A motorkerékpár hengerfej meghúzása: Precizitás és létfontosságú lépések
A motor szerelésekor sok csavart kell meghúzni - de a hengerfej csavarjai egészen más kategóriába tartoznak. Ha a csavarokat nem a gyári előírás szerint húzzuk meg, az azonnal problémát okozhat. A motorhiba egyik legköltségesebb oka gyakran nem a technológia, hanem a figyelmetlenség.
Miért létfontosságú a hengerfejcsavarok helyes meghúzása?
A hengerfej meghúzási nyomatékának betartása tehát nem formaiság, hanem létfontosságú művelet. Ha túl lazák a csavarok, 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.
A másik véglet, a túlhúzás, legalább ekkora baj. Ha túl szorosak a csavarok, 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. Az "bármilyen csavar jó, csak a menete, hossza és esetleg a szilárdsági osztálya stimmeljen, mert én nyomatékkulccsal húzom" - hozzáállás ma már motorgyilkos lehet.
A hengerfej tömítés szerepe és hibái
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.
Hengerfej hibára, hengerfej elvetemedésre a következő hibák utalhatnak: megjelenő olaj, hűtővíz, túlnyomás (kikeményedő vízcsövek) a hűtés rendszerben. Egy klasszikus eset is hengerfej levételét eredményezi, amikor átugrik a vezérlés, elszakad a vezérműszíj, vagy a vezérműlánc, ami elveri a szelepeket. A hengerfej felújítás egyik kötelező eleme a hengerfejtömítés cseréje.
Gyakori motorindítási problémák
A hengerfejtömítések a múlt század elején olajos papírból, gumírozott azbesztből készültek.
A hengerfej meghúzása: Szakértői megközelítés
A hengerfej meghúzása nem csupán egy mozdulat - hanem egy precíziós művelet, amit szigorú sorrendben és pontos értékekkel kell elvégezni. 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 szakember első dolga, hogy ellenőrizze a gyártó által megadott nyomatékértékeket és meghúzási sorrendet. Fontos továbbá, hogy mindig nyomatékkulccsal húzzuk le a hengerfejtömítés csavarjait, de nem mindegy milyen nyomatékkulccsal. A nyomatékkulcsnál nem az a lényeg, hogy van, hanem, hogy kalibrált-e.
A folyamat során nyomatékkulcsot használnak, ami garantálja, hogy minden egyes csavar pontosan a meghatározott erővel legyen meghúzva. 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 különösen modern motoroknál fontos, ahol a csavarok rugalmasan nyúló (yield) kialakításúak.
Ez a fajta precizitás az, ami megkülönbözteti a hozzáértő szervizt a barkácsolástól. Meg kellett tanulnunk, hogy 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?” - ezek a hozzáállások ma már tévesek.
Hogy professzionálisan végezzük a hengerfejcsavarok meghúzását, tartsuk be a következőket:
- 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.
- Célszerű ezt több fokozatban megtenni.
A hengerfejcsavarok meghúzása
A csavarmeghúzási sorrend
A hengerfejcsavarok meghúzási sorrendje kritikus a tömítés egyenletes rögzítéséhez és a hengerfej deformációjának elkerüléséhez. Az alábbi ábra egy tipikus sorrendet mutat:
A motortechnika fejlődése és a hengerfejcsavarok
„Nagyot változott a motortechnika” - ez a közhely a csavarkötésekre is igaz. Egymásnak szinte a végletekig ellentmondó követelmények, műszaki „együttállások” jelentek meg. Kezdjük az égéstéri gáz csúcsnyomással.
Égési csúcsnyomás változása
A motorok égési csúcsnyomása jelentősen megnőtt az elmúlt évtizedekben, ami különleges kihívásokat támaszt a hengerfej tömítéseivel és csavarkötéseivel szemben:
| Időszak / Típus | Átlagos égési csúcsnyomás (bar) |
|---|---|
| Zsiguli-korszak | 80 |
| Nagy haszongépjármű-dízelmotorok (akkori határeset) | 130 |
| Mai legkisebb dízelmotorok | 150-170 |
| Eljövendő motorok (becslés) | 220 |
(Jaj annak a motornak, ahol a tuning csúcsnyomásnöveléssel jár együtt, és más intézkedés nem történik.)
Útmutató az M8 féktárcsa csavarokhoz
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 megoldás: Nagy nyúlóképességű csavarok
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!
Rugalmas és képlékeny alakváltozás
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 a képlékeny alakváltozás tartományába húzni 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.
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.)
A modern hengerfejcsavarokkal szembeni követelmények
A csavarral szembeni követelményeket az elfordítás függvényében látjuk. 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, oldja meg a tömítési problémát hengerfejcsavarral együtt.
Utánhúzás-mentesség: A modern hengerfejtömítések előnye
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.
Új csavartípusok és az alumíniumcsavarok
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.
Egyéb szempontok és problémák motorkerékpároknál
A motortechnikában a kritikus csavarkötések sorában, messze az első helyen a hengerfejcsavarok állnak, de a hajtórúd- és a fekvõcsapágyfedél-csavarok sem átlagos esetek. A motor szerelésekor fontos ellenőrizni, hogy a hengerfejen minden gyári alkatrész a helyén van-e. Például a gyertya típusa is lényeges, például a CPR8E gyertya használata javasolt.
Ha a motor akadozik, lassul, majd újraindul, vagy egyáltalán nem indul be, az komolyabb problémára utalhat. Ebben az esetben valami eltörhetett a motorban, például megszorulhatott, karistolhatott, vagy akár szét is hullhatott. A tűgörgő törése gyakori probléma lehet, ami a gyertyához kerülve összekaszabolhatja a motort. Szegény keverék esetén a dugattyú teteje is átéghet, ami szintén a hengerfej vagy a tömítés meghibásodásához vezethet.
Az Aprilia SR50 Motard típusú 50 cc-s léghűtéses karburátoros robogók gyári állapotban erőtlenek lehetnek. Bár a motorok "népszerűsége" változatlan, egy mai alapmotor 250...320 csavarral szerelt, és ezek között 80...160 típus található. A széles határokat a motorkonstrukció (pl. soros-4 vagy V6) és a típus (pl. dízel vagy Otto) indokolja. A japán motornál hozzávetőleg 15%-kal több a csavarkötés, de ezzel egyidejűleg a felhasznált csavartípusok száma lényegesen kevesebb.
tags: #motorkerekpar #hengerfej #lehuzas