In-Situ Clearance Check med "Plastigage": En grundig forklaring av funksjoner og bruk

Ved demontering og montering av en motor er det viktig å kontrollere og stille inn klaringen mellom veivakselens lagre (akselseksjoner) og veivhuslagrene. Klaringen kan beregnes ut fra differansen mellom lagrets ytre diameter og lagrets indre diameter, men den kan også måles ved hjelp av en trådlignende måler kalt Plastigage. Denne artikkelen forklarer betydningen og viktigheten av motorens interne klaring, samt bruken og funksjonene til Plastigage.

Individuell måling og beregning ved subtraksjon: Mikrometer + Boring måler

Et eksempel på et øvre veivhus for en firesylindret motor. Veivakselen støttes av fem lagerpunkter, og lagerbånd som kommer i kontakt med veivakselens hovedlagre er installert i disse lagerpunktene. Dette er for en integrert veivaksel; for en sammensatt veivaksel med kulelagre, er det ingen lagerbånd.

Passende mellomrom, eller klaringer, er satt for motorens roterende deler, som mellom veivakselen og veivhuset, enden av råden og veivakselen, og kamakselen og topplokket. Hvis denne klaringen er mindre enn den spesifiserte verdien, øker friksjonstapet under rotasjon, noe som fører til slitasje på komponentene. Motsatt, hvis den er for stor, forårsaker den slakk under rotasjon, noe som resulterer i unormal støy og skade. Derfor er det avgjørende at klaringen faller innenfor området spesifisert av produsenten.

Hvis du har mulighet til å overhale en motor gjennom større arbeid som reparasjoner eller restaureringer, kan du kontrollere klaringene til disse roterende delene og, hvis justering er nødvendig, håndtere det gjennom utskifting av deler. Det essensielle første trinnet i denne prosessen er å bekrefte den nåværende tilstanden. Du kan ikke fortsette uten å vite den nåværende tilstanden, enten du trenger å redusere eller øke klaringen.

Måleverktøyene for å bestemme "akselens ytre diameter" og "lagrets indre diameter" er et mikrometer og et boringsmåler. Et mikrometer, brukt til å måle akselens ytre diameter, er et verktøy for å måle lengde. Mens en standard mekanisk caliper har en minimumsavlesning på 0,05 mm, kan et mikrometer lese opp til 0,01 mm.

I motsetning til dette er et boringsmåler, brukt til å bestemme lagrets indre diameter, ikke et verktøy som gir absolutte dimensjoner alene. For å forklare det enkelt, er det et verktøy for å måle pluss- eller minusforskjellen fra en referansedimensjon.

For eksempel, hvis du setter referansedimensjonen til boringsmåleren til 32,00 mm og setter den inn i lageret, og urskiven som er festet til boringsmåleren viser +0,05 mm, kan du bestemme at lagrets indre diameter er 31,95 mm. Motsatt, hvis urskiven viser -0,04 mm, er lagrets indre diameter 32,04 mm.
Ved å bruke denne metoden kan klaringen beregnes som: Lagrets indre diameter (målt med boringsmåler) - Akselens ytre diameter (målt med mikrometer) = Klaring.

Selv om dette kan virke enkelt når det skrives ned, krever bruk av et boringsmåler i praksis ferdigheter og erfaring, og det er ikke lett å oppnå nøyaktige målinger uten betydelig praktisk erfaring. Videre er et boringsmåler i seg selv ikke et billig verktøy, så amatører kan finne det vanskelig å bruke det effektivt og ende opp med det ubrukt.

Plastigage: Klaring bestemt av knust bredde

Plastigage kommer i en papirpakke, og selve pakken har trykte skalaer som indikerer den knuste bredden og klaringen. Det var opprinnelig et amerikansk produkt med klaring angitt i tommer, og siden det er konvertert til mm, er markeringene detaljerte.

Ved bruk, klipp til måleområdet med saks eller lignende.

Tørk av alt rusk eller olje fra aksel- og lagerflatene, og sett deretter Plastigage.

Strammekraften påvirker målerens knuste bredde, så stram til spesifisert dreiemoment. Vær også forsiktig så du ikke roterer veivakselen under måling.

Mens klaring måles vanligvis krever spesialverktøy som mikrometre og boringsmålere, finnes det en enklere gjenstand for å måle mellomrom: Plastigage.

Plastigage er laget av en spesiell harpiks formet til en trådlignende form. Den plasseres i området som skal måles, delene monteres, og klaringen bestemmes av den knuste bredden på grunn av strammemomentet. Her er forskjellene mellom måling med Plastigage og måling med mikrometer + boringsmåler:

● Mikrometer + Boring måler
・Måler akselens ytre diameter (mikrometer) og lagrets indre diameter (boringsmåler) individuelt.
・Beregner klaringen fra differansen mellom de to.
・Høy måle nøyaktighet, evaluerbar i μm (mikron).
・Ved å måle flere punkter kan rundhet og ujevn slitasje også vurderes.

