Kontrola vůle "na místě" pomocí "Plastigage": Podrobný popis funkcí a použití

Při demontáži a montáži motoru je důležité kontrolovat a nastavovat vůli mezi čepy klikového hřídele (části hřídele) a ložisky klikové skříně. Vůli lze vypočítat z rozdílu mezi vnějším průměrem čepu a vnitřním průměrem ložiska, ale lze ji také změřit pomocí závitového měřidla zvaného Plastigage. Tento článek vysvětluje význam a důležitost vnitřních vůlí motoru, stejně jako použití a vlastnosti Plastigage.

Individuální měření a výpočet odečtením: Mikrometr + výškoměr

Příklad horní části klikové skříně pro čtyřválcový motor. Klikový hřídel je podepřen pěti opěrnými body a v těchto opěrných bodech jsou instalována ložisková pouzdra, která přiléhají k hlavním čepům klikového hřídele. Toto je pro integrovaný klikový hřídel; pro dělený klikový hřídel s kuličkovými ložisky nejsou ložisková pouzdra.

Pro rotační části motoru, jako je vůle mezi klikovým hřídelem a klikovou skříní, mezi velkým okem ojnice a klikovým hřídelem a mezi vačkovým hřídelem a hlavou válců, jsou nastaveny vhodné mezery neboli vůle. Pokud je tato vůle menší než specifikovaná hodnota, zvyšuje se třecí ztráta během otáčení, což vede k opotřebení součástí. Naopak, pokud je příliš velká, způsobuje během otáčení vůli, což vede k abnormálnímu hluku a poškození. Proto je klíčové, aby vůle spadala do rozsahu specifikovaného výrobcem.

Pokud máte příležitost generálně opravit motor při větších pracích, jako jsou opravy nebo renovace, můžete zkontrolovat vůle těchto rotačních částí a v případě potřeby úpravy je řešit výměnou dílů. Nezbytným prvním krokem v tomto procesu je potvrzení aktuálního stavu. Bez znalosti aktuálního stavu nemůžete pokračovat, ať už potřebujete vůli snížit nebo zvýšit.

Měřicími nástroji pro určení "vnějšího průměru hřídele" a "vnitřního průměru ložiska" jsou mikrometr a výškoměr. Mikrometr, používaný k měření vnějšího průměru hřídele, je nástroj pro měření délky. Zatímco standardní mechanická posuvná měřítka mají minimální odečet 0,05 mm, mikrometr dokáže odečítat až na 0,01 mm.

Naopak výškoměr, používaný k určení vnitřního průměru ložiska, není nástroj, který by sám o sobě poskytoval absolutní rozměry. Zjednodušeně řečeno, je to nástroj pro měření rozdílu plus nebo mínus od referenčního rozměru.

Například, pokud nastavíte referenční rozměr výškoměru na 32,00 mm a zasunete jej do ložiska a číselníkový úchylkoměr připojený k výškoměru ukazuje +0,05 mm, můžete určit, že vnitřní průměr ložiska je 31,95 mm. Naopak, pokud číselníkový úchylkoměr ukazuje -0,04 mm, vnitřní průměr ložiska je 32,04 mm.
Pomocí této metody lze vůli vypočítat jako: Vnitřní průměr ložiska (měřený výškoměrem) - Vnější průměr hřídele (měřený mikrometrem) = Vůle.

Ačkoli se to při zapsání může zdát jednoduché, v praxi používání výškoměru vyžaduje dovednost a zkušenosti a získání přesných měření není snadné bez značných praktických zkušeností. Navíc samotný výškoměr není levný nástroj, takže amatéři jej nemusí být schopni efektivně využít a nakonec jej nebudou používat.

Plastigage: Vůle určená šířkou stlačení

Plastigage je dodáván v papírovém obalu a samotný obal má natištěné stupnice udávající šířku stlačení a vůli. Původně se jednalo o americký produkt s vůlí udanou v palcích, a protože je převedena na mm, jsou značky detailní.

Při použití ustřihněte na místo měření nůžkami nebo podobně.

Otřete veškeré nečistoty nebo olej z povrchu čepu klikového hřídele a ložiska, poté umístěte Plastigage.

Utahovací síla ovlivňuje šířku stlačení měřidla, proto utahujte na specifikovaný moment. Také dávejte pozor, abyste během měření neotáčeli klikovým hřídelem.

Zatímco měření vůle obvykle vyžaduje speciální nástroje, jako jsou mikrometry a výškoměry, existuje jednodušší pomůcka pro měření mezer: Plastigage.

Plastigage je vyroben ze speciální pryskyřice ve tvaru vlákna. Umístí se do měřené oblasti, díly se smontují a vůle se určí podle šířky stlačení způsobené utahovacím momentem. Zde jsou rozdíly mezi měřením pomocí Plastigage a měřením pomocí mikrometru + výškoměru:

● Mikrometr + výškoměr
・Měří vnější průměr hřídele (mikrometr) a vnitřní průměr ložiska (výškoměr) individuálně.
・Vypočítává vůli z rozdílu mezi těmito dvěma hodnotami.
・Vysoká přesnost měření, vyhodnotitelná v μm (mikrometrech).
・Měřením více bodů lze také posoudit kulatost a nerovnoměrné opotřebení.

