Τα καπάκια που περπατάνε στα μπλόκ

Sinanai

Κάνω ένα copy paste, με την άδειά του, μερικών ενδιαφερόντων άρθρων του 21 Quadra απ' το 4ΤF:

ΣΦΙΞΙΜΟ ΚΥΛΙΝΔΡΟΚΕΦΑΛΗΣ ( ΚΑΠΑΚΙΟΥ )
ή αλλιώς η περιπέτεια μιας βίδας

Επειδή πολλοί που διαβάζουν και γράφουν στα διάφορα site αυτοκινήτου ασχολούνται ερασιτεχνικά με το αυτοκίνητο τους, θα προσπαθήσω να γράψω λίγα πράγματα γύρω από θέματα που αφορούν κυρίως τον κινητήρα, όσα θα γράψω είναι από προσωπικές εμπειρίες, παρατηρήσεις και βέβαια από βιβλιογραφία ξένη και Ελληνική από τα ειδικά περιοδικά σε πρακτικά θέματα αλλά και σε θέματα τεχνολογίας.

Αφορμή μου έδωσε η αναζήτηση καινούργιων βιδών καπακιού για ένα από τα μοτέρ μου που έχω ανοιχτό εδώ και καιρό και που κάποια στιγμή πρέπει να κλείσω. Όταν οι γνήσιες βίδες έχουν 26€ έκαστη σύνολο 260 ζεστά ευρά, και βρίσκεις άλλη μάρκα με 30€ όλο το σετ των 10 βιδών που χρειάζεται το καπάκι αρχίζεις μετά από το σχετικό βρίσιμο να αναρωτιέσαι τις πταίει, ή δεν φταίει τίποτα τελικά ?

Πάμε λοιπόν και όπου μας βγάλει.

Πολλοί ερασιτέχνες θεωρούν τη διαδικασία σύσφιξης του καπακιού δύσκολη και περίπλοκη, και είναι, και μάλιστα πολύ περισσότερο από όσο μπορούμε να φανταστούμε, οι δε επαγγελματίες με τη τριβή της καθημερινότητας τους δεν δίνουν και ιδιαίτερη σημασία, χωρίς να ακολουθούν πάντα τις οδηγίες του κατασκευαστή του κινητήρα.

Στα καπάκια που σφίγγονται μόνο με kg δεν αλλάζουμε τις βίδες του καπακιού, στα καπάκια όμως εκείνα που ο κατασκευαστής μας λέει ότι πρέπει να σφίγγονται με kg και μοίρες οι βίδες είναι τύπου torque to yield και πρέπει να αλλάζονται κάθε φορά που βγάζουμε το καπάκι, ( καλά αυτό δεν γίνεται και κάθε μέρα )

Επειδή όμως οι ερευνητικές προσπάθειες για την τεχνολογία του βιδώματος συνεχίζονται από τον καιρό που ανακαλύφτηκε η βίδα, υπάρχουν πολύ ενδιαφέροντα πράγματα στον συγκεκριμένο τομέα που είναι η σύσφιξη της κυλινδροκεφαλής.

Έχουμε και λέμε, για ένα μοτέρ της Renault πχ, ο κατασκευαστής λέει 1ο σφίξιμο 2kg πάντα σύμφωνα με την ακολουθία που δίνει , 2o σφίξιμο 93ο, περιμένουμε 5’ και ξανασφίγγουμε με 93ο, βάζουμε τον κινητήρα μπροστά για 15’ σβήνουμε, και όπως είναι ζεστός σφίγγουμε με άλλες 20ο. Λέει δε ότι δεν ξαναχρειάζεται σφίξιμο το καπάκι μετά από κάποια χλμ πχ 1000 που έκαναν παλαιότερα.

Τα παραπάνω ισχύουν για τις γνήσιες βίδες, γιατί σε άλλες 2 μάρκες ( όχι γνήσιες ) που βρήκα στην αγορά, μια Γερμανική και μια Ισπανική, έδιναν τελείως διαφορετικό τρόπο σφιξίματος, γιατί άραγε ? και τι πρέπει να κάνει ο μηχανικός ? τι να ακολουθήσει ? τον κατασκευαστή του κινητήρα που έχει προδιαγράψει τον τρόπο σύμφωνα με το υλικό της βίδας της οποίας το υλικό και την αντοχή έχει επίσης προδιαγράψει και που έχει στα ράφια του και την μοσχοπουλάει, ή τον κατασκευαστή της άλλης βίδας ? Αρχίζουν τα δύσκολα τώρα ε ?

Κάθε βίδα έχει και τις προδιαγραφές τις, τα λεγόμενα Grade, τα οποία και αναγράφονται στο κεφάλι της, Grade 8.8, Grade 10.9, Grade 12.9, Grade 14.9.
Tα νούμερα αυτά αναφέρονται στη σκληρότητα του υλικού και κατ’ επέκταση στη επιμήκυνση της κατά το σφίξιμο της.

