TUNE-IT - ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3

Στο προηγούμενο, γίνατε «κολλητοί» με το ρεκτιφιέ, όπου μάθατε μερικά από τα μυστικά που αφορούν τις μηχανουργικές δουλειές σε μπλοκ, στρόφαλο, μπιέλες, πιστόνια και βολάν. Δεν είπαμε όμως τίποτε ακόμα για τα χιτώνια -αφαιρούμενα ή μέρος του μπλοκ. Οι περισσότεροι παραβλέπουν τη σημασία της κατεργασίας τους. Άντε, λένε, ένα βούρτσισμα είναι, δεν τρέχει τίποτε. Δεν είναι όμως έτσι τα πράγματα. Το φινίρισμα του κυλίνδρου έχει τεράστια σημασία για τη ζωή και απόδοση του μοτέρ. Ακριβώς επειδή πρόκειται για κάτι τόσο σημαντικό, να αναφέρω -για την ιστορία- ότι κάποτε, πριν αρκετές δεκαετίες, μερικοί κατασκευαστές ροντάριζαν τούς καινούργιους κινητήρες με ηλεκτρικά μοτέρ επί 10 περίπου ώρες, ύστερα τους έλυναν, τοποθετούσαν καινούργια ελατήρια και μόνο τότε τους τοποθετούσαν στα αυτοκίνητα. Η λογική ήταν ότι η πρώτη «αγριάδα» είχε φύγει από τους κυλίνδρους και τα νέα ελατήρια θα έκαναν πλέον τέλεια στεγανοποίηση. Αυτή η διαδικασία είχε μετρήσιμα αποτελέσματα, 1,5-2% παραπάνω ισχύ!

Ανοχές στο ρεκτιφιέ

Ξέρω ότι πολλοί πιστεύουν πως μπορούν να βουρτσίσουν μόνοι τους στο σπίτι κυλίνδρους και χιτώνια, χρησιμοποιώντας διάφορα πρακτικά εργαλεία όπως τη βούρτσα με τις μπίλιες από καρβίδιο πυριτίου (Flex-Hone) ή το ελατηριωτό εργαλείο με τις τρείς πέτρες. Δε λέω, μπορεί να γίνει και έτσι η δουλειά, αλλά είναι πολύ δύσκολο έως ακατόρθωτο να πετύχετε το απαιτούμενο φινίρισμα, το οποίο μόνο με αυτόματο μηχάνημα γίνεται σωστά. Το φινίρισμα που προκύπτει, πρέπει να έχει διασταυρούμενες γραμμώσεις σε γωνία 45-60°. Εξαιρετικά σημαντικό όμως είναι και το νούμερο πέτρας που θα χρησιμοποιηθεί -220, 240, 260, 280, 300- το οποίο πρέπει να αντιστοιχεί με το υλικό των ελατηρίων που θα έχει το μοτέρ μας πχ από σίδηρο, χρώμιο, μολυβδαίνιο... Εδώ είναι που τα χαλάμε με το ρεκτιφιέ, διότι κανείς ποτέ δε ρωτάει από τι είναι τα ελατήρια! Έτσι, ρεκτιφιάρονται όλα τα μοτέρ το ίδιο και αν πετύχει η εγχείρηση, όλα καλά «...μαζική παραγωγή κύριε... δεν μπορούμε ν' ασχολούμαστε συνέχεια με το δικό σας μοτέρ!» Όπως εύκολα καταλαβαίνετε, οι μόνοι που είναι ασφαλείς σ' αυτή την περίπτωση είναι όσοι έχουν μοτέρ που αλλάζουν εμβολοχιτώνια, οπότε αγοράζουν το σετ του κατασκευαστή και τελείωσε! Αυτοί είναι και οι τυχεροί που έχουν όλους τους κυλίνδρους ακριβώς στην ίδια διάμετρο... Αν αυτό σας φαίνεται απλό και αυτονόητο, μετρήστε προσεκτικά με ένα κυλινδρόμετρο όλους τους κυλίνδρους σας από πάνω μέχρι κάτω και ύστερα τα λέμε... Αν διαπιστώσετε οβάλ 0,01-0,015mm και κωνικότητα άλλο τόσο, βλέπω να παίζετε μπουνιές... Εδώ είναι αυτό που λένε: όσο λιγότερα ξέρεις, τόσο το καλύτερο! Αν ο κύλινδρος είναι οβάλ, τα ελατήρια δεν προσαρμόζονται εύκολα σ' αυτό το σχήμα και το αποτέλεσμα είναι να υπάρχει αρκετή διαφυγή πίεσης από την καύση προς το στροφαλοθάλαμο (blow-by). Πολύ σύντομα, τα κατάλοιπα αυτής της διαφυγής που συσσωρεύονται στα λούκια των ελατηρίων θα έχουν σαν τελικό αποτέλεσμα να κολλήσουν τα ελατήρια και να μη σφραγίζουν καθόλου. Η απώλεια της συμπίεσης θα είναι ραγδαία και μόνη πλέον λύση είναι να ανοίξετε πάλι το μοτέρ, να υποβληθείτε σε έξοδα και δυστυχώς όχι από δική σας υπαιτιότητα! Έτσι από περιέργεια, μετράω ένα εργοστασιακό καινούργιο χιτώνιο που έχω και βρίσκω: οβάλ 0,000mm και κωνικότητα 0,005mm, ενώ ο κατασκευαστής επιτρέπει μέγιστες τιμές έως 0,01mm για το καθένα.

