Paikallaan tapahtuva välyksen tarkistus "Plastigage": Ominaisuuksien ja käytön perusteellinen selitys

Moottoria purettaessa ja kasattaessa on tärkeää tarkistaa ja säätää välys kampiakselin kaulojen (akselin osat) ja kampikammion laakereiden välillä. Välys voidaan laskea kaulan ulkohalkaisijan ja laakerin sisähalkaisijan erotuksesta, mutta se voidaan myös mitata lankamaista mittanauhaa nimeltä Plastigage käyttäen. Tämä artikkeli selittää moottorin sisäisen välyksen merkityksen ja tärkeyden sekä Plastigagen käytön ja ominaisuudet.

Yksittäinen mittaus ja laskenta vähentämällä: Mikrometri + Sylinterimittari

Esimerkki nelisylinterisen moottorin yläkampikammiosta. Kampiakselia tukee viisi laakeripistettä, ja näihin laakeripisteisiin on asennettu kampiakselin pääkauloihin koskettavat laakerikuoret. Tämä on integroidulle kampiakselille; pallolaakereilla varustetulle kootulle kampiakselille ei ole laakerikuoria.

Moottorin pyöriville osille, kuten kampiakselin ja kampikammion, kiertokangen ison pään ja kampiakselin sekä nokka-akselin ja sylinterikannen väliin, asetetaan sopivat raot eli välykset. Jos tämä välys on pienempi kuin määritelty arvo, se lisää pyörimisestä aiheutuvaa kitkahäviötä ja johtaa komponenttien kulumiseen. Päinvastoin, jos se on liian suuri, se aiheuttaa väljyyttä pyörimisessä, mikä johtaa epänormaaliin meluun ja vaurioihin. Siksi on ratkaisevan tärkeää, että välys on valmistajan määrittämän alueen sisällä.

Jos sinulla on mahdollisuus huoltaa moottoria suurten töiden, kuten korjausten tai kunnostusten, yhteydessä, voit tarkistaa näiden pyörivien osien välykset ja tarvittaessa säätää niitä osien vaihdolla. Tämän prosessin ensimmäinen ja tärkein vaihe on nykyisen tilan vahvistaminen. Et voi edetä tietämättä nykyistä tilaa, tarvitseeko välystä pienentää vai kasvattaa.

Akselin ulkohalkaisijan ja laakerin sisähalkaisijan määrittämiseen käytettävät mittausvälineet ovat mikrometri ja sylinterimittari. Mikrometri, jota käytetään akselin ulkohalkaisijan mittaamiseen, on pituuden mittausväline. Vaikka tavallisella mekaanisella työkalulla on vähintään 0,05 mm lukema, mikrometrillä voidaan lukea jopa 0,01 mm.

Sitä vastoin sylinterimittari, jota käytetään laakerin sisähalkaisijan määrittämiseen, ei ole työkalu, joka antaa absoluuttisia mittoja itsestään. Yksinkertaisesti selitettynä se on työkalu, jolla mitataan plus- tai miinuseroa vertailumitasta.

Esimerkiksi, jos asetamme sylinterimittarin vertailumitaksi 32,00 mm ja työnnämme sen laakeriin, ja sylinterimittariin kiinnitetty kellotaulu näyttää +0,05 mm, voimme päätellä, että laakerin sisähalkaisija on 31,95 mm. Päinvastoin, jos kellotaulu näyttää -0,04 mm, laakerin sisähalkaisija on 32,04 mm.
Tällä menetelmällä välys voidaan laskea: Laakerin sisähalkaisija (mitattu sylinterimittarilla) - Akselin ulkohalkaisija (mitattu mikrometrillä) = Välys.

Vaikka tämä saattaa kuulostaa yksinkertaiselta kirjoitettuna, käytännössä sylinterimittarin käyttö vaatii taitoa ja kokemusta, eikä tarkkojen mittausten saaminen ole helppoa ilman huomattavaa käytännön kokemusta. Lisäksi sylinterimittari itsessään ei ole halpa työkalu, joten amatöörien voi olla vaikea käyttää sitä tehokkaasti ja se voi jäädä käyttämättömäksi.