Το κακό με τις δικές μου βίδες είναι ότι δεν γράφουν τίποτα επάνω οπότε και δεν ήξερα τι να κάνω με το ακριβό αλουμινένιο 2λιτρο τούρμπο μπλόκ μου, και ποιος παίρνει τα ρίσκα σε αλουμινένιο μοτέρ να κάνει κάτι άλλο από αυτό που λέει ο κατασκευαστής ? Ο οποίος βέβαια ξέρει πάντα καλύτερα από όλους το μοτέρ του και είναι 100% σίγουρος για ότι λέει. Βλέποντας όμως ότι οι άλλες 2 μάρκες που βρήκα έχουν διαφορετικό τρόπο και διαφορετικά kg και μοίρες συμπέρανα ότι ήταν διαφορετικό και το υλικό τους.

Οπότε τα έσκασα στο ταμείο και μετά από την έρευνα που έκανα και διαβάζεται εδώ, ηρέμησα και δεν το μετάνιωσα, είμαι σίγουρος όμως ότι αν δεν άλλαζα τις βίδες θα έκανα τη δουλειά μου, όπως επίσης είμαι σίγουρος ότι σε 50-60.000 χλμ θα πετσικάριζε το καπάκι μου.

Τι σημαίνει τώρα σφίξιμο καπακιού.

Αν βιδώσουμε λοιπόν τις βίδες της κεφαλής με το χέρι με ένα απλό πολύγωνο κλειδί χωρίς άλλο σφίξιμο φυσικά και θα υπάρχει διαρροή από την φλάντζα μόλις βάλουμε εμπρός τον κινητήρα.

Όσο πιο ελαστικές είναι οι βίδες, τόσο μικρότερη είναι και η δυναμική τους καταπόνηση. Ευνοούνται λοιπόν οι μακριές βίδες μικρής διατομής που κατασκευάζονται από μαλακό υλικό και που έχουν μικρό συντελεστή Young, E-N/mm2. Aν οι βίδες είναι σκληρές, για να μειώσουμε τα δυναμικά φορτία θα πρέπει να τις σφίξουμε περισσότερο, ή να βάλουμε ροδέλες μεγάλης ελαστικότητας, η αν είναι μπουζόνια να χρησιμοποιήσουμε εφελκυστικά παξιμάδια ή βίδες με ελαφρά κωνικό σπείρωμα.

Όσο πιο ελαστική είναι η φλάντζα, αλλά και η κεφαλή ή το μπλοκ, τόσο μεγαλύτερη θα είναι και η δυναμική καταπόνηση των βιδών. Αν όμως μπορούσαμε, που δεν μπορούμε, να απαλλαγούμε από την φλάντζα, οι βίδες θα είχαν μεγαλύτερη αντοχή στην κόπωση.

Εάν μετατρέψουμε τον κινητήρα σε top fuel το grade 14.9 είναι το κατάλληλο, αν του βάλουμε νίτρο ή μια τεράστια τουρμπίνα που θα ανεβάσει κατά πολύ τη δυναμική συμπίεση το grade 12.9 είναι ότι πρέπει, για μικροτουρμπίσματα, άγριους εκκεντροφόρους, ροϊκές είναι καλό το Grade 10.9, στις νορμάλ καταστάσεις το 8.8 είναι ΟΚ, αν σε νορμάλ μοτέρ βάλουμε 10.9 θα ταλαιπωρήσουμε τη φλάντζα γιατί μια πιο σκληρή βίδα θέλει περισσότερο σφίξιμο, αν τώρα το καπάκι ανοίγει συχνά το 10.9 είναι προτιμότερο.

Μετά το 1ο σφίξιμο ακολουθούν 2-3 με κανονική ροπή για να στρώση η βίδα και η ροδέλα της, μια στρωμένη βίδα καταναλώνει περίπου το 80% της ροπής που της εφαρμόζεται στην αντιμετώπιση της τριβής ( 50% στην κεφαλή, εκεί που πατάει η ροδέλα, και 30% στο σπείρωμα ) και το 20% πάει στον εφελκυσμό της.
Για μια άστρωτη βίδα στον εφελκυσμό πάει μόνο ένα 5-10%, γιαυτό λοιπόν μας λέει ο κατασκευαστής να κάνουμε περισσότερα του ενός σφιξίματα με ενδιάμεσες στάσεις.

Για να στρώσει και ομοιόμορφα η βίδα χρησιμοποιούμε λάδι μηχανής, ακόμα καλύτερα είναι γράσο με βάση το μολυβδαίνιο βάζοντας λίγο στο σπείρωμα και οπωσδήποτε κάτω από τη ροδέλα, εκεί που πατάει στην κεφαλή.