Οπωσδήποτε επίσης σημαντικό είναι να έχουμε κυλίνδρους με ακριβώς την ίδια διάμετρο! Μη νομίζετε ότι είναι και τόσο εύκολο, διαφορές της τάξης του 0,005-0,01mm είναι συνηθισμένες, αλλά δυστυχώς και ανεπιθύμητες για δύο λόγους: Ο ένας είναι το διάκενο των ελατηρίων (θα το δούμε πιο κάτω) και ο άλλος το διάκενο εμβόλου/κυλίνδρου, ένα θέμα που προβληματίζει αρκετούς...

Γιατί πρέπει να έχουμε διάκενο μεταξύ εμβόλου και κυλίνδρου? Το έμβολο είναι από ελαφρό κράμα (αλουμινίου) και θερμαινόμενο κατά τη λειτουργία του, φυσικά διαστέλλεται. Στόχος των σχεδιαστών είναι να έχει κατά τη λειτουργία του την καλύτερη δυνατή εφαρμογή στον κύλινδρο, αλλά βέβαια χωρίς τριβή. Επομένως, είναι προφανές ότι ζητούμενο και επιθυμητό είναι το μικρότερο δυνατό διάκενο που δεν θα φρενάρει λόγω τριβής. Άρα, πρέπει να ξέρουμε εκ των προτέρων τον συντελεστή διαστολής του υλικού των εμβόλων μας. Δυστυχώς, τα κράματα είναι πολλά και τον συντελεστή διαστολής μπορούν να μας τον πουν μόνο οι κατασκευαστές των εμβόλων! Σαν να μη φτάνει αυτό, υπάρχει αρκετή διαφορά συντελεστών μεταξύ των χυτοπρεσσαριστών και των σφυρήλατων εμβόλων.

Για να δούμε λοιπόν και μερικά νούμερα από διάφορα κράματα, όπου ο συντελεστής διαστολής εκφράζεται σε μικρόμετρα/μέτρο/βαθμό Κελσίου (μm/m/°C):

Χυτοπρεσσαριστά

201.0-T4: 19.3
204.0-T4: 19.3
208.0-T4: 22.3
222.0-T61: 22.1
242.0-T61: 22.7
413.0-F: 20.4
443.0-F: 22.1

Σφυρήλατα

2618-T6: 22.3
2011-T6: 22.9
2014-T6: 23.0
2024-T6: 23.2
4032-T6: 19.4
4043-H18: 22.1
4032-T651: 19.4
RSA-444: 15.0 Περίπου δύο φορές ισχυρότερο από το 2618-T6
RSA-447: 18.0 Σημαντικά ισχυρότερο κράμα σε όλες τις θερμοκρασίες

Όλοι αυτοί οι κωδικοί αντιστοιχούν σε κράματα που διαφέρουν μεταξύ τους ως προς την περιεκτικότητα των συστατικών τους που συνήθως είναι αλουμίνιο, πυρίτιο, χαλκός, λίθιο, μαγνήσιο, σίδηρος, μαγγάνιο και άλλα στοιχεία. Ύστερα από το αλουμίνιο, το μεγαλύτερο σε ποσοστό είναι το πυρίτιο με 2-20%, που έχει και την πιο καθοριστική συμβολή στο βαθμό διαστολής του εμβόλου, αλλά και την αντοχή του σε θερμοκρασίες και πιέσεις.

