Kontroll av spel "Plastigage": En grundlig förklaring av funktioner och användning

Vid demontering och montering av en motor är det viktigt att kontrollera och ställa in spelet mellan vevaxelns lagerbanor (axelavsnitt) och vevhuslagren. Spelet kan beräknas från skillnaden mellan lagerbanans yttre diameter och lagrets inre diameter, men det kan också mätas med hjälp av en trådliknande mätare som kallas Plastigage. Den här artikeln förklarar innebörden och vikten av motorns interna spel, samt användningen och egenskaperna hos Plastigage.

Individuell mätning och beräkning genom subtraktion: Mikrometer + Hålmätare

Ett exempel på ett övre vevhus för en fyrcylindrig motor. Vevaxeln stöds av fem lagerpunkter, och lagerhalvor som kommer i kontakt med vevaxelns huvudlagerbanor är installerade i dessa lagerpunkter. Detta är för en integrerad vevaxel; för en byggd vevaxel med kullager finns inga lagerhalvor.

Lämpliga glapp, eller spel, ställs in för motorns roterande delar, såsom mellan vevaxeln och vevhuset, vevstakens stora ände och vevaxeln, samt kamaxeln och topplocket. Om detta spel är mindre än det specificerade värdet ökar friktionsförlusten under rotation, vilket leder till slitage på komponenterna. Omvänt, om det är för stort, orsakar det glapp under rotation, vilket resulterar i onormalt ljud och skador. Därför är det avgörande att spelet ligger inom det intervall som specificeras av tillverkaren.

Om du har möjlighet att renovera en motor genom större arbeten som reparationer eller restaureringar, kan du kontrollera spelet för dessa roterande delar och, om justering krävs, åtgärda det genom byte av delar. Det första viktiga steget i denna process är att bekräfta det nuvarande tillståndet. Du kan inte fortsätta utan att veta det nuvarande tillståndet, oavsett om du behöver minska eller öka spelet.

Mätinstrumenten för att bestämma "axelns yttre diameter" och "lagrets inre diameter" är en mikrometer och en hålmätare. En mikrometer, som används för att mäta axelns yttre diameter, är ett verktyg för att mäta längd. Medan en standard mekanisk skjutmått har en minimiläsning på 0,05 mm, kan en mikrometer läsa upp till 0,01 mm.

Däremot är en hålmätare, som används för att bestämma lagrets inre diameter, inte ett verktyg som ger absoluta dimensioner på egen hand. För att förklara det enkelt är det ett verktyg för att mäta skillnaden plus eller minus från en referensdimension.

Till exempel, om du ställer in referensdimensionen för hålmätaren till 32,00 mm och sätter in den i lagret, och den digitala mätaren som är fäst vid hålmätaren visar +0,05 mm, kan du fastställa att lagrets inre diameter är 31,95 mm. Omvänt, om den digitala mätaren visar -0,04 mm, är lagrets inre diameter 32,04 mm.
Med denna metod kan spelet beräknas som: Lagrets inre diameter (mätt med hålmätare) - Axelns yttre diameter (mätt med mikrometer) = Spel.

Även om detta kan verka enkelt när det skrivs ner, kräver användningen av en hålmätare i praktiken skicklighet och erfarenhet, och det är inte lätt att få exakta mätningar utan betydande praktisk erfarenhet. Dessutom är en hålmätare i sig inte ett billigt verktyg, så amatörer kan ha svårt att använda den effektivt och kan sluta med att den blir oanvänd.

Plastigage: Spel bestäms av krossad bredd

Plastigage levereras i en pappersförpackning, och själva förpackningen har tryckta skalor som indikerar den krossade bredden och spelet. Det var ursprungligen en amerikansk produkt med spel angivet i tum, och eftersom det är omvandlat till mm är markeringarna detaljerade.

Vid användning, klipp till mätområdet med en sax eller liknande.

Torka bort eventuella rester eller olja från lagerbanans och lagrets ytor, placera sedan Plastigage.

Åtdragningskraften påverkar mätarens krossade bredd, så dra åt till specificerat vridmoment. Var också försiktig så att du inte roterar vevaxeln under mätningen.

Medan spelmätning vanligtvis kräver specialverktyg som mikrometrar och hålmätare, finns det ett enklare föremål för att mäta glapp: Plastigage.

Plastigage är tillverkad av en speciell harts formad till en trådliknande form. Den placeras i det område som ska mätas, delarna monteras och spelet bestäms av den krossade bredden på grund av åtdragningsmomentet. Här är skillnaderna mellan mätning med Plastigage och mätning med mikrometer + hålmätare:

● Mikrometer + Hålmätare
・Mäter axelns yttre diameter (mikrometer) och lagrets inre diameter (hålmätare) individuellt.
・Beräknar spelet från skillnaden mellan de två.
・Hög mätnoggrannhet, utvärderbar i μm (mikron).
・Genom att mäta flera punkter kan rundhet och ojämnt slitage också bedömas.