Εδώ γεννιέται μια απορία, εφόσον βάζουμε λάδι στα σπειρώματα της βίδας, δες υπάρχει ο κίνδυνος να λασκάρουν οι βίδες ?
Όχι, γιατί η προένταση φορτίζει το σπείρωμα χάρη στον εφελκυσμό της βίδας εξασφαλίζοντας την αναγκαία τριβή μεταξύ των σπειρωμάτων κατά τη λειτουργία του κινητήρα.

Όταν σφίγγουμε τη βίδα για να δημιουργηθεί η αναγκαία προένταση, ασκούμε μια τεράστια ροπή που ταλαιπωρεί τη βίδα σε επικίνδυνη στρέψη, με την χρήση όμως του λιπαντικού, με την ίδια ροπή επιτυγχάνουμε 10% μεγαλύτερη προένταση, το λιπαντικό λοιπόν αν χρησιμοποιηθεί σωστά αποτρέπει το λασκάρισμα της. Το λιπαντικό αυτό εκτοπίζεται σχεδόν όλο από το σπείρωμα, και όσο μένει εμποδίζει την ψυχρή κόλληση και τη διάβρωση ( αυτό ισχύει 100% για τα αλουμινένια μπλοκ )

Γιατί λασκάρουν οι βίδες.

Η προένταση της βίδας που απαιτείται για να μην υπάρχουν διαρροές μειώνεται με την πάροδο του χρόνου λόγω της δυναμικής καταπόνησης της βίδας που με τη σειρά της προκαλεί μόνιμη παραμόρφωση της φλάντζας λόγω ερπυσμού στο διαχωριστικό αρμό της, και στο σπείρωμα, το αποτέλεσμα είναι η μείωση της δύναμης τριβής που συγκρατεί τη βίδα βιδωμένη.

Οι κατασκευαστές γνωρίζουν αυτή την πλαστική παραμόρφωση. Η βασική αιτία που λασκάρει η βίδα είναι η σχετική κίνηση ανάμεσα στο θηλυκό και το αρσενικό σπείρωμα, η κίνηση αυτή μειώνει τη στατική τριβή και προκαλεί μια αντίθετη ροπή που λασκάρει τη βίδα.

Η κίνηση αυτή προκαλείται όταν κάμπτεται η βίδα καθώς παραμορφώνεται η κυλινδροκεφαλή από υπερθέρμανση και από την παραμόρφωση της ροδέλας στο κεφάλι της βίδας η οποία στερείται θερμικής επεξεργασίας. Επίσης και όταν υπάρχει κίνηση του καπακιού σε σχέση με τις βίδες από υπερβολική διαστολή ή λόγω ανομοιόμορφης σύσφιξης.

Γιατί κλωτσάνε οι βίδες.

Τα σπειρώματα μιας βίδας κλωτσάνε από διάτμηση που οφείλεται στη μείωση της επιφάνειας επαφής μεταξύ των σπειρωμάτων, υπάρχουν αρκετοί λόγοι για να συμβεί αυτό, μεγάλες ανοχές από φθορά των σπειρωμάτων ή κακή κατασκευή της βίδας, ανομοιομορφία υλικού, μεγαλύτερη ανοχή στην τρύπα κατά το τρύπημα του μπλοκ.

Να θυμίσω εδώ ότι το τριγωνικό σπείρωμα λειτουργεί σαν σφήνα, όταν ασκείται μια αξονική δύναμη το σπείρωμα ξεχειλώνει και αρχίζει να μειώνεται η επαφή τους μέχρι τελικού διαχωρισμού ( κλώτσημα ) οι βίδες κλωτσάνε και από υπερβολικό σφίξιμο, αλλά αυτό είναι θέμα που αφορά τη γνώση αυτού που σφίγγει μια βίδα.

Πως αποφεύγουμε το λάθος.

Πρωτίστως πρέπει να αναγνωρίσουμε ότι πρέπει να ακολουθούμε τις οδηγίες του κατασκευαστή, αυτό είναι το 1ο και βασικό βήμα. Τις βίδες που θα λύσουμε πρέπει να έχουμε λόγο για να τις λύσουμε και να γνωρίζουμε τα στοιχεία ροπής της, τη σειρά του σφιξίματος, τα στάδια σφιξίματος, θερμοκρασία, χρήση λιπαντικού κλπ.

Χρησιμοποιούμε πάντα ροπόκλειδο, το αποδεκτό σφάλμα ενός καινούργιου εργαλείου είναι 10%, αν τώρα το ροπόκλειδο έρχεται κληρονομικά από πάππου προς πάππου έχει μόνο συναισθηματική αξία και όχι αξία σαν εργαλείο γιατί η απόκλιση του μπορεί να περνάει και το 50%. Τα ροπόκλειδα αν χρησιμοποιούνται συχνά θέλουν και συχνή αντικατάσταση.