Από τον πίνακα, βλέπετε τις σημαντικές διαφορές διαστολής, ιδιαίτερα αν πολλαπλασιάσετε τους συντελεστές με τους 300-350°C που είναι η θερμοκρασία λειτουργίας της επιφάνειας συμπίεσης των εμβόλων -προσέξτε, δεν μιλάμε για τη θερμοκρασία καύσης ή των καυσαερίων, αλλά για την επιφάνεια του εμβόλου! Αν δεν το θυμάστε, 1μm = 0,001mm. Ίσως τώρα μπορείτε να καταλάβετε γιατί στο επάνω μέρος το έμβολο είναι περίπου 0,5-1mm μικρότερο από τον κύλινδρο και όσο πάει προς τα κάτω μεγαλώνει η διάμετρος. Μεγαλύτερη θερμοκρασία επάνω = μεγαλύτερη διαστολή, μικρότερη θερμοκρασία κάτω = μικρότερη διαστολή, άρα γι' αυτό είναι και «φαρδύτερο» στο κάτω μέρος! Ωραία όλα αυτά θα πείτε, αλλά τελικά πόσο διάκενο πρέπει να υπάρχει μεταξύ εμβόλου και κυλίνδρου? Δυστυχώς, με όλα τα διαφορετικά νούμερα που είδατε, δεν πρόκειται να βγει ένα ξερό νούμερο -και δεν γίνεται. Η αλήθεια είναι ότι μόνο ο κατασκευαστής μπορεί να σας φωτίσει, γιατί μόνο αυτός ξέρει ποιό ακριβώς κράμα χρησιμοποίησε για τα έμβολα του! Ζητείστε λοιπόν το σημαντικότατο αυτό διάκενο από εκεί που αγοράζετε τα έμβολα σας.

Το τελικό ζητούμενο από το ρεκτιφιέ είναι να φύγετε με το μπλοκ μονταρισμένο, με σωστά διάκενα και ζυγισμένα εξαρτήματα. Συνήθως, σου δίνουν δεμένο τον στρόφαλο στο μπλοκ και τα μπιελοπίστονα στο χέρι. Εννοείται ότι όλα τα υπόλοιπα τα μοντάρει το συνεργείο. Εμείς όμως, θα πάμε τα πράγματα στο σπίτι για να συνεχίσουμε εκεί τις δικές μας εργασίες και μετρήσεις. Πραγματικά, τα βήματα που ακολουθούν είναι οι πιο σημαντικές βάσεις για ένα μοτέρ αξιόπιστο και μπορείτε να τα δείτε σαν το απαραίτητο θεμέλιο για την καλύτερη δυνατή μακροζωία, τις μικρότερες δυνατές τριβές και κατ' επέκταση, την απρόσκοπτη δυνατότητα για παραγωγή ...ίππων!

Ξαναλύσιμο...

Αρχίζουμε λοιπόν με το μπλοκ και τον στρόφαλο. Εφόσον έχει περάσει μπάρα το μπλοκ, δεν υπάρχει περίπτωση να μην έχουν μπει γρέζια στους ελαιαγωγούς! Για να καθαρίσουμε τα πάντα από παντού, πρέπει να βγει ο στρόφαλος. Πριν ξεβιδώσετε λοιπόν προσεκτικά τα καβαλέτα, βεβαιωθείτε ότι είναι μαρκαρισμένα ως προς τη σειρά -αν όχι, μπορείτε να τα αριθμήσετε χτυπώντας νούμερα ή να τα ποντάρετε κατάλληλα. Μη γράψετε τα νούμερα με μαρκαδόρο γιατί το διαλυτικό καθαρισμού θα σβήσει τα πάντα! Βγάλτε λοιπόν τα καβαλέτα και προσέξτε να μη σας πέσουν και μπερδέψετε τα μέταλλα που έχει βάλει το ρεκτιφιέ. Σηκώστε πολύ προσεκτικά τον στρόφαλο και ακουμπήστε τον κάπου προσωρινά -σύντομα θα τον καθαρίσετε πάλι. Κοιτάξτε τώρα πολύ καλά μέσα στους ελαιαγωγούς των εδράνων. Είναι σχεδόν σίγουρο ότι θα βρείτε γρέζια, κατάλοιπα της κατεργασίας με τη μπάρα. Δεν συζητάμε να τα αφήσετε εκεί, οπότε ετοιμαστείτε για πολύ φύσημα με το κομπρεσέρ και μπόλικο διαλυτικό. Θυμάστε που είπαμε να βγάλετε τις τάπες και να αφήσετε ανοιχτούς τους ελαιαγωγούς? Ήρθε λοιπόν η ώρα να τους καθαρίσετε λεπτομερώς και για τελευταία φορά. Όπως και την πρώτη φορά, φυσήξτε από όλα τα πιθανά σημεία, αλλά αφήστε τις εξόδους στα καβαλέτα τελευταίες. Επειδή τα γρέζια είναι πολύ κοντά σ' αυτές τις εξόδους, προσπαθούμε να τα διώξουμε φυσώντας από αλλού. Πολλές φορές θα χρειαστεί να κλείσετε με το χέρι σας μερικές τρύπες, για να κατευθύνετε τον αέρα εκεί που θέλετε. Εκτός από σκέτο αέρα, μπορείτε να φυσήξετε και με διαλυτικό, προσαρμόζοντας το κατάλληλο κάνιστρο στο κομπρεσέρ. Μην έχετε αμφιβολία, τελικά τα γρέζια θα βγουν όλα. Μόνο τότε θα ξαναβάλετε τις τάπες στη θέση τους, κατά προτίμηση χρησιμοποιώντας και λίγο ασφαλιστικό σπειρωμάτων (Loctite) -όπως είχαμε πει, καλό είναι να έχετε κάνει σπειρώματα παντού αντί να ξαναβάλετε χτυπητές τάπες.

