Hajtókar

Tudom-tudom, a BME-n autógépészként végzettek azonnal sikoltoznak, hogy az nem hajtókar, hanem hajtórúd, mivel definíció szerint a karral nyomatékot is át lehet vinni, ellenben mivel a szóban forgó alkatrész mind a két végén csapágyazott, ezért nyomaték átvitelére alkalmatlan, ergo csak hajtórúd lehet. Viszont mivel a konyhanyelvben, akarom mondani garázsnyelvben a hajtókar elnevezés terjedt el, ezért veszem a bátorságot, szembeszegülök a definíciókkal és a helytelen kifejezést fogom használni továbbra is.

Szóval lássuk, milyen funkciókat is kell tudnia ennek az alkatrésznek:

  • Továbbítja a dugattyúra ható gázerőket a főtengely felé
  • Csapágyazást biztosít a főtengely és a hajtókar között
  • Összeköttetést biztosít a csapszeg és a hajtókar között

.
Ezeken felül, konstrukciótól függően pedig

  • Csapágyazást biztosít a csapszeg-hajtókar között
  • Kenőolaj-felvezetést biztosít a csapszeg számára
  • Segíti a kenést mind a dugattyú és a csapszeg, mind pedig a dugattyú és a hengerfal között.

.

Most pedig merüljünk el a részletekben, kezdjük a gázerők továbbításával! Az égés során keletkező gázerő hat a dugóra. Ez továbbítja ezt az erőt a csapszegnek, ami pedig a hajtókar által továbbítódik a főtengely felé. Ebben a láncolatban a hajtókar nyomó igénybevételt kap. Amire itt figyelni kell, azt egy hurkapálcával tudnám bemutatni. Ha egy hurkapálcát elkezdünk nyomni a két végén, akkor az előbb-utóbb elkezd behajlani. Itt sincs ez másképp, ezért nagyon fontos a keresztmetszet alakja és mérete.

Hajtókar-szár profilok

Hajtókar-szár profilok

Többfajta profil használatos, de a legelterjedtebb a fenti képen baloldalt látható “I” profil. Ugyanakkor a “H” profil is kedvelt bár ezt inkább a versenysportban használják. De ha jól megnézzük, akkor az “I” és a “H” profil lényegében ugyanaz, csak egymásnak 90°-kal elfordított mása. Akkor mi a különbség? A kihajlás iránya. A klasszikus “I” profil a kihajlással szemben abban az irányban áll ellen a leginkább, mintha az “I” tetejénél vagy aljánál lévő sík felület mentén nyomnánk középen. Képzeljük el ezt úgy, mintha a kisszemet az egyik kezünkben, a nagyszemet a másikban fognánk marokra, majd mindkét hüvelyk-ujjunkkal középen nyomva próbálnánk a hajtókart az “I” szárának irányban elhajlítani.  Ugyanez van a “H” profilnál is, csak ott az egész el van forgatva 90°-kal, így a kihajlás iránya is.
Ezzel szemben nem igazán értem az “X” profilokat, mivel kihajlás ellen úgy lehet a legjobban védekezni, hogy a középső semleges száltól minél nagyobb távolságra teszünk egy minél nagyobb keresztmetszetet. Ezt az “I” is és a “H” is teljesíti, de az “X”-nél egyik irányban sincs ilyen, ergo számítható, hogy mennyivel kevésbe ellenálló a kihajlással szemben. Egyszer ha nagyon unatkozom, akkor kiszámolom. :-)

Úszó csapszegMenjünk tovább, vizsgáljuk meg a kisszemet! Ez ad ágyazást a csapszegnek. Ez az ágyazás lehet úszó ágyazás, de rögzíthetik a csapszeget szilárdan is. Ez utóbbi előnye, hogy a hajtókarban nincs szükség csapágy kialakítására, így nem kell a kenést sem megoldani a két alkatrész között. Viszont a szoros illesztés miatt csak melegen szerelhető, és ha bontani kell, akkor jó eséllyel csak a dugó roncsolásával lehetséges. Ezzel szemben az úszó ágyazás könnyen bontható, viszont itt már a fentebb is említett csapágyazás és kenés problémájával is foglalkozni kell. No meg persze a csapszeg axiális elmozdulásának a megakadályozásával is. Itt is lehetne még sok mindenről beszélni, pl. a kétüteműek tűgörgős csapszeg-csapágyazásáról, vagy a heavy-duty nagymotorok többrészes hajtókar-kialakításairól is, de ez utóbbit senki sem akarja megtuningolni, a 2T motorok pedig a jóval rosszabb és nem igazán javítható károsanyag-kibocsátáuk miatt egyre inkább kiveszőben vannak.

Csapszeg-kenésA fajlagosan nagyobb terhelésű motoroknál, tehát főképp a feltöltött motoroknál szokásos a csapszeg direkt kenése is, amit úgy szoktak megoldani, hogy a nagyszem felöl hosszában végigfúrják a szárat, ami így vezeti fel az olajat a csapszeghez. Ez a furat jól látszik ezen a baloldali képen is. A fajlagosan kisebb terhelésű motoroknál többnyire elég szokott lenni a szóróolajzás is, ami lényegében a dugattyúgyűrűk által a hengerfalról lehúzott és az alsó gyűrű által a dugó belsejébe vezetett olajat jelenti.

