Kiểm tra Khe hở tại chỗ bằng "Plastigage": Giải thích chi tiết về Tính năng và Cách sử dụng

Khi tháo lắp động cơ, việc kiểm tra và thiết lập khe hở giữa các trục khuỷu (phần trục) và bạc lót trục khuỷu là rất quan trọng. Khe hở có thể được tính toán từ sự chênh lệch giữa đường kính ngoài của trục và đường kính trong của bạc, nhưng cũng có thể đo bằng một loại thước đo dạng sợi gọi là Plastigage. Bài viết này sẽ giải thích ý nghĩa và tầm quan trọng của khe hở bên trong động cơ, cũng như cách sử dụng và các tính năng của Plastigage.

Đo lường và Tính toán riêng lẻ bằng phép trừ: Micromet + Đồng hồ đo lỗ

Ví dụ về một trục khuỷu trên của động cơ bốn xi-lanh. Trục khuỷu được đỡ bởi năm điểm bạc, và các bạc lót tiếp xúc với các trục chính của trục khuỷu được lắp đặt tại các điểm đỡ này. Đây là đối với trục khuỷu liền khối; đối với trục khuỷu lắp ghép có vòng bi, sẽ không có bạc lót.

Các khoảng hở, hay khe hở, phù hợp được thiết lập cho các bộ phận quay của động cơ, chẳng hạn như giữa trục khuỷu và trục khuỷu, đầu lớn của thanh truyền và trục khuỷu, và trục cam và đầu xi-lanh. Nếu khe hở này nhỏ hơn giá trị quy định, nó sẽ làm tăng tổn thất ma sát khi quay, dẫn đến mài mòn bộ phận. Ngược lại, nếu nó quá lớn, nó sẽ gây ra độ rơ khi quay, dẫn đến tiếng ồn bất thường và hư hỏng. Do đó, điều quan trọng là khe hở phải nằm trong phạm vi do nhà sản xuất quy định.

Nếu bạn có cơ hội đại tu động cơ thông qua các công việc lớn như sửa chữa hoặc phục hồi, bạn có thể kiểm tra khe hở của các bộ phận quay này và, nếu cần điều chỉnh, hãy khắc phục bằng cách thay thế bộ phận. Bước đầu tiên và cần thiết trong quy trình này là xác nhận tình trạng hiện tại. Bạn không thể tiến hành nếu không biết trạng thái hiện tại, cho dù bạn cần giảm hay tăng khe hở.

Các dụng cụ đo để xác định "đường kính ngoài của trục" và "đường kính trong của bạc" là micromet và đồng hồ đo lỗ. Micromet, dùng để đo đường kính ngoài của trục, là một dụng cụ để đo chiều dài. Trong khi thước kẹp cơ khí tiêu chuẩn có độ đọc tối thiểu là 0,05mm, thì micromet có thể đọc tới 0,01mm.

Ngược lại, đồng hồ đo lỗ, dùng để xác định đường kính trong của bạc, không phải là một dụng cụ cung cấp kích thước tuyệt đối một mình. Nói một cách đơn giản, nó là một dụng cụ để đo sự chênh lệch cộng hoặc trừ so với một kích thước tham chiếu.

Ví dụ, nếu bạn đặt kích thước tham chiếu của đồng hồ đo lỗ là 32,00mm và đưa nó vào bạc, và đồng hồ đo gắn trên đồng hồ đo lỗ chỉ +0,05mm, bạn có thể xác định rằng đường kính trong của bạc là 31,95mm. Ngược lại, nếu đồng hồ đo chỉ -0,04mm, đường kính trong của bạc là 32,04mm.
Sử dụng phương pháp này, khe hở có thể được tính như sau: Đường kính trong của bạc (đo bằng đồng hồ đo lỗ) - Đường kính ngoài của trục (đo bằng micromet) = Khe hở.

Mặc dù điều này có vẻ đơn giản khi viết ra, nhưng trên thực tế, việc sử dụng đồng hồ đo lỗ đòi hỏi kỹ năng và kinh nghiệm, và việc thu được các phép đo chính xác không dễ dàng nếu không có nhiều kinh nghiệm thực tế. Hơn nữa, bản thân đồng hồ đo lỗ không phải là một dụng cụ rẻ tiền, vì vậy những người nghiệp dư có thể gặp khó khăn trong việc sử dụng hiệu quả và cuối cùng là không sử dụng nó.