Αρχίζει το δέσιμο

Λίγη δουλειά στα καβαλέτα τώρα, όπου θα ξαναβάλετε τα μέταλλα στη θέση τους. Δεν θα βάλετε πουθενά λάδι! Τα μέταλλα πρέπει να έχουν τέλεια επαφή με το μπλοκ και το λάδι δεν έχει καμία απολύτως δουλειά εκεί! Το ίδιο βέβαια ισχύει και για τα μέταλλα των μπιελών, έτσι? Λάδι -σκέτο λάδι και αυτό στην ώρα του- μπαίνει μόνο στα κομβία και όχι οι διάφορες επιστημονικές... μαρμελάδες που κυκλοφορούν και καλά για συναρμολόγηση κινητήρων.

Με το μπλοκ πλέον πεντακάθαρο, ήρθε η ώρα να μετρήσετε και να επαληθεύεστε εσείς τα διάκενα που έφτιαξε το ρεκτιφιέ. Πως θα το κάνετε αυτό χωρίς ακριβά όργανα μέτρησης? Μα φυσικά με Plastigauge! Τι είναι αυτό? Ένας «μπακάλικος» -κατά πολλούς- τρόπος για να μετράμε με μεγάλη ακρίβεια διάκενα στροφάλων/μπιελών. Πρόκειται για μερικές «κλωστές» από ειδικό κερί, οι οποίες τοποθετούνται επάνω στο (πεντακάθαρο) κομβίο και περίπου στο κέντρο. Θυμίζω ότι τώρα κάνουμε μέτρηση και δεν υπάρχει πουθενά λάδι! Όταν τοποθετήσουμε προσεκτικά και σφίξουμε το καβαλέτο στη θέση του με την προβλεπόμενη ροπή, η κλωστή αυτή συμπιέζεται ανάμεσα σε κομβίο και μέταλλο και παραμορφώνεται, ακριβώς όπως θα έκανε ένα βρασμένο μακαρόνι αν το πιέζαμε ανάμεσα σε δυο δάχτυλα μας. Χωρίς να γυρίσουμε καθόλου τον στρόφαλο, ξεβιδώνουμε και αφαιρούμε προσεκτικά το καβαλέτο και βρίσκουμε την «πατημένη» πλέον κλωστή. Το φακελάκι συσκευασίας του Plastigauge, έχει τυπωμένη μια κλίμακα την οποία συγκρίνουμε με το πατημένο ίχνος, διαβάζοντας άμεσα το διάκενο! Σας βεβαιώ ότι δεν υπάρχει στο εξωτερικό αγωνιστικός ή ερασιτεχνικός κινητήρας που να έχει μονταριστεί χωρίς Plastigauge! Καλά τα ρολόγια και τα μικρόμετρα, αλλά στο τέλος... μιλάει η κλωστή! Το δε κόστος μαζί με τα ταχυδρομικά είναι περίπου 8€, για μερικές κλωστούλες που φτάνουν -και περισσεύουν- για να μετρήσετε ένα μοτέρ! Μπορείτε να κάνετε μερικές δοκιμές μέχρι να είστε βέβαιοι ότι κάνετε σωστά τη μέτρηση και είμαι βέβαιος πως θα διαπιστώσετε ότι είναι πανεύκολο.

