Szelepvezérlési zajok - Hibaokok, elenőrzések, műhelytippek

Bevezetés

A hagyományos szelephézag-állítókkal a hõ hatására és az alkatrészek kopása miatt bekövetkezõ hosszváltozás nem tartható ellenõrzés alatt, pedig ez egyre nagyobb eltérést okoz az optimális szelepvezérlési értékektõl. A hidraulikus szelepemelõk bevezetésével megoldó dott a szelephézag automatikus kiegyenlítése. Az állítás szó szigorúan fogalmazva csak a mechanikus rendszerekre értelmezhetõ, mert a hidraulikus elemek nem állítanak hézagot. Nem véletlenül a német is Ventilspielausgleichr õl beszél Ventilspieleinstellung helyett - nagyon helyesen. A hidraulikus szelephézag-kiegyenlítõkre vonatkozó szabadalmat az USA-ban jelentették be 1920-ban. A nagy áttörés mégis csak a múlt század '60-as éveiben következett be. Azóta az amerikai autók 90%-a szériaszerûen már ezzel a technikával készül, köszönhet õen az egyre szigorodó környezetv édelmi elõírásoknak. Németországban elõször az 1970-es évek elején alkalmazt ák, de tényleges elterjedése, beleértve az összes európai és japán autógyárakat, a késõbbi évekre tehetõ. Napjainkban viszont már megkövetelt technikai színvonal.

Kép: LUK

Hidraulikus szelepemelõ- féleségek

Alapegysége a hidraulikus elem, amely egy házból és a belsejében mozgó dugattyúból áll, az utóbbiba integrált visszacsapó (golyós) szeleppel. A két alkatrész egymáshoz képest eltolható, és az érintkezõ felületek közötti néhány mikron nagyságú illesztési hézag olajszivárgó résként is szolgál. A két alkatrész közé egy nyomórugót is beszereltek (1. ábra). A nyomórugó a vonatkozó motorszelep zárt helyzetében az üreges dugattyút felfelé (kifelé) nyomja a szelephézag kiegyenlítése, megszüntet ése érdekében. A vezértengelybütyök kezdeményezte szeleplöket során a motorszeleprugó és a tömegerõk nyom ást fejtenek ki a hidraulikus elemre. A ház és dugattyú által (golyósszelep zárva) meghatározott térben nagy nyomás alakul ki. A nagyon szûk szivárg ási (illesztési) hézagon elszökik egy kis mennyiségû olaj a nagynyomású térbõl a dugattyúban lévõ tartalékolaj terébe. A körfolyamat alapfázisában, amikor a motorszelep zárva van, a hidraulikus elem belsejében lévõ nyomórugó a dugattyút addig nyomja a házból kifelé, amíg a szelephézag ismét teljesen ki nem egyenlítõdik. A két tér között közben kialakuló nyomáskülönbség lehetõvé teszi a golyósszelep nyitását és a kiegyenlítõ folyamathoz szükséges olaj visszaáramlását a nagynyomású térbe. Ezzel a hidraulikus elem mindkét irányú hosszváltozása lehetségessé válik. A hidraulikus kiegyenlítés elõnyei:

- Egyszerû hengerfejszerelés, semmi mérés, illetve beállítási munka, mivel az összes eltérési változatot kiegyenlíti.

- A vezérlési idõk minden üzempontban állandók (nincs változás a vezérlési idõpontokban a szelepvez érlésben részt vevõ alkatrészek hõfokváltozása vagy kopása miatt).

- Alacsony zajszint, a vezértengelyen történõ kisebb nyitási és zárási átmenet és az alacsony nyitási és zárási sebesség miatt.