● Plastigage
・Kontrollerer det faktiske mellomrommet med delene montert.
・Leser av klaringen ved hjelp av en analog indikator: den knuste bredden.
・Nøyaktighet er omtrent ±0,01 til ±0,02 mm.
・Måler kun på ett punkt, og vurderer lokalisert klaring.

I hovedsak, selv når man måler den samme "klaringen", er tilnærmingene til de to metodene fundamentalt forskjellige.

Videre, med Plastigage, er det nødvendig å bruke forskjellige målere avhengig av størrelsen på klaringen som skal måles. Dette er fordi hvis en tynn måler brukes i et stort mellomrom, vil den ikke knuses tilstrekkelig, og hvis en tykk måler brukes i et smalt mellomrom, vil den knuses for mye, noe som reduserer påliteligheten.

Plastigage som brukes i dette tilfellet kommer i tre typer, fargekodet etter måleområde, med følgende måleområder for hver:

Grønn: 0,025–0,076 mm
Rød: 0,051–0,152 mm
Blå: 0,102–0,229 mm

Som det fremgår av disse spesifikasjonene, når man måler klaring med Plastigage, er det viktig å først sjekke standardklaringen i servicehåndboken. Servicehåndboken er uunnværlig for demontering og overhaling av motorer.

I tilfellet med motoren som ble målt i denne artikkelen, er standardklaringen mellom veivakselens hovedlager (akselseksjon) og hovedlagerbåndet (lagrets indre diameter) 0,014–0,038 mm, med en servicegrense på 0,08 mm. Derfor kan den måles med den grønne Plastigage.

I tillegg har klaringen mellom rådens store ende lagerbånd og veivtappen en standardverdi på 0,035–0,059 mm, med en servicegrense på 0,10 mm. Denne kan også måles med den grønne måleren.

Hva gjør man hvis klaringen målt med Plastigage er for stor?

Løsne festeboltene jevnt og fjern måleren rett opp for å unngå å dra den med deg. Les deretter av klaringen ved å referere til måleren på pakken.

Jo smalere klaringen er, jo bredere knuses Plastigage. Standardklaringen for denne motoren er 0,014–0,038 mm, og servicegrensen er 0,08 mm. Den knuste bredden er smalere enn 0,038 mm-båndet (noe som betyr større klaring) men bredere enn 0,076 mm-båndet (noe som betyr mindre klaring), så det kan bestemmes at den ikke har nådd servicegrensen på 0,08 mm. Hvis du trenger å vite klaringen som en absolutt verdi, er mikrometer + boringsmåler nødvendig.

I denne motoren, når produsenten monterer et nytt kjøretøy, velger de det optimale lageret fra tre typer lagre med forskjellig tykkelse basert på kombinasjonen av indre diameter på hovedlagerseksjonen av veivhuset og ytre diameter på veivakselens hovedlager. Hvis den målte klaringen overskrider servicegrensen etter akkumulert kjørelengde, kan det være mulig å redusere klaringen ved å bruke et tykkere lager enn det nåværende, hvis en slik del er tilgjengelig.

Tykkelsen på lagerbåndene kan identifiseres med malingsmerker på sidene. I denne motoren er de blå lagerbåndene de tykkeste av de tre typene, og de svarte lagerbåndene indikerer middels tykkelse. Hvis det nåværende svarte lagerbåndet har overdreven klaring, vil det å bytte til et tykkere blått lagerbånd redusere den indre diameteren og dermed klaringen.

Når Plastigage plasseres på akselen og lageret strammes til spesifisert dreiemoment, knuses måleren. Ved å sammenligne den knuste bredden på måleren med bredden på linjene trykt på Plastigage-pakken, kan klaringen bestemmes.

Om den knuste målerbredden samsvarer med den trykte bredden er noe tilfeldig, og i virkeligheten kan du ikke vite den nøyaktige klaringen ned til 0,001 mm. Hvis den knuste bredden er bredere enn den trykte 0,051 mm, men smalere enn 0,038 mm, kan du estimere den til å være rundt 0,04 mm.

Mens et mikrometer + boringsmåler kan måle på flere punkter rundt omkretsen, kan Plastigage bare måle klaringen på punktet der måleren ble plassert, dvs. ett enkelt sted. Hvis det er fremmedlegemer på akselen eller lageret og det måles, kan det resultere i en smalere klaring enn gjennomsnittet. Også tykkelsen på oljefilmen kan påvirke målingen. Derfor, når du bruker Plastigage, tørk av oljen og arbeid i tørr tilstand.

Etter hvert som slitasjen øker med akkumulert kjørelengde, utvider motorkomponentene klaringene sine. Så, hva bør gjøres hvis klaringen overskrider servicegrensen?