● Plastigage
・Kontrollerar det faktiska glappet med delarna monterade.
・Läser av spelet med en analog indikator: den krossade bredden.
・Noggrannheten är cirka ±0,01 till ±0,02 mm.
・Mäter endast vid en punkt och bedömer lokalt spel.

I grund och botten, även när man mäter samma "spel", är metoderna för de två metoderna fundamentalt olika.

Dessutom är det nödvändigt att använda olika mätare beroende på storleken på det spel som ska mätas med Plastigage. Detta beror på att om en tunn mätare används i ett stort glapp, kommer den inte att krossas tillräckligt, och om en tjock mätare används i ett smalt glapp, kommer den att krossas för mycket, vilket minskar tillförlitligheten.

Plastigage som används i detta fall finns i tre typer, färgkodade efter mätområde, med följande mätområden för var och en:

Grön: 0,025–0,076 mm
Röd: 0,051–0,152 mm
Blå: 0,102–0,229 mm

Som framgår av dessa specifikationer är det viktigt att först kontrollera standard-spelet i servicehandboken när man mäter spel med Plastigage. Servicehandboken är oumbärlig för demontering och renovering av motorer.

I fallet med motorn som mättes i den här artikeln är standard-spelet mellan vevaxelns huvudlagerbana (axelavsnitt) och huvudlagerhalvan (lagrets inre diameter) 0,014–0,038 mm, med en servicelimit på 0,08 mm. Därför kan det mätas med den gröna Plastigage.

Dessutom har spelet mellan vevstakens stora lagerhalva och vevtappen ett standardvärde på 0,035–0,059 mm, med en servicelimit på 0,10 mm. Detta kan också mätas med den gröna mätaren.

Vad gör man om spelet mätt med Plastigage är för stort?

Lossa fästbultarna jämnt och ta bort mätaren rakt upp för att undvika att dra den. Läs sedan av spelet genom att hänvisa till mätaren på förpackningen.

Ju smalare spelet är, desto bredare krossas Plastigage. Standard-spelet för denna motor är 0,014–0,038 mm, och servicelimiten är 0,08 mm. Den krossade bredden är smalare än 0,038 mm-bandet (vilket betyder större spel) men bredare än 0,076 mm-bandet (vilket betyder mindre spel), så det kan fastställas att den inte har nått servicelimiten på 0,08 mm. Om du behöver veta spelet som ett absolut värde, krävs en mikrometer + hålmätare.

I denna motor, när tillverkaren monterar ett nytt fordon, väljer de det optimala lagret från tre typer av lager med olika tjocklek baserat på kombinationen av vevhusets huvudlagersektions inre diameter och vevaxelns huvudlagerbanas yttre diameter. Om det uppmätta spelet överskrider servicelimiten efter ackumulerad körsträcka, kan det vara möjligt att minska spelet genom att använda ett tjockare lager än det nuvarande, om en sådan del finns tillgänglig.

Tjockleken på lagerhalvorna kan identifieras med färgmarkeringar på sidorna. I denna motor är de blå lagerhalvorna de tjockaste av de tre typerna, och de svarta lagerhalvorna indikerar mellanliggande tjocklek. Om den nuvarande svarta lagerhalvan har överdrivet spel, kommer byte till en tjockare blå lagerhalva att minska den inre diametern och därmed spelet.

När Plastigage placeras på axeln och lagret dras åt till specificerat vridmoment, krossas mätaren. Genom att jämföra mätarens krossade bredd med bredden på linjerna som är tryckta på Plastigage-förpackningen kan spelet bestämmas.

Huruvida den krossade mätarens bredd matchar den tryckta bredden är något av en slump, och i verkligheten kan man inte veta det exakta spelet ner till 0,001 mm. Om den krossade bredden är bredare än den tryckta 0,051 mm men smalare än 0,038 mm, kan man uppskatta att den ligger runt 0,04 mm.

Medan en mikrometer + hålmätare kan mäta vid flera punkter runt omkretsen, kan Plastigage endast mäta spelet vid den punkt där mätaren placerades, dvs. en enda plats. Om främmande material finns på lagerbanan eller lagret och mäts, kan det resultera i ett smalare spel än genomsnittet. Även oljefilmens tjocklek kan påverka mätningen. Därför, när du använder Plastigage, torka bort oljan och arbeta i torrt tillstånd.

När slitaget fortskrider med ackumulerad körsträcka, ökar motorkomponenternas spel. Så, vad bör göras om spelet överskrider servicelimiten?