● Plastigage
・Kontroluje skutečnou mezeru se smontovanými díly.
・Čte vůli pomocí analogového indikátoru: šířka stlačení.
・Přesnost je přibližně ±0,01 až ±0,02 mm.
・Měří pouze v jednom bodě, posuzuje lokalizovanou vůli.

V podstatě, i při měření stejné "vůle", jsou přístupy obou metod zásadně odlišné.

Navíc s Plastigage je nutné použít různá měřidla v závislosti na velikosti měřené vůle. Je to proto, že pokud se v velké mezeře použije tenké měřidlo, dostatečně se nestlačí, a pokud se v úzké mezeře použije tlusté měřidlo, příliš se stlačí, což snižuje spolehlivost.

Plastigage použitý v tomto případě je ve třech typech, barevně odlišených podle měřicího rozsahu, s následujícími měřicími rozsahy pro každý:

Zelená: 0,025–0,076 mm
Červená: 0,051–0,152 mm
Modrá: 0,102–0,229 mm

Jak je vidět z těchto specifikací, při měření vůle pomocí Plastigage je nezbytné nejprve zkontrolovat standardní vůli v servisní příručce. Servisní příručka je nepostradatelná pro demontáž a generální opravu motoru.

V případě motoru měřeného v tomto článku je standardní vůle mezi hlavním čepem klikového hřídele (část hřídele) a pouzdrem hlavního ložiska (vnitřní průměr ložiska) 0,014–0,038 mm, s servisním limitem 0,08 mm. Proto ji lze měřit zeleným Plastigage.

Navíc vůle mezi pouzdrem velkého oka ojnice a čepem klikového hřídele má standardní hodnotu 0,035–0,059 mm, se servisním limitem 0,10 mm. To lze také měřit zeleným měřidlem.

Co dělat, když je vůle naměřená pomocí Plastigage příliš velká?

Uvolněte upevňovací šrouby rovnoměrně a vyjměte měřidlo přímo nahoru, abyste jej nepoškodili. Poté odečtěte vůli podle měřidla na obalu.

Čím menší je vůle, tím širší je stlačený Plastigage. Standardní vůle pro tento motor je 0,014–0,038 mm a servisní limit je 0,08 mm. Šířka stlačení je užší než pásmo 0,038 mm (což znamená větší vůli), ale širší než pásmo 0,076 mm (což znamená menší vůli), takže lze určit, že nedosáhlo servisního limitu 0,08 mm. Pokud potřebujete znát vůli jako absolutní hodnotu, je nutný mikrometr + výškoměr.

U tohoto motoru při montáži nového vozidla výrobcem vybírá optimální ložisko ze tří typů ložisek s různou tloušťkou na základě kombinace vnitřního průměru hlavní ložiskové sekce klikové skříně a vnějšího průměru hlavního čepu klikového hřídele. Pokud naměřená vůle po najetí kilometrů překročí servisní limit, může být možné snížit vůli použitím silnějšího ložiska, než je současné, pokud je takový díl k dispozici.

Tloušťka ložiskových pouzder je identifikovatelná podle barevných značek na bocích. U tohoto motoru jsou modrá ložisková pouzdra nejtlustší ze tří typů a černá ložisková pouzdra označují střední tloušťku. Pokud má současné černé ložiskové pouzdro nadměrnou vůli, výměna za silnější modré ložiskové pouzdro sníží vnitřní průměr a tím i vůli.

Když je Plastigage umístěn na hřídel a ložisko je utaženo na specifikovaný moment, měřidlo se stlačí. Porovnáním šířky stlačení měřidla se šířkou čar natištěných na obalu Plastigage lze určit vůli.

Zda se stlačená šířka měřidla shoduje s natištěnou šířkou, je do jisté míry otázkou náhody a ve skutečnosti nelze přesnou vůli na 0,001 mm znát. Pokud je stlačená šířka širší než natištěných 0,051 mm, ale užší než 0,038 mm, lze ji odhadnout na přibližně 0,04 mm.

Zatímco mikrometr + výškoměr může měřit na více místech po obvodu, Plastigage může měřit vůli pouze v místě, kde bylo měřidlo stlačeno, tj. na jednom místě. Pokud jsou na čepu nebo ložisku cizí částice a jsou měřeny, může to vést k užší vůli než průměrná. Tloušťka olejového filmu může také ovlivnit měření. Proto při použití Plastigage otřete olej a pracujte v suchém stavu.

S postupujícím opotřebením a najetými kilometry se vůle součástí motoru zvětšují. Co tedy dělat, když vůle překročí servisní limit?

