Kontrola luzów "na miejscu" za pomocą "Plastigage": Szczegółowe wyjaśnienie funkcji i użytkowania

Podczas demontażu i montażu silnika ważne jest sprawdzenie i ustawienie luzu między czopami wału korbowego (częściami wału) a łożyskami bloku silnika. Luz można obliczyć na podstawie różnicy między średnicą zewnętrzną czopa a średnicą wewnętrzną łożyska, ale można go również zmierzyć za pomocą przyrządu w kształcie nitki zwanego Plastigage. W tym artykule wyjaśniono znaczenie i wagę luzów wewnętrznych silnika, a także sposób użycia i cechy Plastigage.

Indywidualny pomiar i obliczenie przez odejmowanie: Mikrometr + średnicówka

Przykład górnej części bloku silnika dla silnika czterocylindrowego. Wał korbowy jest podparty w pięciu punktach łożyskowych, a w tych punktach zamontowane są panewki łożyskowe, które stykają się z czopami głównymi wału korbowego. Dotyczy to wału korbowego zintegrowanego; dla wału korbowego dzielonego z łożyskami kulkowymi nie ma panewek.

Odpowiednie luzy, czyli odstępy, są ustawiane dla ruchomych części silnika, takich jak między wałem korbowym a blokiem silnika, stopką korbowodu a wałem korbowym oraz wałkiem rozrządu a głowicą cylindrów. Jeśli ten luz jest mniejszy niż określona wartość, zwiększa straty tarcia podczas obrotu, prowadząc do zużycia elementów. I odwrotnie, jeśli jest zbyt duży, powoduje luzy podczas obrotu, co skutkuje nienormalnymi hałasami i uszkodzeniami. Dlatego kluczowe jest, aby luz mieścił się w zakresie określonym przez producenta.

Jeśli masz okazję remontować silnik podczas poważnych prac, takich jak naprawy lub renowacje, możesz sprawdzić luzy tych ruchomych części i, jeśli konieczna jest regulacja, zająć się tym poprzez wymianę części. Podstawowym pierwszym krokiem w tym procesie jest potwierdzenie obecnego stanu. Nie można przejść dalej, nie znając obecnego stanu, niezależnie od tego, czy trzeba zmniejszyć, czy zwiększyć luz.

Narzędziami pomiarowymi do określenia "średnicy zewnętrznej wału" i "średnicy wewnętrznej łożyska" są mikrometr i średnicówka. Mikrometr, używany do pomiaru średnicy zewnętrznej wału, jest narzędziem do pomiaru długości. Podczas gdy standardowy suwmiarka mechaniczna ma minimalny odczyt 0,05 mm, mikrometr może odczytywać do 0,01 mm.

Natomiast średnicówka, używana do określenia średnicy wewnętrznej łożyska, nie jest narzędziem, które samo w sobie podaje wymiary absolutne. Mówiąc prościej, jest to narzędzie do pomiaru różnicy plus lub minus od wymiaru referencyjnego.

Na przykład, jeśli ustawisz wymiar referencyjny średnicówki na 32,00 mm i włożysz ją do łożyska, a zegarowy wskaźnik zamocowany do średnicówki wskaże +0,05 mm, możesz stwierdzić, że średnica wewnętrzna łożyska wynosi 31,95 mm. I odwrotnie, jeśli zegarowy wskaźnik pokaże -0,04 mm, średnica wewnętrzna łożyska wynosi 32,04 mm.
Używając tej metody, luz można obliczyć jako: Średnica wewnętrzna łożyska (zmierzona średnicówką) - Średnica zewnętrzna wału (zmierzona mikrometrem) = Luz.

Chociaż może się to wydawać proste na piśmie, w praktyce użycie średnicówki wymaga umiejętności i doświadczenia, a uzyskanie dokładnych pomiarów nie jest łatwe bez znacznego doświadczenia praktycznego. Ponadto sama średnicówka nie jest tanim narzędziem, więc amatorzy mogą mieć trudności z jej efektywnym wykorzystaniem i mogą skończyć z nią nieużywaną.