Αν οι τιμές διακένων για όλα τα κομβία είναι σωστές -κάπου στο προηγούμενο τεύχος τις διαβάσατε- καθαρίζετε τα υπολείμματα του Plastigauge από στρόφαλο και μέταλλα με διαλυτικό, βγάζετε τον στρόφαλο με προσοχή, ρίχνετε λίγο λάδι (το ίδιο που θα βάζετε στο μοτέρ) στα μέταλλα και ξανατοποθετείτε τον στρόφαλο (μη ξεχάσετε τα... θρός -thrust bearings). Ρίξτε πάλι λάδι στα κομβία και κουμπώστε τα καβαλέτα. Βεβαιωθείτε ότι τα καβαλέτα πάτησαν καλά, χτυπώντας τα ελαφρά. Σφίξτε τα παξιμάδια σε 3-4 στάδια μέχρι την τελική ροπή. Σε όλη τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας, γυρίζετε τον στρόφαλο μπρος-πίσω ελέγχοντας για τελείως ελεύθερη κίνηση -είναι πολύ σημαντικό αυτό το βήμα! Μόλις τελειώσετε, ελέγξτε με όποιο τρόπο μπορείτε την ανοχή στο θρός, κινώντας τον στρόφαλο κατά μήκος του άξονα του. Η μέτρηση μπορεί να γίνει με ρολόι ή φίλερ και την τιμή την δίνει ο κατασκευαστής. Ένα (χαζό και μπακάλικο?) τεστ που κάνω πάντα, είναι το εξής: βιδώνω κανονικά τον στρόφαλο στη θέση του χωρίς κανονικό λάδι, αλλά με WD-40 και δοκιμάζω αν με μία απότομη ώθηση με το χέρι, μπορεί να γυρίσει 5-6 βόλτες -χωρίς βέβαια το βολάν. Αν πεισθώ ότι δεν έχει αντίσταση πουθενά, τον ξαναβγάζω, καθαρίζω το WD-40 και τον ξαναβάζω στη θέση του με το κανονικό λάδι (δουλειά δεν είχε ο διάολος...)

Και τώρα?

Ωραία, έχουμε ένα γυμνό μπλόκ με μονταρισμένο τον στρόφαλο. Ήρθε η ώρα να μετρήσουμε και να πειράξουμε λίγο τα καινούργια μας ελατήρια. Πρώτα-πρώτα, πρέπει να τα ελέγξουμε ένα-ένα προσεκτικά να μην έχουν κανένα απολύτως ψεγάδι. Αρκετές φορές έχω βρει σε ελατήρια λαδιού να λείπουν περιφερειακά κομματάκια από το εξωτερικό άκρο της ξύστρας. Αν όλα είναι εντάξει, η πρώτη μας δουλειά είναι να μετρήσουμε το διάκενο που αφήνουν τα άκρα τους όταν τα εφαρμόσουμε μέσα στον κύλινδρο. ΑΝ όλοι οι κύλινδροι έχουν την ίδια διάμετρο, η μέτρηση μπορεί να γίνει σε ένα κύλινδρο. Αν οι διαφορές μεταξύ τους είναι έστω και ελάχιστες, θα μετρήσετε από ένα ελατήριο στον καθένα. Τοποθετούμε λοιπόν το ελατήριο στον κύλινδρο τελείως παράλληλα με την επιφάνεια του (το επάνω μέρος τού μπλοκ) και μετράμε με το φίλερ το διάκενο που υπάρχει. Αν είναι μικρότερο από την προδιαγραφή που δίνει ο κατασκευαστής, μπορούμε να το μεγαλώσουμε με μια μικρή διαμαντόλιμα ή προσεκτικά με ένα 400αρι σμυριδόχαρτο. Αν το διάκενο αυτό είναι μεγάλο, θα έχουμε απώλεια συμπίεσης και όπως είδαμε πιο πάνω, το ανεπιθύμητο blow-by. Αν είναι μικρότερο, τα πράγματα είναι πολύ πιο επικίνδυνα, διότι υπάρχει μεγάλη πιθανότητα (βεβαιότητα θα έλεγα) με την διαστολή στη θερμοκρασία λειτουργίας να υπάρξει επαφή των δύο άκρων και ακόλουθη βίαιη ακινητοποίηση με ξύσιμο του κυλίνδρου (άρπαγμα). Μερικοί αδαείς μηχανικοί, όταν λύσουν το μοτέρ μετά από τέτοιο συμβάν, αποδίδουν το πρόβλημα στην ποιότητα των εμβόλων και τα λάδια του κινητήρα... Αυτό δεν είναι και πολύ περίεργο, γιατί όταν κρυώσει το μοτέρ, συστέλλεται το ελατήριο και δεν «φωνάζει» για την αιτία της βλάβης! Λοιπόν, να το κόψουμε κάπου εδώ? Καλά τα είπαμε και σήμερα, η συνέχεια του χρόνου με υγεία, χωρίς προβλήματα και όρεξη για παιχνίδι!