90°-os szögnél van.
A Meghúzási Nyomaték Fontossága
Első ránézésre egyszerűnek tűnik, de a csavarok és anyák szerelésének is van néhány apró fortélya, amit ha betartasz, megkönnyíted az életedet. A csavarok sűrűn alkalmazott kötőelemek. A műszaki irodalom szerint roncsolás nélkül oldható kötést biztosítanak két alkatrész között. Ez általában igaz is, azonban az idő múlásával az oldhatóság sok esetben csökkenhet. Mindannyian találkoztunk már „berohadt” csavarokkal, amelyek hosszabb-rövidebb ideig megkeserítették az életünket. Nemcsak az időt húzzák, hanem komoly fejtörést is okoznak azoknak, akik meg akarnak szabadulni tőlük. Még rosszabb a helyzet, ha a csavar „beszakad”. A törés legtöbbször a menetes furat kezdeténél, az alkatrész külső síkjában fog bekövetkezni. Ennek az az oka, hogy a menetes kialakítás feszültséggyűjtő pontként viselkedik, és általában a terhelés ebben a síkban a legnagyobb. Mit kell tenned, hogy elkerüld ezeket a problémákat?
Általános vélekedés, hogy a csavarokat „jól meg kell húzni”. Valóban a csavarokat jól kell meghúzni, de ez nem azt jelenti, hogy „nagyon” vagy „amennyire csak bírod”. A csavarokat mindig a kezelési vagy szerelési utasításban meghatározott nyomatékkal kell meghúzni. Szereléskor nagyon ügyelj a tisztaságra. A szennyezett vagy rozsdás menetek már a behajtás során is komoly ellenállást képesek kifejteni, ami torzítja a meghúzási nyomaték értékét. Az így összeszerelt kötések biztos, hogy nem fognak megfelelően zárni. Ha van rá mód, egyszerű csavaroknál mindenképpen használj kenőanyagot a szerelés során. Ezzel megkönnyíted a munkádat, és óvod a kötőelemet is a rongálódástól.
Képzeld el a csavart úgy, mint egy rugót! Amikor meghúzod, megfeszíted és megnyúlik. Ha ezután megkapja a terhelést, még jobban megnyúlik. Minél nagyobb a terhelés, annál jobban nyúlik. De ez véges, egyszercsak eléri a határt, és deformálódik vagy eltörik. Ha a szerelés közben jobban megfeszíted, mint kellene, már kisebb terhelés hatására is sérülhet a kötőelem. Ezért fontos a meghúzási nyomaték maximális mértéke. Ha túlságosan meghúzod a csavart, akkor az üzemi terhelést már nem biztos hogy elviseli. Elszakad.
Több esetben láttam már, hogy gépek kerékcsavarjait nem túl szakszerűen húzzák meg. Mindenképpen ajánlom egy megfelelő nyomatékkulcs beszerzését és a kezelési utasításból az előírt meghúzási nyomaték ellesését. Így lehet biztonságosan rögzíteni csavarokkal. Ha a csavar nincs eléggé meghúzva, akkor az igénybevétel hatására kilazulhat. A csavarkötés fellazulását okozhatja még az is, ha az egymáshoz rögzített alkatrészek az összeszorító erő hatására tömörödnek, zömülnek, vagy a szerelés közben közéjük került kenőanyag vagy szennyeződés távozik az alkatrészek közül. A csavarkötés fellazulását okozhatja az is, ha az igénybevételnek nem megfelelő anyagminőséggel rendelkező kötőelemet használsz. Ekkor ugyanis a terhelés hatására a csavar anyaga deformálódik. El nem szakad, de megnyúlik, mint a kerítésdrót. A nyírócsavarok biztonsági feladatot látnak el a gépeinken. Az a dolguk, hogy az értékesebb alkatrészeket megvédjék a rongálódástól. Ezért különösen ügyelni kell az anyagminőségre és szereléskor a meghúzási nyomatékra. A nyírócsavart túlfeszítve a teherviselő képessége csökken. Az alapterhelés, amikor meghúzod. Ehhez hozzáadódik az üzemszerű terhelés.
Kritikus Csavarkötések a Motorban
A motortechnikában a kritikus csavarkötések sorában, messze az első helyen a hengerfejcsavarok állnak, de a hajtórúd- és a fekvõcsapágyfedél-csavarok sem átlagos esetek. 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”. Ennél a technikánál nehézséget az előírt csavarerő tényleges beállítása jelent.
Hengerfejcsavarok és Tömítések
Cseréljük le a hengerfejcsavarokat a motor felújításánál még akkor is, ha ránézésre tökéletesek. Amikor 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. Mindig csak új hengerfej tömítést és hengerfejcsavart használjunk az összeszerelésnél. Mindig tartsuk magunkat a gyártó által előírt rögzítési folyamathoz (nyomaték, sorrend).