Plastigage: Luz określany przez szerokość zgniecenia

Plastigage jest dostarczany w papierowym opakowaniu, a samo opakowanie ma nadrukowane skale wskazujące szerokość zgniecenia i luz. Pierwotnie był to produkt amerykański z luzem podanym w calach, a ponieważ jest przeliczany na mm, oznaczenia są szczegółowe.

Podczas używania należy odciąć do obszaru pomiarowego nożyczkami lub podobnym narzędziem.

Przed nałożeniem Plastigage należy wytrzeć wszelkie zanieczyszczenia lub olej z powierzchni czopa wału korbowego i łożyska.

Siła dokręcania wpływa na szerokość zgniecenia przyrządu, dlatego należy dokręcać z określoną siłą. Należy również uważać, aby nie obracać wału korbowego podczas pomiaru.

Chociaż pomiar luzów zazwyczaj wymaga specjalistycznych narzędzi, takich jak mikrometry i średnicówki, istnieje prostszy przyrząd do pomiaru szczelin: Plastigage.

Plastigage jest wykonany ze specjalnej żywicy uformowanej w kształt nitki. Umieszcza się go w mierzonej przestrzeni, składa części, a luz określa się na podstawie szerokości zgniecenia wynikającej z momentu dokręcania. Oto różnice między pomiarem za pomocą Plastigage a pomiarem za pomocą mikrometru + średnicówki:

● Mikrometr + Średnicówka
・Indywidualnie mierzy średnicę zewnętrzną wału (mikrometr) i średnicę wewnętrzną łożyska (średnicówka).
・Oblicza luz na podstawie różnicy między nimi.
・Wysoka dokładność pomiaru, możliwa do oceny w mikrometrach (μm).
・Poprzez pomiar w wielu punktach można ocenić również okrągłość i nierównomierne zużycie.

● Plastigage
・Sprawdza rzeczywisty luz przy zmontowanych częściach.
・Odczytuje luz za pomocą wskaźnika analogowego: szerokość zgniecenia.
・Dokładność wynosi około ±0,01 do ±0,02 mm.
・Mierzy tylko w jednym punkcie, oceniając lokalny luz.

W istocie, nawet przy pomiarze tego samego "luzu", podejścia obu metod są fundamentalnie różne.

Ponadto, w przypadku Plastigage, konieczne jest użycie różnych przyrządów w zależności od wielkości mierzonego luzu. Dzieje się tak, ponieważ jeśli cienki przyrząd zostanie użyty w dużej szczelinie, nie ugnie się wystarczająco, a jeśli gruby przyrząd zostanie użyty w wąskiej szczelinie, ugnie się zbyt mocno, zmniejszając niezawodność.

Używany w tym przypadku Plastigage występuje w trzech rodzajach, oznaczonych kolorami według zakresu pomiarowego, z następującymi zakresami pomiarowymi dla każdego:

Zielony: 0,025–0,076 mm
Czerwony: 0,051–0,152 mm
Niebieski: 0,102–0,229 mm

Jak widać z tych specyfikacji, podczas pomiaru luzu za pomocą Plastigage, konieczne jest najpierw sprawdzenie standardowego luzu w instrukcji serwisowej. Instrukcja serwisowa jest niezbędna do demontażu i remontu silnika.

W przypadku silnika mierzonego w tym artykule, standardowy luz między czopem głównym wału korbowego (częścią wału) a panewką łożyska głównego (średnicą wewnętrzną łożyska) wynosi 0,014–0,038 mm, z limitem serwisowym 0,08 mm. Dlatego można go zmierzyć zielonym Plastigage.

Dodatkowo, luz między panewką łożyska dużego końca korbowodu a czopem korbowym ma wartość standardową 0,035–0,059 mm, z limitem serwisowym 0,10 mm. Można go również zmierzyć zielonym przyrządem.

Co zrobić, jeśli luz zmierzony za pomocą Plastigage jest zbyt duży?

Poluzuj równomiernie śruby mocujące i wyjmij przyrząd prosto do góry, aby uniknąć jego przeciągnięcia. Następnie odczytaj luz, odnosząc się do skali na opakowaniu.