Plastigage: Välys määritetään murskatun leveyden perusteella

Plastigage toimitetaan paperipakkauksessa, ja itse pakkauksessa on painettuja asteikkoja, jotka osoittavat murskatun leveyden ja välyksen. Se oli alun perin amerikkalainen tuote, jonka välykset ilmoitettiin tuumina, ja koska se on muunnettu millimetreiksi, merkinnät ovat yksityiskohtaisia.

Käytettäessä leikataan mittausalueelle saksilla tai vastaavalla.

Pyyhi kampiakselin kaulan ja laakeripintojen lika tai öljy pois ja aseta sitten Plastigage paikalleen.

Kiristysvoima vaikuttaa mittanauhan murskattuun leveyteen, joten kiristä määritettyyn momenttiin. Varo myös pyörittämästä kampiakselia mittauksen aikana.

Vaikka välyksen mittaus vaatii yleensä erikoistyökaluja, kuten mikrometrejä ja sylinterimittareita, on olemassa yksinkertaisempi tapa mitata rakoja: Plastigage.

Plastigage on valmistettu erikoismuovista, joka on muotoiltu lankamaiseksi. Se asetetaan mitattavalle alueelle, osat kootaan ja välys määritetään kiristysmomentin aiheuttaman murskatun leveyden perusteella. Tässä ovat erot Plastigagella ja mikrometrillä + sylinterimittarilla tehtävän mittauksen välillä:

● Mikrometri + Sylinterimittari
・Mittaa erikseen akselin ulkohalkaisijan (mikrometri) ja laakerin sisähalkaisijan (sylinterimittari).
・Laskee välyksen näiden kahden erotuksesta.
・Korkea mittaustarkkuus, arvioitavissa mikrometreissä (µm).
・Mittamaalla useasta kohdasta voidaan arvioida myös pyöreyttä ja epätasaista kulumista.

● Plastigage
・Tarkistaa todellisen raon osat koottuna.
・Lukee välyksen analogisella indikaattorilla: murskattu leveys.
・Tarkkuus on noin ±0,01–±0,02 mm.
・Mittaus vain yhdessä kohdassa, arvioi paikallista välystä.

Oleellisesti, vaikka mitattaisiin samaa "välystä", kahden menetelmän lähestymistavat ovat pohjimmiltaan erilaiset.

Lisäksi Plastigagen kanssa on käytettävä erilaisia mittanauhoja mitattavan välyksen koon mukaan. Tämä johtuu siitä, että jos ohutta mittanauhaa käytetään suuressa raossa, se ei murskaannu riittävästi, ja jos paksua mittanauhaa käytetään ahtaassa raossa, se murskaantuu liikaa, mikä vähentää luotettavuutta.

Tässä käytetty Plastigage tulee kolmena tyyppinä, värikoodattuna mittausalueen mukaan, ja kunkin mittausalueet ovat seuraavat:

Vihreä: 0,025–0,076 mm
Punainen: 0,051–0,152 mm
Sininen: 0,102–0,229 mm

Näiden teknisten tietojen perusteella, kun välystä mitataan Plastigagella, on välttämätöntä tarkistaa ensin huolto-oppaasta standardivälys. Huolto-opas on välttämätön moottorin purkamisessa ja huollossa.

Tässä artikkelissa mitatun moottorin tapauksessa kampiakselin pääkaulan (akselin osa) ja päälaakerin kuoren (laakerin sisähalkaisija) välinen standardivälys on 0,014–0,038 mm, ja huoltoraja on 0,08 mm. Siksi se voidaan mitata vihreällä Plastigagella.

Lisäksi kiertokangen ison laakerin kuoren ja kampiakselin kaulan välinen välys on standardiarvoltaan 0,035–0,059 mm, ja huoltoraja on 0,10 mm. Tämäkin voidaan mitata vihreällä mittanauhalla.

Mitä tehdä, jos Plastigagella mitattu välys on liian suuri?

Löysää kiinnityspultit tasaisesti ja poista mittanauha suoraan ylöspäin vetämättä sitä. Lue sitten välys vertaamalla pakkauksessa oleviin merkintöihin.