A hengerfej tömítések legismertebb és legnagyobb gyártói: Victor Reinz, Elring. Hengerfej tömítés segítségével hengerfej és a henger résmentesen illeszkedik. Ez a hibátlan motorüzemelés alapfeltétele. Az ELRING a többrétegű fém hengerfejtömítések specialistája.
A hengerfejcsavarok meghúzása
A Meghúzási Technológia Fejlődése
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. 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. 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.
Modern Követelmények és Megoldások
„Nagyot változott a motortechnika” - közhely a csavarkötésekre is igaz. Egymásnak szinte a végletekig ellentmondó követelmények, műszaki „együttállások” jelentek meg. Kezdjük az égéstéri gáz csúcsnyomással. Ma a legkisebb dízelmotorokban is 150-170 bar a hétköznapi érték, és a szakirodalom szerint az eljövendő motorok a 220 bart ostromolják. 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 a csavarban van! A nagy nyúlóképességű csavar szakítódiagramja két, jellegzetesen különböző szakaszra osztható: - a rugalmas tartományra és - 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.
Hol találom a Merci alvázszámot?
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. A csavarral szembeni követelményeket az elfordítás függvényében látjuk.
Utánhúzás-mentesség és Új Csavartípusok
A szervizigény csökkentése és a hengerfejtömítés szempontjából általában „kihegyezett” szériamotorok megkövetelik a hengerfej utánhúzás-mentességét. 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. 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. 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.
Csavarkötések Rögzítése és Segédanyagok
A kötések fellazulásának megelőzésére sok módszer terjedt el. A legtöbbet használt az önzáró anya, amelynek két kiviteli formája is elérhető. Egyik a műanyag betéttel ellátott, amely olcsóbb, de szakszerűen csak egyszer használható fel, mert a betét roncsolódik. A másik a roppantott kivitel, amely az anya egy szegmensének az eltorzításával éri el az önzáró kivitelt. Ennél a kialakításnál előfordulhat, hogy a szerelésnél sérül a menet az orsón, ezért mindig vizsgáld meg, hogy szükséges-e cserélni. A csavarok kilazulását meg lehet gátolni speciális fogazott peremes fej kialakítással vagy különböző alátétek alkalmazásával. Ezek a fogazott és rugós alátétek, amelyek az alkatrész és a csavarfej között megfeszítve, éles sarokkialakítással az elfordulást képesek meggátolni. Ahol az előírt meghúzási nyomaték mértéke nem biztosítja a menet önzáró képességét, ott alakzáró biztosítást szokás alkalmazni. Jellemzően ilyenek a futóművek és más csapágyazások. Az elfordulást, vagyis a fellazulást meggátolhatja biztosító lemez a hornyos anya esetén vagy sasszeg a tengely furatán és koronás anyán átfűzve. Menetes kötések rögzítésére alkalmazható még a ragasztás is. Ha ilyen anyagot használsz, a felületeket mindig tisztítsd meg! A menetrögzítő (mint általában a ragasztók) hatástalan poros, zsíros felületek esetén. Ha ilyen kötéseket oldanod kell, akkor pedig melegítsd meg az alkatrészeket. A menetrögzítők 100-120 °C hőmérsékleten általában kioldanak.
Kenőanyagok és Speciális Paszták
Ahhoz, hogy az oldható kötés valóban roncsolás nélkül oldható maradjon, a szerelés során alkalmazz valamilyen segédanyagot. Legegyszerűbb esetben ez lehet valamilyen zsír vagy olaj. Érdemes használnod ezeket a sűrűbben szerelt csavarok esetében. Ha olyan javításra kerül sor, ami nem tartozik a mindennapos szerelési műveletek közé, szerelés előtt érdemes a menetes részeket valamilyen speciális szerelőpasztával bevonni. Ahol pedig a csavarkötés nagy hőterhelésnek is ki van téve, amilyen pl. a motorok kipufogó csonkja, ott mindenképpen az ahhoz javasolt, hőálló korróziógátló szerelőpasztát használd!
AMG Mercedes vásárlás Magyarországon
Irányadó Meghúzási Nyomatékok
Ha nem áll rendelkezésre műszaki dokumentáció, akkor az általános szerelési elvek szerint lehet eljárnod. A villáskulcsoknak nemcsak a villamérete különbözik egymástól, hanem a száruk hossza is. Ennek a kialakításnak egyik oka az, hogy normál kézi erővel használva korlátozzák a meghúzási nyomatékot. Tehát amikor a 13-as kulccsal dolgozol, nem szükséges megtoldanod semmilyen eszközzel.
Az alábbi táblázat általános esetben irányadó lehet a normál menetemelkedésű metrikus csavarok anyagminőségtől és mérettől függő meghúzási nyomatékára:
| Csavar mérete | Meghúzási nyomaték (Nm) |
|---|---|
| M6 | 9-12 |
| M8 | 22-29 |
| M10 | 44-59 |
| M12 | 77-103 |
| M14 | 121-162 |
Kerékcsavarok Meghúzási Nyomatéka
A gyártói előírások szerinti kerékcsavar meghúzási nyomaték jelentősen csökkentheti a műszaki meghibásodás okozta baleset kockázatát. A helytelenül felrakott rögzítőelemek akár balesethez is vezethetnek.