V závislosti na modelu a stáří vozidla se dostupnost dílů liší. Nicméně "ložisková pouzdra" instalovaná na hlavních čepů klikového hřídele a velkých ok ojnic jsou k dispozici v různých tloušťkách. Jedná se o díly používané k nastavení vůle na vhodnou úroveň korekcí tolerancí vnějšího průměru hlavních čepů sériově vyráběných klikových hřídelů a vnitřního průměru hlavních ložiskových sekcí klikové skříně při montáži nového vozidla. Používají se také při generálních opravách a údržbě.

Je nutné zkontrolovat typy a tloušťky ložiskových pouzder v servisní příručce. Použitím ložiskových pouzder, která jsou o jednu nebo dvě třídy silnější než ta, která jsou aktuálně používána, lze vůli snížit. Pokud se však vůle zvětšila v důsledku problémů se samotným klikovým hřídelem, jako je odlupování tvrdého chromování na povrchu hlavního čepu nebo čepu ojnice, musí být klikový hřídel vyměněn, nejen ložisková pouzdra.

Navíc v případech, jako jsou vačkové hřídele, kde nejsou v držácích vaček žádná ložisková pouzdra a hlava válců je přímo podpírá, pokud je příčinou zvýšené vůle strana držáku vačky, může být nutné vyměnit hlavu válců.

Kdy je Plastigage účinný?

Vůli velkého oka ložiska ojnice lze také měřit pomocí Plastigage. Protože ojnice je během měření náchylnější k pohybu než klikový hřídel, držte ji na místě a utáhněte matice víka.

Vůle ložiska velkého oka ojnice je 0,035–0,059 mm. Při pohledu na obal Plastigage se tato hodnota blíží šířce pásma 0,038 mm, což naznačuje, že je na spodní hranici standardního rozsahu, což znamená, že v současné době nedochází k opotřebení.

Pro nedělní mechaniky a amatéry měřící vůli rotačních částí motoru se rozhodnutí mezi použitím mikrometru + výškoměru nebo Plastigage může zakládat na nákladech na pořízení nástrojů a jejich frekvenci použití.

Mikrometr + výškoměr je nezbytný pro přesné měření vůle, ale pořízení obou může snadno stát přes 10 000 jenů. Pokud se jedná o "jednorázovou" záležitost ve vašem motocyklovém životě, Plastigage, který lze zakoupit za přibližně 1 000 jenů, je dostatečně praktický.

Shodují se hodnoty vůle získané oběma metodami měření? Závěrem lze říci, že se neshodují dokonale, ale měly by být blízkými aproximacemi v přijatelném rozsahu. Důvody nesrovnalostí jsou následující:

1: Rozdíly v podmínkách měření
・Mikrometr + výškoměr měří jednotlivé komponenty bez zatížení.
・Plastigage měří za skutečných podmínek s aplikovaným utahovacím momentem.
・I při správném momentu může zkreslení z utažení ovlivnit měření.

2: Rozdíly v pozici měření
・Výškoměr může měřit na různých místech, aby určil průměrnou nebo minimální hodnotu.
・Plastigage indikuje pouze lokální mezeru, kde bylo měřidlo stlačeno.

3: Rozdíly v rozlišení
・Mikrometr + výškoměr může vypočítat hodnoty v přírůstcích 0,01 mm prostřednictvím výpočtu.
・Plastigage se spoléhá na vizuální porovnání s natištěnými šířkami pásma.

Pokud je přesnost prvořadá, je volbou mikrometr + výškoměr. Standardní hodnoty stanovené samotnými výrobci motocyklů však mají rozsah. Standardní hodnota pro vůli mezi hlavním čepem a ložiskem u tohoto motoru je 0,014–0,038 mm, což je rozsah 0,024 mm. Servisní limit je 0,08 mm, což ponechává rezervu 0,042 mm od horní hranice standardní hodnoty k servisnímu limitu.

Na druhé straně zelený Plastigage má pro čtyři různé šířky pásma natištěna čísla od 0,025–0,076 mm. Na základě vztahu mezi nimi spadá stlačená šířka použitého Plastigage do standardního rozsahu, pokud je v rozsahu měřidla, což naznačuje, že výměna ložiska není nutná.

Pokud je cílem standardizovat vůli všech ložiskových pouzder (nebo ji alespoň přiblížit k jednotné hodnotě), nebo maximalizovat vůli pro snížení třecích ztrát, pak je mikrometr + výškoměr, který měří skutečné rozměry, spolehlivější a užitečnější. Pro běžnou údržbu je však Plastigage dostatečně praktický.

Měření vůle pomocí Plastigage je zajímavá činnost, která může podpořit zvědavost a ducha zkoumání motorů. Opotřebení klikových hřídelů, ojnic a vačkových hřídelů je však nejčastěji způsobeno špatným hospodařením s motorovým olejem. Proto je důležité svědomitě provádět pravidelné výměny oleje, abyste se vyhnuli potřebě měření vůle při opravách motoru.

Přejít do galerie  (11)