Mitä kapeampi välys, sitä leveämmäksi Plastigage murskaantuu. Tämän moottorin standardivälys on 0,014–0,038 mm, ja huoltoraja on 0,08 mm. Murskattu leveys on kapeampi kuin 0,038 mm nauha (eli suurempi välys), mutta leveämpi kuin 0,076 mm nauha (eli pienempi välys), joten voidaan päätellä, ettei se ole saavuttanut 0,08 mm huoltorajaa. Jos haluat tietää välyksen absoluuttisena arvona, tarvitaan mikrometri + sylinterimittari.

Tässä moottorissa, kun valmistaja kokoaa uuden ajoneuvon, se valitsee optimaalisen laakerin kolmesta eri paksuisesta laakerista kampikammion päälaakeriosan sisähalkaisijan ja kampiakselin pääkaulan ulkohalkaisijan yhdistelmän perusteella. Jos mitattu välys ylittää huoltorajan kilometrimäärän kertymisen jälkeen, välystä voidaan mahdollisesti pienentää käyttämällä nykyistä paksumpaa laakeria, jos sellainen osa on saatavilla.

Laakerikuorien paksuus voidaan tunnistaa sivujen maalimerkeistä. Tässä moottorissa siniset laakerikuoret ovat paksuimpia kolmesta tyypistä, ja mustat laakerikuoret osoittavat keskipaksuutta. Jos nykyisessä mustassa laakerikuoressa on liiallinen välys, paksumpaan siniseen laakerikuoreen vaihtaminen pienentää sisähalkaisijaa ja siten välystä.

Kun Plastigage asetetaan akselille ja laakeri kiristetään määritettyyn momenttiin, mittanauha murskaantuu. Vertaaamalla mittanauhan murskattua leveyttä Plastigage-pakkaukseen painettujen viivojen leveyteen, välys voidaan määrittää.

Se, vastaako murskatun mittanauhan leveys painettua leveyttä, on jossain määrin sattumanvaraista, eikä todellisuudessa voi tietää tarkkaa välystä 0,001 mm tasolle. Jos murskattu leveys on leveämpi kuin painettu 0,051 mm, mutta kapeampi kuin 0,038 mm, sen voi arvioida olevan noin 0,04 mm.

Vaikka mikrometri + sylinterimittari voi mitata useista kohdista kehällä, Plastigage voi mitata välyksen vain kohdassa, johon mittanauha asetettiin, eli yhdessä paikassa. Jos kaulassa tai laakerissa on vierasesinettä ja se mitataan, se voi johtaa kapeampaan välykseen kuin keskiarvo. Myös öljykalvon paksuus voi vaikuttaa mittaukseen. Siksi Plastigagea käytettäessä pyyhi öljy pois ja työskentele kuivassa tilassa.

Kulumisen edetessä kilometrimäärän karttuessa moottorin komponenttien välykset kasvavat. Mitä siis pitäisi tehdä, jos välys ylittää huoltorajan?

Ajoneuvomallista ja iästä riippuen osien saatavuus vaihtelee. Kuitenkin "laakerikuoret", jotka on asennettu kampiakselin pääkauloihin ja kiertokangen isoihin päihin, ovat saatavilla eri paksuuksina. Nämä ovat osia, joita käytetään välyksen säätämiseen sopivalle tasolle korjaamalla massatuotettujen kampiakselien pääkaulojen ulkohalkaisijan ja kampikammion päälaakeriosien sisähalkaisijan toleransseja uusien ajoneuvojen kokoonpanossa. Niitä käytetään myös huolloissa ja korjauksissa.

Laakerikuorien tyypit ja paksuudet on tarkistettava huolto-oppaasta. Käyttämällä nykyisiä paksumpia laakerikuoria, jotka ovat yhden tai kaksi luokkaa paksumpia, välystä voidaan pienentää. Jos välys on kuitenkin kasvanut ongelmien vuoksi itse kampiakselissa, kuten pääkaulan tai kampiakselin kaulan pinnan kovakromipinnoitteen kuoriutumisen vuoksi, kampiakseli on vaihdettava, ei vain laakerikuoria.

Lisäksi nokka-akselien tapauksessa, joissa nokka-akselin pidikkeissä ei ole laakerikuoria ja sylinterikansi tukee niitä suoraan, jos lisääntyneen välyksen syy on nokka-akselin pidikkeen puolella, sylinterikansi saattaa joutua vaihtamaan.