Plastigage: Khe hở được xác định bằng độ rộng bị ép

Plastigage được đóng gói trong bao bì giấy, và bản thân bao bì có các thang đo được in sẵn chỉ độ rộng bị ép và khe hở. Ban đầu nó là sản phẩm của Mỹ với khe hở được chỉ định bằng inch, và vì nó được chuyển đổi sang mm, các vạch đo rất chi tiết.

Khi sử dụng, cắt theo khu vực đo bằng kéo hoặc tương tự.

Lau sạch mọi bụi bẩn hoặc dầu mỡ trên bề mặt trục và bạc, sau đó đặt Plastigage.

Lực siết ảnh hưởng đến độ rộng bị ép của thước đo, vì vậy hãy siết theo mô-men xoắn quy định. Ngoài ra, hãy cẩn thận không quay trục khuỷu trong quá trình đo.

Trong khi việc đo khe hở thường đòi hỏi các dụng cụ chuyên dụng như micromet và đồng hồ đo lỗ, có một vật dụng đơn giản hơn để đo khoảng hở: Plastigage.

Plastigage được làm từ một loại nhựa đặc biệt có hình dạng sợi. Nó được đặt vào khu vực cần đo, các bộ phận được lắp ráp, và khe hở được xác định bằng độ rộng bị ép do mô-men xoắn siết. Dưới đây là sự khác biệt giữa đo bằng Plastigage và đo bằng micromet + đồng hồ đo lỗ:

● Micromet + Đồng hồ đo lỗ
・Đo riêng đường kính ngoài của trục (micromet) và đường kính trong của bạc (đồng hồ đo lỗ).
・Tính toán khe hở từ sự chênh lệch giữa hai giá trị.
・Độ chính xác đo cao, có thể đánh giá bằng μm (micromet).
・Bằng cách đo nhiều điểm, có thể đánh giá độ tròn và độ mài mòn không đều.

● Plastigage
・Kiểm tra khoảng hở thực tế với các bộ phận đã lắp ráp.
・Đọc khe hở bằng chỉ báo tương tự: độ rộng bị ép.
・Độ chính xác khoảng ±0,01 đến ±0,02 mm.
・Chỉ đo tại một điểm, đánh giá khe hở cục bộ.

Về bản chất, ngay cả khi đo cùng một "khe hở", cách tiếp cận của hai phương pháp là hoàn toàn khác nhau.

Hơn nữa, với Plastigage, cần phải sử dụng các thước đo khác nhau tùy thuộc vào kích thước của khe hở cần đo. Điều này là do nếu sử dụng thước đo mỏng trong khoảng hở lớn, nó sẽ không bị ép đủ, và nếu sử dụng thước đo dày trong khoảng hở hẹp, nó sẽ bị ép quá nhiều, làm giảm độ tin cậy.

Plastigage được sử dụng trong trường hợp này có ba loại, được mã hóa màu theo phạm vi đo, với các phạm vi đo sau đây cho mỗi loại:

Xanh lá cây: 0,025–0,076 mm
Đỏ: 0,051–0,152 mm
Xanh dương: 0,102–0,229 mm

Như có thể thấy từ các thông số kỹ thuật này, khi đo khe hở bằng Plastigage, điều cần thiết là phải kiểm tra trước khe hở tiêu chuẩn trong sách hướng dẫn sửa chữa. Sách hướng dẫn sửa chữa là không thể thiếu cho việc tháo lắp và đại tu động cơ.

Trong trường hợp động cơ được đo trong bài viết này, khe hở tiêu chuẩn giữa trục chính trục khuỷu (phần trục) và bạc lót trục chính (đường kính trong của bạc) là 0,014–0,038mm, với giới hạn sửa chữa là 0,08mm. Do đó, nó có thể được đo bằng Plastigage màu xanh lá cây.

Ngoài ra, khe hở giữa bạc lót đầu lớn của thanh truyền và chốt khuỷu có giá trị tiêu chuẩn là 0,035–0,059mm, với giới hạn sửa chữa là 0,10mm. Cái này cũng có thể được đo bằng thước màu xanh lá cây.

Phải làm gì nếu khe hở đo bằng Plastigage quá lớn?

Nới lỏng các bu lông cố định đều và nhấc thước đo thẳng lên để tránh kéo lê. Sau đó, đọc khe hở bằng cách tham khảo thước đo trên bao bì.