Im mniejszy luz, tym szerzej zgniata się Plastigage. Standardowy luz dla tego silnika wynosi 0,014–0,038 mm, a limit serwisowy to 0,08 mm. Szerokość zgniecenia jest mniejsza niż pasmo 0,038 mm (co oznacza większy luz), ale szersza niż pasmo 0,076 mm (co oznacza mniejszy luz), więc można stwierdzić, że nie osiągnięto limitu serwisowego 0,08 mm. Jeśli potrzebujesz znać luz jako wartość absolutną, konieczny jest mikrometr + średnicówka.

W tym silniku, podczas montażu nowego pojazdu przez producenta, dobiera się optymalne łożysko spośród trzech rodzajów łożysk o różnej grubości, w zależności od kombinacji średnicy wewnętrznej głównego punktu łożyskowego bloku silnika i średnicy zewnętrznej głównego czopa wału korbowego. Jeśli zmierzony luz przekroczy limit serwisowy po przejechaniu określonego dystansu, możliwe jest zmniejszenie luzu poprzez zastosowanie grubszego łożyska niż obecne, jeśli taki element jest dostępny.

Grubość panewek łożyskowych można zidentyfikować po oznaczeniach malarskich na bokach. W tym silniku niebieskie panewki są najgrubsze z trzech rodzajów, a czarne panewki oznaczają pośrednią grubość. Jeśli obecna czarna panewka ma nadmierny luz, zmiana na grubszą niebieską panewkę zmniejszy średnicę wewnętrzną, a tym samym luz.

Gdy Plastigage zostanie umieszczony na wale, a łożysko zostanie dokręcone z określoną siłą, przyrząd się zgniata. Porównując szerokość zgniecenia przyrządu z szerokością linii nadrukowanych na opakowaniu Plastigage, można określić luz.

To, czy szerokość zgniecionego przyrządu odpowiada szerokości drukowanej, jest w pewnym stopniu kwestią przypadku, a w rzeczywistości nie można poznać dokładnego luzu z dokładnością do 0,001 mm. Jeśli szerokość zgniecenia jest większa niż drukowane 0,051 mm, ale mniejsza niż 0,038 mm, można oszacować, że wynosi około 0,04 mm.

Podczas gdy mikrometr + średnicówka może mierzyć w wielu punktach wokół obwodu, Plastigage może mierzyć luz tylko w miejscu, w którym przyrząd został umieszczony, tj. w jednym miejscu. Jeśli na czopie lub łożysku znajdują się ciała obce i są mierzone, może to spowodować mniejszy luz niż średni. Ponadto na pomiar może wpływać grubość filmu olejowego. Dlatego podczas używania Plastigage należy wytrzeć olej i pracować na sucho.

W miarę postępu zużycia wraz z przebiegiem, elementy silnika zwiększają swoje luzy. Co więc należy zrobić, jeśli luz przekroczy limit serwisowy?

W zależności od modelu i wieku pojazdu dostępność części jest różna. Jednakże "panewki łożyskowe" zamontowane na czopach głównych wału korbowego i dużych końcach korbowodów są dostępne w różnych grubościach. Są to części używane do regulacji luzu do odpowiedniego poziomu poprzez korygowanie tolerancji średnicy zewnętrznej czopów głównych w masowo produkowanych wałach korbowych i średnicy wewnętrznej głównych sekcji łożyskowych bloku silnika podczas montażu nowego pojazdu. Są one również używane podczas remontów i napraw.

Konieczne jest sprawdzenie typów i grubości panewek łożyskowych w instrukcji serwisowej. Używając panewek łożyskowych o jeden lub dwa stopnie grubszych niż te obecnie używane, można zmniejszyć luz. Jednakże, jeśli luz zwiększył się z powodu problemów z samym wałem korbowym, takich jak łuszczenie się powłoki chromu na powierzchni czopu głównego lub czopu korbowego, wał korbowy musi zostać wymieniony, a nie tylko panewki łożyskowe.

Ponadto, w przypadku wałków rozrządu, gdzie nie ma panewek w podporach krzywek, a głowica cylindrów bezpośrednio je podtrzymuje, jeśli przyczyną zwiększonego luzu jest strona podpory krzywki, może być konieczna wymiana głowicy cylindrów.