Milloin Plastigage on tehokas?

Kiertokangen ison pään laakerin välys voidaan mitata myös Plastigagella. Koska kiertokanki liikkuu mittauksen aikana enemmän kuin kampiakseli, pidä se paikallaan ja kiristä muttereita.

Kiertokangen ison pään laakerin välys on 0,035–0,059 mm. Tarkistamalla Plastigage-pakkauksen, tämä vastaa läheisesti 0,038 mm nauhan leveyttä, mikä osoittaa, että se on standardialueen alaosassa, eli kulumista ei ole tällä hetkellä.

Sunnuntaimekaanikoille ja amatööreille, jotka mittaavat moottorin pyörivien osien välyksiä, päätös mikrometri + sylinterimittarin tai Plastigagen käytön välillä voi perustua työkalujen hankintakustannuksiin ja niiden käyttötiheyteen.

Mikrometri + sylinterimittari on välttämätön tarkan välyksen mittaamiseen, mutta molempien hankkiminen voi helposti maksaa yli 10 000 jeniä. Jos tämä on "kerran elämässä" -tehtävä moottoripyöräelämässäsi, Plastigage, jonka voi ostaa noin 1 000 jenillä, on riittävän käytännöllinen.

Ovatko molemmista mittausmenetelmistä saadut välysarvot samoja? Yhteenvetona, ne eivät täysin vastaa toisiaan, mutta niiden tulisi olla lähellä toisiaan hyväksyttävällä alueella. Syyt eroihin ovat seuraavat:

1: Mittausolosuhteiden erot
・Mikrometri + sylinterimittari mittaa yksittäisiä komponentteja ilman kuormitusta.
・Plastigage mittaa todellisissa olosuhteissa sovelletulla kiristysmomentilla.
・Jopa asianmukaisella momentilla kiristys voi aiheuttaa vääristymiä, jotka vaikuttavat mittaukseen.

2: Mittausaseman erot
・Sylinterimittarilla voidaan mitata eri paikoista keskiarvon tai minimiarvon määrittämiseksi.
・Plastigage osoittaa vain paikallisen raon, jossa mittanauha murskattiin.

3: Resoluution erot
・Mikrometri + sylinterimittari voi laskea arvoja 0,01 mm välein laskennan avulla.
・Plastigage perustuu visuaaliseen vertailuun painettujen nauhaleveyksien kanssa.

Jos tarkkuus on ensiarvoisen tärkeää, mikrometri + sylinterimittari on valinta. Moottoripyörävalmistajien itsensä asettamilla standardiarvoilla on kuitenkin vaihteluväli. Tämän moottorin pääkaulan ja laakerin välisen välyksen standardiarvo on 0,014–0,038 mm, eli 0,024 mm vaihteluväli. Huoltoraja on 0,08 mm, jättäen 0,042 mm marginaalin standardiarvon ylärajasta huoltorajaan.

Toisaalta vihreässä Plastigagessa on neljälle eri nauhaleveydelle painettuna lukuja 0,025–0,076 mm. Näiden välisen suhteen perusteella tässä käytetyn Plastigagen murskattu leveys on standardialueella, jos se on mittanauhan alueella, mikä osoittaa, ettei laakerin vaihtoa tarvita.

Jos tavoitteena on standardoida kaikkien laakerikuorien välys (tai ainakin tuoda ne lähelle yhtenäistä arvoa) tai maksimoida välys kitkahäviön vähentämiseksi, silloin mikrometri + sylinterimittari, joka mittaa todellisia mittoja, on luotettavampi ja hyödyllisempi. Rutiinihuollossa Plastigage on kuitenkin riittävän käytännöllinen.

Välyksen mittaaminen Plastigagella on mielenkiintoinen tehtävä, joka voi lisätä uteliaisuutta ja tiedonhalua moottoreita kohtaan. Kuitenkin kampiakselien, kiertokankien ja nokka-akselien kuluminen johtuu useimmiten huonosta moottoriöljyn hallinnasta. Siksi on tärkeää suorittaa säännölliset öljynvaihdot huolellisesti, jotta vältetään välyksen mittaamisen tarve moottorikorjauksissa.

Siirry galleriaan  (11)