Khe hở càng hẹp, Plastigage càng bị ép rộng ra. Khe hở tiêu chuẩn cho động cơ này là 0,014–0,038mm, và giới hạn sửa chữa là 0,08mm. Độ rộng bị ép hẹp hơn dải 0,038mm (nghĩa là khe hở lớn hơn) nhưng rộng hơn dải 0,076mm (nghĩa là khe hở nhỏ hơn), vì vậy có thể xác định rằng nó chưa đạt đến giới hạn sửa chữa 0,08mm. Nếu bạn cần biết khe hở dưới dạng giá trị tuyệt đối, cần có micromet + đồng hồ đo lỗ.

Trong động cơ này, khi nhà sản xuất lắp ráp một chiếc xe mới, họ chọn bạc lót tối ưu từ ba loại bạc lót có độ dày khác nhau dựa trên sự kết hợp giữa đường kính trong của phần bạc chính của trục khuỷu và đường kính ngoài của trục chính trục khuỷu. Nếu khe hở đo được vượt quá giới hạn sửa chữa sau khi tích lũy quãng đường, có thể giảm khe hở bằng cách sử dụng bạc lót dày hơn bạc lót hiện tại, nếu có bộ phận như vậy.

Độ dày của các bạc lót có thể được nhận biết bằng các dấu sơn ở hai bên. Trong động cơ này, các bạc lót màu xanh dương là dày nhất trong ba loại, và các bạc lót màu đen chỉ độ dày trung bình. Nếu bạc lót màu đen hiện tại có khe hở quá lớn, việc thay thế bằng bạc lót màu xanh dương dày hơn sẽ làm giảm đường kính trong và do đó làm giảm khe hở.

Khi Plastigage được đặt lên trục và bạc được siết theo mô-men xoắn quy định, thước đo sẽ bị ép. Bằng cách so sánh độ rộng bị ép của thước đo với độ rộng của các đường kẻ được in trên bao bì Plastigage, khe hở có thể được xác định.

Việc độ rộng bị ép của thước đo có khớp với độ rộng được in hay không phần nào là do ngẫu nhiên, và trên thực tế, bạn không thể biết chính xác khe hở đến từng 0,001mm. Nếu độ rộng bị ép rộng hơn 0,051mm được in nhưng hẹp hơn 0,038mm, bạn có thể ước tính nó vào khoảng 0,04mm.

Trong khi micromet + đồng hồ đo lỗ có thể đo ở nhiều điểm xung quanh chu vi, Plastigage chỉ có thể đo khe hở tại điểm đặt thước đo, tức là một vị trí duy nhất. Nếu có vật lạ trên trục hoặc bạc và được đo, nó có thể dẫn đến khe hở hẹp hơn mức trung bình. Ngoài ra, độ dày của màng dầu có thể ảnh hưởng đến phép đo. Do đó, khi sử dụng Plastigage, hãy lau sạch dầu và làm việc trong tình trạng khô ráo.

Khi mài mòn tiến triển theo quãng đường tích lũy, các bộ phận động cơ sẽ tăng khe hở của chúng. Vậy, phải làm gì nếu khe hở vượt quá giới hạn sửa chữa?

Tùy thuộc vào mẫu xe và tuổi đời, tính sẵn có của phụ tùng sẽ khác nhau. Tuy nhiên, "bạc lót" được lắp trên các trục chính trục khuỷu và đầu lớn thanh truyền có sẵn với độ dày khác nhau. Đây là những bộ phận được sử dụng để điều chỉnh khe hở về mức phù hợp bằng cách khắc phục dung sai về đường kính ngoài của trục chính trục khuỷu sản xuất hàng loạt và đường kính trong của phần bạc chính của trục khuỷu trong quá trình lắp ráp xe mới. Chúng cũng được sử dụng trong quá trình đại tu và sửa chữa.

Cần kiểm tra các loại và độ dày của bạc lót trong sách hướng dẫn sửa chữa. Bằng cách sử dụng bạc lót dày hơn một hoặc hai cấp so với bạc lót hiện đang sử dụng, khe hở có thể được giảm bớt. Tuy nhiên, nếu khe hở tăng lên do các vấn đề với bản thân trục khuỷu, chẳng hạn như bong tróc lớp mạ crôm cứng trên bề mặt trục chính hoặc chốt khuỷu, thì trục khuỷu phải được thay thế, không chỉ bạc lót.

Hơn nữa, trong các trường hợp như trục cam, nơi không có bạc lót trong các gối đỡ cam và đầu xi-lanh trực tiếp đỡ chúng, nếu nguyên nhân làm tăng khe hở nằm ở phía gối đỡ cam, thì đầu xi-lanh có thể cần phải thay thế.

Khi nào thì Plastigage hiệu quả?