Kiedy Plastigage jest skuteczny?

Luz dużego końca łożyska korbowodu można również zmierzyć za pomocą Plastigage. Ponieważ korbowód jest bardziej podatny na ruch podczas pomiaru niż wał korbowy, należy go przytrzymać i dokręcić nakrętki pokrywy.

Luz łożyska dużego końca korbowodu wynosi 0,035–0,059 mm. Sprawdzając opakowanie Plastigage, jest to bliskie szerokości pasma 0,038 mm, co wskazuje, że jest to dolna granica standardowego zakresu, co oznacza brak zużycia w chwili obecnej.

Dla mechaników weekendowych i amatorów mierzących luzy ruchomych części silnika, decyzja między użyciem mikrometru + średnicówki a Plastigage może opierać się na kosztach zakupu narzędzi i ich częstotliwości użycia.

Mikrometr + średnicówka są niezbędne do precyzyjnego pomiaru luzów, ale zakup obu może łatwo kosztować ponad 10 000 jenów. Jeśli jest to zadanie "raz w życiu" w życiu motocyklisty, Plastigage, który można kupić za około 1000 jenów, jest wystarczająco praktyczny.

Czy wartości luzów uzyskane z obu metod pomiarowych są zgodne? Podsumowując, nie są one idealnie zgodne, ale powinny być bliskimi przybliżeniami w dopuszczalnym zakresie. Powody rozbieżności są następujące:

1: Różnice w warunkach pomiaru
・Mikrometr + średnicówka mierzy poszczególne komponenty bez obciążenia.
・Plastigage mierzy w rzeczywistych warunkach z zastosowanym momentem dokręcania.
・Nawet przy prawidłowym momencie obrotowym, zniekształcenia wynikające z dokręcania mogą wpłynąć na pomiar.

2: Różnice w pozycji pomiaru
・Średnicówka może mierzyć w różnych miejscach, aby określić średnią lub minimalną wartość.
・Plastigage wskazuje tylko lokalną szczelinę, w której przyrząd został zgnieciony.

3: Różnice w rozdzielczości
・Mikrometr + średnicówka mogą obliczać wartości z przyrostem 0,01 mm poprzez obliczenia.
・Plastigage opiera się na wizualnym porównaniu z drukowanymi szerokościami pasm.

Jeśli dokładność jest najważniejsza, wyborem jest mikrometr + średnicówka. Jednak standardowe wartości ustalone przez samych producentów motocykli mają zakres. Standardowa wartość luzu między czopem głównym a łożyskiem w tym silniku wynosi 0,014–0,038 mm, czyli zakres 0,024 mm. Limit serwisowy wynosi 0,08 mm, pozostawiając margines 0,042 mm od górnej granicy wartości standardowej do limitu serwisowego.

Z drugiej strony, zielony Plastigage ma nadrukowane liczby od 0,025–0,076 mm dla czterech różnych szerokości pasm. Na podstawie związku między nimi, szerokość zgniecenia użytego tutaj Plastigage mieści się w standardowym zakresie, jeśli mieści się w zakresie przyrządu, co oznacza, że wymiana łożyska nie jest konieczna.

Jeśli celem jest standaryzacja luzu wszystkich panewek łożyskowych (lub przynajmniej zbliżenie ich do jednolitej wartości), lub maksymalizacja luzu w celu zmniejszenia strat tarcia, to mikrometr + średnicówka, która mierzy rzeczywiste wymiary, jest bardziej niezawodna i użyteczna. Jednak w przypadku rutynowej konserwacji, Plastigage jest wystarczająco praktyczny.

Pomiar luzu za pomocą Plastigage jest interesującym zadaniem, które może wzbudzić ciekawość i ducha dociekań dotyczących silników. Jednak zużycie wałów korbowych, korbowodów i wałków rozrządu jest najczęściej spowodowane złym zarządzaniem olejem silnikowym. Dlatego ważne jest, aby sumiennie przeprowadzać regularne wymiany oleju, aby uniknąć konieczności pomiaru luzów podczas napraw silnika.

Przejdź do Galerii  (11)