Mi az a kerékcsavar?
Mielőtt a meghúzási nyomatékra térnénk, fontos bemutatni a kerékcsavart, amely egy általában hatszögletű, a kerék rögzítéséhez használt csavar. A következőkben röviden ismerhetjük a legfontosabb műszaki tulajdonságokat.
Menet: A sikeres rögzítés érdekében fontos, hogy a kerékcsavar és a kerékanya menete megegyezzen. Ellenkező esetben akár súlyos kár is keletkezhet a kerékagyban. Minden esetben győződjön meg arról, hogy az anya és a csavar menete illeszkedik egymáshoz. Gyakori kerékcsavar menet típusok:
- M12x1,25
- M12x1,5
- M14x1,5
- M14x1,25
Méret: Bár elérhető számos egyéb méretben, a leggyakoribb külső kulcs méretek a következők:
- 17 mm
- 19 mm
- 21 mm
Menethossz: A gyártói előírások, melyek a gépjármű műszaki könyvében is megtalálhatóak, pontosan meghatározzák a kerékcsavar optimális menethosszát. Ettől az értéktől nem javasolt eltérni, az ugyanis pontatlan illeszkedéshez vezethet. A csavar kialakítása szerint megkülönböztetnek rádiuszos, mozgókúpos és kúpos rögzítő eszközöket. A kialakítás hatással lehet a menethosszra, így ezt is érdemes választáskor figyelembe venni.
Mi az optimális kerékcsavar meghúzási nyomaték?
Az optimális kerékcsavar meghúzási nyomaték szerepel az autó műszaki könyvében, amely gyakran digitálisan is elérhető a gyártó honlapján. Ha valamilyen okból ezt nem találja, érdemes autószerelő segítségét kérni a megfelelő meghúzási nyomaték meghatározásához.
A meghúzás lépései
A következőkben röviden bemutatjuk, melyek a meghúzás lépései. Javasoljuk, hogy a kerékcserét kizárólag akkor végezze el otthon, amennyiben rendelkezik a szükséges eszközökkel és ismeretekkel. A helytelenül rögzített kerék balesetveszélyes, így a megfelelő képességek hiányában forduljon autószervizhez.
Szükséges eszközök:
- gumikesztyű
- törlőkendő
- nyomatékkulcs
A meghúzás lépései:
- Győződjön meg a megfelelő meghúzási nyomaték értékről!
- Vegye fel a gumikesztyűt és a nyomatékkulcson állítsa be az elérni kívánt értéket!
- Húzza meg a csavart, az adott nyomaték érték elérésekor a kulcs kattanással jelez!
Hasznos tippek a meghúzáshoz:
- Amennyiben a kerékcsavar deformált vagy korrodált, minden esetben szükséges cserélni. Ilyenkor nem elegendő a csavar meghúzása.
- Érdemes a kerékanyákat is ellenőrizni, amennyiben deformálódott vagy rozsdás, azt is érdemes cserélni.
- Kerülje a zsiradékok és olajok használatát!
- Sose használjon ütőműves csavarbehajtót a keréknyomaték beállításához!
- Kövesse a gyártói előírásokat minden esetben!
3 gyakori hiba, amire érdemes odafigyelni
- Magas kerékcsavar meghúzási nyomaték
Olyan esetekben, amikor valaki eltér a gyártói előírásoktól vagy nem nyomatékkulcsot használ, előfordulhat, hogy túl magas nyomatékot állít be. Ennek számtalan negatív következménye lehet: a kerékcsavar megsérülhet és deformálódhat, torzulhat a felni, de a kerékcsavar menete is sérülhet. Ha túl erősen húzzuk meg a csavarokat, akkor egy esetleges defekt esetén az autóban található hagyományos kulccsal képtelenek leszünk (megfelelő erőkar nélkül) meglazítani a kerékcsavarokat.
- Alacsony kerékcsavar meghúzási nyomaték
Hasonlóan a túl erősen meghúzott csavarokhoz, az alacsony meghúzási nyomaték is negatív konzekvenciákhoz vezethet. Ilyen esetekben gyakori, hogy normál menetsebesség mellett rázkódni kezd az autó, idővel tovább lazul a kerékcsavar, amely súlyos esetekben akár balesethez is vezethet. Az alacsony kerékcsavar meghúzási nyomaték bekövetkezhet a felgyülemlett rozsdásodás következtében megváltozott optimális nyomaték érték miatt is.
- Helytelen kerékcsavar használata
További problémát jelenthet a helytelen kerékcsavar vagy kerékanya használata. Ennek elkerülése érdekében minden esetben ragaszkodjon a gyártói ajánláshoz.