Τα απαραίτητα εργαλεία για το σφίξιμο ενός καπακιού είναι το βιβλίο, το ροπόκλειδο και το γωνιόμετρο. Καθαρίζουμε τα σπειρώματα του μπλοκ με κολαούζο και φυσάμε αριστερόστροφα για να φύγουν τα όποια γρέζια, φυσάμε καλά να φύγουν τα υγρά καθαρισμού των σπειρωμάτων τα οποία αν παραμείνουν στην τρύπα μπορούν κατά το σφίξιμο να δημιουργήσουν μέχρι και ρήγμα στο μπλοκ από υδραυλική πίεση που θα αναπτυχθεί σε εκείνο το σημείο.

Όταν είμαστε έτοιμοι δοκιμάζουμε τις βίδες αν βιδώνουν με το χέρι. Λιπαίνουμε το σπείρωμα τοποθετώντας τη φλάντζα απόλυτα κεντραρισμένη στη θέση της, τη φλάντζα της βγάζουμε από τη συσκευασία της την τελευταία στιγμή. Πολλά μπλοκ έχουν ανοιχτό το χώρο των σπειρωμάτων για τις βίδες του καπακιού για σχεδιαστικούς λόγους, εννοώ ότι το σημείο εκείνο βρέχεται από τα νερά ψύξης οπότε σε αυτή την περίπτωση στις βίδες βάζουμε στεγανοποιητικό υλικό για να αποφύγουμε την οξείδωση αν πρόκειται για μαντεμένιο μπλοκ, ή την ηλεκτρόλυση της βίδας με το αλουμίνιο αν το μπλοκ είναι αλουμινένια, και στις 2 περιπτώσεις το αποτέλεσμα είναι η δυσκολία ξεβιδώματος που μπορεί να φτάσει μέχρι το κόψιμο της βίδας ή την καταστροφή του σπειρώματος στο μπλοκ.

Τα αλουμινένια μπλοκ χρειάζονται χοντρό σπείρωμα για να μην κλωτσήσουν αν και το χοντρό σπείρωμα λασκάρει εύκολα. Αν ο κινητήρας μας παίρνει μπουζόνια αντί για βίδες τότε βάζουμε κόλλα σπειρωμάτων για να εμποδίσουμε το λασκάρισμα, εννοείται ότι στην επάνω πλευρά σε αυτή του καπακιού το μπουζόνι έχει λεπτό σπείρωμα, το μεγαλύτερο πλεονέκτημα των μπουζονιών είναι ότι σφίγγουν το καπάκι πιο ομοιόμορφα από ότι οι βίδες.

Αυτό συμβαίνει γιατί το μπουζόνι μπορούμε να το βιδώσουμε με το χέρι και να το σφίξουμε λίγο με 2 κόντρα παξιμάδια που θα τα αφαιρέσουμε αμέσως, έτσι όταν σφίγγουμε το καπάκι το μπουζόνι φορτίζεται μόνο σε εφελκυσμό, ενώ αντίθετα η βίδα δέχεται ταυτόχρονα φορτία εφελκυσμού και στρέψης. Η συσσωρευμένη στρέψη στις βίδες θα εκτονωθεί μερικώς ( θα λασκάρουν ) κατά την λειτουργία του κινητήρα, αλλά όχι ισόποσα για όλες τις βίδες, άρα εδώ παραφυλάει ένας μικρός κίνδυνος.

Συνήθως οι κατασκευαστές για λόγους κόστους προτιμάνε τις βίδες, το μπουζόνι είναι ακριβότερο σαν εξάρτημα και χρειάζεται περισσότερο χρόνο για την τοποθέτηση του + το κόστος του ατσάλινου παξιμαδιού, υπάρχουν κινητήρες που έχουν και μπουζόνια και παξιμάδια, επίσης σε αρκετούς κινητήρες τοποθετούνται μόνο βίδες λόγω της διαμόρφωσης στο μηχανοστάσιο ( έλλειψη χώρου – ύψους – για το ανασήκωμα του καπακιού ) επίσης τα μπουζόνια παρέχουν το πλεονέκτημα του σωστού κεντραρίσματος της φλάντζας χωρίς να χρειάζονται βοηθητικοί οδηγοί.

Άντε, καλά σφιξίματα.

---------------------------------------------------------------------------

"Σαχλαμαρο/ανουσια ποστ" που τυχον γινουν σε αυτο το τοπικ θα διαγραφονται επιτοπου.

Εκ της MOD Team

Σβέλτα, μαντόνα, μανιβέλα
φρένο, στραπάτσο, καραμπόλα
μόδα, καβάλα, ντόλτσε βίτα
τρόμπα, φιγούρα, σαχλαμάρα κι άρπα-κόλλα