Khe hở của bạc đầu lớn thanh truyền cũng có thể được đo bằng Plastigage. Vì thanh truyền có xu hướng di chuyển nhiều hơn trong quá trình đo so với trục khuỷu, hãy giữ nó cố định và siết chặt các đai ốc.

Khe hở của bạc đầu lớn thanh truyền là 0,035–0,059mm. Kiểm tra bao bì Plastigage, điều này khớp chặt chẽ với độ rộng dải 0,038mm, cho thấy nó ở mức thấp của phạm vi tiêu chuẩn, nghĩa là hiện tại không có sự mài mòn.

Đối với những người thợ cuối tuần và những người nghiệp dư đo khe hở của các bộ phận quay của động cơ, quyết định giữa việc sử dụng micromet + đồng hồ đo lỗ hay Plastigage có thể dựa trên chi phí mua dụng cụ và tần suất sử dụng chúng.

Micromet + đồng hồ đo lỗ là cần thiết để đo khe hở chính xác, nhưng việc mua cả hai có thể dễ dàng vượt quá 10.000 yên. Nếu đây là một nhiệm vụ "chỉ có một lần trong đời" trong cuộc đời đi xe máy của bạn, thì Plastigage, có thể mua với giá khoảng 1.000 yên, là đủ thực tế.

Các giá trị khe hở thu được từ cả hai phương pháp đo có khớp nhau không? Tóm lại, chúng không khớp hoàn hảo, nhưng chúng nên là những ước tính gần đúng trong phạm vi chấp nhận được. Lý do cho sự khác biệt là:

1: Sự khác biệt về Điều kiện đo lường
・Micromet + đồng hồ đo lỗ đo các thành phần riêng lẻ dưới tải trọng bằng không.
・Plastigage đo trong điều kiện thực tế với mô-men xoắn siết được áp dụng.
・Ngay cả với mô-men xoắn phù hợp, sự biến dạng do siết có thể ảnh hưởng đến phép đo.

2: Sự khác biệt về Vị trí đo lường
・Đồng hồ đo lỗ có thể đo ở các vị trí khác nhau để xác định giá trị trung bình hoặc giá trị nhỏ nhất.
・Plastigage chỉ cho biết khoảng hở cục bộ nơi thước đo bị ép.

3: Sự khác biệt về Độ phân giải
・Micromet + đồng hồ đo lỗ có thể tính toán các giá trị theo gia số 0,01mm thông qua phép tính.
・Plastigage dựa vào so sánh trực quan với các độ rộng dải được in.

Nếu độ chính xác là tối quan trọng, thì micromet + đồng hồ đo lỗ là lựa chọn. Tuy nhiên, các giá trị tiêu chuẩn do chính các nhà sản xuất xe máy đặt ra có một phạm vi. Giá trị tiêu chuẩn cho khe hở giữa trục chính và bạc trong động cơ này là 0,014–0,038mm, một phạm vi 0,024mm. Giới hạn sửa chữa là 0,08mm, để lại khoảng trống 0,042mm từ giới hạn trên của giá trị tiêu chuẩn đến giới hạn sửa chữa.

Mặt khác, Plastigage màu xanh lá cây có các số từ 0,025–0,076mm được in cho bốn độ rộng dải khác nhau. Dựa trên mối quan hệ giữa chúng, độ rộng bị ép của Plastigage được sử dụng ở đây nằm trong phạm vi tiêu chuẩn nếu nó nằm trong phạm vi của thước đo, cho thấy việc thay thế bạc lót là không cần thiết.

Nếu mục tiêu là tiêu chuẩn hóa khe hở của tất cả các bạc lót (hoặc ít nhất là đưa chúng gần với một giá trị đồng nhất), hoặc tối đa hóa khe hở để giảm tổn thất ma sát, thì micromet + đồng hồ đo lỗ, đo kích thước thực tế, sẽ đáng tin cậy và hữu ích hơn. Tuy nhiên, đối với bảo trì định kỳ, Plastigage là đủ thực tế.

Đo khe hở bằng Plastigage là một công việc thú vị có thể khơi dậy sự tò mò và tinh thần tìm hiểu về động cơ. Tuy nhiên, sự mài mòn của trục khuỷu, thanh truyền và trục cam thường là do quản lý dầu động cơ kém. Do đó, điều quan trọng là phải thực hiện thay dầu định kỳ một cách cẩn thận để tránh phải đo khe hở trong quá trình sửa chữa động cơ.

Đi tới Thư viện ảnh  (11)