Beroende på fordonsmodell och ålder varierar tillgången på delar. Dock finns "lagerhalvor" installerade på vevaxelns huvudlagerbanor och vevstakens stora ändar tillgängliga i olika tjocklekar. Dessa är delar som används för att justera spelet till en lämplig nivå genom att korrigera toleranserna i huvudlagerbanornas yttre diameter på massproducerade vevaxlar och huvudlagersektionernas inre diameter i vevhuset under montering av nya fordon. De används också vid renoveringar och reparationer.

Det är nödvändigt att kontrollera typerna och tjocklekarna på lagerhalvorna i servicehandboken. Genom att använda lagerhalvor som är en eller två grader tjockare än de som för närvarande används, kan spelet minskas. Men om spelet har ökat på grund av problem med själva vevaxeln, såsom avflagning av hårdkrompläteringen på ytan av huvudlagerbanan eller vevtappen, måste vevaxeln bytas ut, inte bara lagerhalvorna.

Dessutom, i fall som kamaxlar, där det inte finns några lagerhalvor i kamfästena och topplocket direkt stöder dem, om orsaken till ökat spel ligger på kamfästesidan, kan topplocket behöva bytas ut.

När är Plastigage effektivt?

Spelet i vevstakens stora lager kan också mätas med Plastigage. Eftersom vevstaken är mer benägen att röra sig under mätning än vevaxeln, håll den på plats och dra åt kapmuttrarna.

Spelet i vevstakens stora lager är 0,035–0,059 mm. Om man tittar på Plastigage-förpackningen stämmer detta väl överens med 0,038 mm bandbredd, vilket indikerar att det ligger i den nedre delen av standardintervallet, vilket innebär att det inte finns något slitage för närvarande.

För söndagsmekaniker och amatörer som mäter spelet i motorns roterande delar kan beslutet mellan att använda en mikrometer + hålmätare eller Plastigage baseras på kostnaden för att skaffa verktygen och deras frekvens av användning.

En mikrometer + hålmätare är nödvändig för exakt spelmätning, men att skaffa båda kan lätt kosta över 10 000 yen. Om detta är en "en gång i livet"-uppgift i ditt motorcykelliv, är Plastigage, som kan köpas för cirka 1 000 yen, tillräckligt praktisk.

Matchar spelvärdena som erhållits från båda mätmetoderna? Sammanfattningsvis matchar de inte perfekt, men de bör vara nära approximationer inom det acceptabla intervallet. Orsakerna till avvikelsen är följande:

1: Skillnader i mätförhållanden
・Mikrometer + hålmätare mäter enskilda komponenter utan belastning.
・Plastigage mäter under faktiska förhållanden med applicerat åtdragningsmoment.
・Även med korrekt vridmoment kan förvrängning från åtdragning påverka mätningen.

2: Skillnader i mätposition
・En hålmätare kan mäta på olika platser för att bestämma medelvärdet eller minimivärdet.
・Plastigage indikerar endast det lokala glappet där mätaren krossades.

3: Skillnader i upplösning
・Mikrometer + hålmätare kan beräkna värden i 0,01 mm steg genom beräkning.
・Plastigage bygger på visuell jämförelse med tryckta bandbredder.

Om noggrannhet är avgörande är en mikrometer + hålmätare valet. Standardvärdena som motorcykeltillverkarna själva sätter har dock ett intervall. Standardvärdet för spelet mellan huvudlagerbanan och lagret i denna motor är 0,014–0,038 mm, ett intervall på 0,024 mm. Servicelimiten är 0,08 mm, vilket lämnar en marginal på 0,042 mm från den övre gränsen av standardvärdet till servicelimiten.

Å andra sidan har den gröna Plastigage siffror från 0,025–0,076 mm tryckta för fyra olika bandbredder. Baserat på sambandet mellan dessa faller den krossade bredden på Plastigage som används här inom standardintervallet om den ligger inom mätarens intervall, vilket indikerar att lagerbyte inte är nödvändigt.

Om målet är att standardisera spelet för alla lagerhalvor (eller åtminstone få dem nära ett enhetligt värde), eller att maximera spelet för att minska friktionsförlusten, då är en mikrometer + hålmätare, som mäter faktiska dimensioner, mer tillförlitlig och användbar. För rutinunderhåll är dock Plastigage tillräckligt praktisk.

Att mäta spel med Plastigage är en intressant uppgift som kan öka nyfikenheten och en anda av undersökning kring motorer. Dock orsakas slitage på vevaxlar, vevstakar och kamaxlar oftast av dålig motoroljehantering. Därför är det viktigt att noggrant utföra regelbundna oljebyten för att undvika behovet av spelmätningar vid motorreparationer.

Gå till Galleri  (11)