Avhengig av bilmodell og alder varierer tilgjengeligheten av deler. Imidlertid er "lagerbånd" som er installert på veivakselens hovedlagre og rådens store ender tilgjengelige i forskjellige tykkelser. Dette er deler som brukes til å justere klaringen til et passende nivå ved å korrigere for toleranser i ytre diameter på hovedlagrene til masseproduserte veivaksler og indre diameter på hovedlagerseksjonene av veivhuset under montering av nye kjøretøy. De brukes også ved overhalinger og reparasjoner.

Det er nødvendig å sjekke typene og tykkelsene på lagerbåndene i servicehåndboken. Ved å bruke lagerbånd som er en eller to grader tykkere enn de som for øyeblikket er i bruk, kan klaringen reduseres. Men hvis klaringen har økt på grunn av problemer med selve veivakselen, som avskalling av hard krombelegg på overflaten av hovedlageret eller veivtappen, må veivakselen byttes ut, ikke bare lagerbåndene.

Videre, i tilfeller som kamakseler, der det ikke er lagerbånd i kamholderne og topplokket direkte støtter dem, hvis årsaken til økt klaring er på kamholderens side, kan topplokket måtte byttes ut.

Når er Plastigage effektivt?

Klaringen på rådens store ende lager kan også måles med Plastigage. Siden råden er mer utsatt for bevegelse under måling enn veivakselen, hold den på plass og stram kapmutrene.

Klaringen på rådens store ende lager er 0,035–0,059 mm. Ved å sjekke Plastigage-pakken, samsvarer dette tett med 0,038 mm båndbredde, noe som indikerer at den er i den nedre enden av standardområdet, noe som betyr at det ikke er slitasje for øyeblikket.

For søndagsmekanikere og amatører som måler klaringen på motorens roterende deler, kan beslutningen mellom å bruke et mikrometer + boringsmåler eller Plastigage baseres på kostnaden for å anskaffe verktøyene og deres bruksfrekvens.

Et mikrometer + boringsmåler er essensielt for presis klaring måling, men å anskaffe begge kan lett koste over 10 000 yen. Hvis dette er en "en gang i livet" oppgave i motorsykkelens liv, er Plastigage, som kan kjøpes for rundt 1 000 yen, tilstrekkelig praktisk.

Samsvarer klaring verdiene oppnådd fra begge målemetodene? Konklusjonen er at de ikke samsvarer perfekt, men de bør være nære tilnærminger innenfor akseptabelt område. Årsakene til avviket er som følger:

1: Forskjeller i måleforhold
・Mikrometer + boringsmåler måler individuelle komponenter uten belastning.
・Plastigage måler under faktiske forhold med påført strammemoment.
・Selv med riktig dreiemoment kan forvrengning fra stramming påvirke målingen.

2: Forskjeller i måleposisjon
・Et boringsmåler kan måle på forskjellige steder for å bestemme gjennomsnittsverdien eller minimumsverdien.
・Plastigage indikerer bare det lokale mellomrommet der måleren ble knust.

3: Forskjeller i oppløsning
・Mikrometer + boringsmåler kan beregne verdier i 0,01 mm trinn gjennom beregning.
・Plastigage er avhengig av visuell sammenligning med trykte båndbredder.

Hvis nøyaktighet er avgjørende, er mikrometer + boringsmåler valget. Imidlertid har standardverdiene satt av motorsykkelprodusentene selv et område. Standardverdien for klaringen mellom hovedlageret og lageret i denne motoren er 0,014–0,038 mm, et område på 0,024 mm. Servicegrensen er 0,08 mm, noe som gir en margin på 0,042 mm fra øvre grense av standardverdien til servicegrensen.

På den annen side har den grønne Plastigage tall fra 0,025–0,076 mm trykt for fire forskjellige båndbredder. Basert på forholdet mellom disse, faller den knuste bredden på Plastigage som brukes her innenfor standardområdet hvis den er innenfor målerens rekkevidde, noe som indikerer at lagerutskifting ikke er nødvendig.

Hvis målet er å standardisere klaringen til alle lagerbånd (eller i det minste bringe dem nær en ensartet verdi), eller å maksimere klaringen for å redusere friksjonstap, da er et mikrometer + boringsmåler, som måler faktiske dimensjoner, mer pålitelig og nyttig. For rutinemessig vedlikehold er imidlertid Plastigage tilstrekkelig praktisk.

Å måle klaring med Plastigage er en interessant oppgave som kan øke nysgjerrigheten og en undersøkende ånd om motorer. Imidlertid skyldes slitasje på veivaksel, råder og kamakseler oftest dårlig motoroljestyring. Derfor er det viktig å utføre regelmessige oljeskift for å unngå behovet for klaring målinger under motorreparasjoner.

Gå til Galleri  (11)