Hengerfal-kenés

Hengerfal-kenés

Szokásos még a hengerfal hajtókaron keresztüli kenése is, amit úgy szoktak megoldani, hogy a nagyszemből kifelé fúrnak egy lyukat, de nem a kisszem felé függőlegesen, hanem egy kissé oldalra úgy, hogy a furat a nagyszemből a szár mellett jön ki. S így pedig a nagyszemben lévő nyomott olaj ezen a kis furaton mintegy fúvókaszerűen spricceli az olajat a hengerfalra.

Beszéljünk még egy kicsit a gyártástechnológiáról! Tehát, alapvetően két fajta módon gyártják az elődarabot: öntik vagy kovácsolják. Az előbbi értelemszerűen gyengébb, az utóbbi pedig fajlagosan erősebb. Nyilván ez utóbbit preferálják, hiszen kevesebb (habár drágább) anyagból lehet megvalósítani ugyanazt, mintha csak öntenék. De az öntés viszont technológiailag olcsóbb, tehát mérleg egyik oldalán az ár, a másik oldalán pedig a súly és a teljesítmény áll. Ez alapján szokták eldönteni végül az eljárást. Ezen nyersdarabok előállítása után még szokták sörétezni a felületet, mivel így az anyag külső rétegében a képlékeny alakváltozás miatt felkeményedik az anyag és pont ott lesz erősebb, ahonnan a repedés szokott kiindulni. Ha tehát valaki a nagy lelkesedésében nekiáll felpolírozni a hajtókart, akkor két dolgot vegyen figyelembe:

1.: elvékonyítja ezt a réteget, és a legnagyobb jószándék mellett is akár gyengítheti is a hajtókart;
2.: a csiszolás olyan mikrobarázdákat hagyhat a felületen, ami úgy működik, mintha szándékos bemetszést tettünk volna rá azért, hogy ott törjön el.

És amíg akár csak egy, már szemmel is alig látható barázda is van a szár oldalán, ráadásul nem szárirányban, hanem arra merőlegesen, addig senki se üljön nyugodtan, mert kemény munkával elég nagy eséllyel eltörhet a hajtókar!

Ferde hajtókar

Nézzük, mi újság a nagyszem körül! Ebben a cikkben eddig csak “egyenes” hajtókarok képeivel találkoztunk. De miféle állat ez itten jobboldalon?!? Nos, ez egy V-motor hajtókarja, aminek az alakját az indokolja, hogy egy egyenes hajtókar csapágyfedél-csavarjaihoz nem lehetne hozzáférni, ezért fordítottak egyet a nagyszemen. S így most már ez is könnyen szerelhetővé válik. :-)

Csapágyfedél-illesztés

Csapágyfedél-illesztés

Miről nem beszéltünk még, ami ide tartozik? A hajtókar nagyszemén a csapágyfedél pozicionálása. Miért ilyen érdekes ez? Nos, azon belül van egy precízen kiszámolt csapágy 0.03mm-es nagyságrendű csapágyhézaggal. Mi történik, ha ez nem körkörösen ennyi, mert a hajtókarfedél elcsúszott? Akkor biza a csapágyazás két, egymástól független félkörből fog állni, nem tud az olajfilm körben kialakulni, az illesztéseknél folyton megszakad. Ez pediglen a csapágy szempontjából olajhiányt és rövid időn belül csapágyazási gondokat fog eredményezni. Tehát nagyon fontos, hogy a csapágyfedél minden megbontást követő összeszerelés alkalmával PONTOSAN oda kerüljön, ahová kell neki. Hogyan lehet ezt biztosítani? Anélkül, hogy túl hosszúra nyújtanám a rétestésztát, a két legfőbb módszert említeném meg. Régebben voltak az illesztőcsavarok, pozícionálóstiftek, amely elvet jól mutatja eme baloldali kép is. Ez egy elég jó módszer, de sajnos azér tvan egy gyengesége: nem hülyebiztos, megfordítva is feltehető. Ez ellen ugyan szoktak egy ca. 0,5mm-es dezaxiálást csinálni a csavarokon, így ha fordítva teszi fel az ember, akkor már szemmel is látszik, hogy lépcső van az alsó és felső felület találkozásánál. Viszont kellő hanyagsággal ha ezt nem veszi észre az ember, akkor kellő erővel így is összehúzható a csapágyfedél a hajtókarral, csak a beindítást követő pár percen belül szép hangos csattogással fogja a motor tudatni, hogy “Itt valamit biza elrontottál barátom…” De akkor mi lenne a hülyebiztos megoldás erre?

Tört hajtókar

Tört hajtókar

A hajtókar repesztése! Mint ahogy nincs két egyforma ujjlenyomat sem, úgy nincs két egyforma repesztett felület sem. Ilyen módon viszont pont a repesztett felület egyenetlensége végett azonnal látszik, ha ez ember fordítva próbálja felszerelni a csapágyfedelet; s ezt erővel sem lehet összehúzni. Ráadásul nem csak a fordítva felszerelés ellen véd, hanem kiválóan pozicionál is, hiszen a két repesztett felületet csak egyféle módon lehet egymásra helyezni, így egyszerre old meg mindenféle problémát. Persze azért gyártás-, és anyagtechnológiailag azért kellettek ide vizsgálatok szép számmal, valamint nem is egy kis gépigényű technológia, de az előnyei azért magukért beszélnek.

Nos címszavakban ennyit a hajtókar témáról, legközelebb a dugattyúval folytatom!

A cikkel kapcsolatosan felmerülő kérdéseket, kommenteket a A hengerfejtömítés alatt című fórumtopikba írhatjátok meg.

- Geree -