Természetesen a kiegyenlítési folyamatok sikeres lefutása érdekében meghat ározott követelményeket kellett kielégíteni az olajellátó (olajnyomás, habosod ás) rendszerben és a bütyök alapköré- nek megmunkálásában is. Nem kielégítõ olajellátásnál levegõ jut a nagynyom ású térbe, mely ezáltal összenyomhat óvá válik. Ez vezet a szeleplöketvesztes égekhez, melynek következménye a zaj keletkezése és nagy fordulatsz ámon a dinamikai viszonyok megváltozása, mely végsõ fokon ugyancsak zajkeltõ. Az érintkezõ felületeken kialakuló erõváltozások a hidraulikus elemekben játékként, laza mozgásként fedezhetõk fel, mely az elemek meghosszabbod ásához és a nyitva maradó motorszelepekhez vezethet. A mechanikus szelepemelõk a legkülönbözõbb kivitelben készülhetnek, mint lengõkaros/csúszólapos, himbás és tányéros szelepemelõ (2. ábra). A fejlesztés során ezekbe a himbákba és karokba illesztették be a hidraulikus elemeket megtámasztó vagy benyomó feladatra. A 3. ábrán görgõs szelepemel õ himbát láthatunk hidraulikus benyomó elemmel, bemutatva az olajellátás útját is (himba tengelyhimba szár furatai). Egyébként a hidraulikus elem olajellátása a motorszelep zárt állapotában történik. A 4. ábrán egy tányéros szelepemelõt láthatunk, melynek mûködése elvileg megegyezik a fentebb ismertetett hidraulikus elemével. A hidraulikus szelephézagkiegyenlítéssel nemcsak a karbantartási igény csökken, de mérséklõdik a szelephajtás zajszintje is. Ezzel szemben hátrányt jelent a nagyobb mozgó tömeg, a kisebb merevség és a hosszabb állásidõt követõ motorindításkor fennálló olajellátás problémája.

1. ábra: automatikus szelephézag-kiegyenlítés

Üres löketû tányéros szelepemelõk

Külön kiemeljük ezt a szelepemelõ típust, mert mûködésének vizsgálatakor (a késõbbiek során felsorolásra kerülõ általános vizsgálati módszerek szerint) az alábbi ismeretek hiányában hibásnak értékelhetjük. Néhány motorgyártó kis szériákban már megvalósította a löketlekapcsolási és átkapcsolási rendszereket erre a célra kifejlesztett, kapcsolható, bütyökkövetõ hidraulikus tányéros szelepemelõkkel (5. ábra). De a Krafthand 22/2003-as számában közöltek szerint a Volkswagen is a PDI-technikájú, közvetlen befecskendezésû dízeleknél alkalmazza az üres löketû szelepemelõt. A motortervezés itt a szelepemelõ egy bizonyos -lágyságát- feltételezi, mivel a 2050 bar-ig terjedõ befecskendezési nyomás kialakulása során a vezértengely csekély mértékben kihajolhat. Ebbõl kiindulva szükséges a max. 0,38 mm-es üres löket - írja hivatkozott cikkében Klaus Kuss. Ha egy standard szelepemelõt szerelnénk be, ekkora értéknél az már kinyitna. A két szelepemelõ külsõleg alig különböztethet õ meg, mert a lényeg belül van (lásd 5. ábra keretezett részt) - differenciáldugatty ú a rugóval. A tévedések elkerülése érdekében a LUK pótalkatrészszervize hangsúlyozottan ajánlja az egyértelmû azonosítást az adott motortípussal, és a mindenkori különlegességek egymással szembe állítását.

2. ábra: szelepmozgatás felül elhelyezett vezértengely esetén

Általános javítási megállapítások

Az alábbiakban ismertetésre kerülõ mûhelytippeket mint általános megállap ításokat kell figyelembe venni. Itt is, mint minden egyéb esetben eltérõ útmutatás, irányelvek esetén a jármûgyártók elõírásait kell figyelembe venni. Ha a motor javításakor már jelentõsen túllépte a 100 000 km-t, a hidraulikus szelepemelõk gyártói, a LUK és az INA mûszaki képviselõi egybehangzóan javasolják a szelephézag-állításban részt vevõ összes alkatrész cseréjét. Ezért minden ilyen esetben komplett készleteket vásároljunk, illetve cseréljünk. Ekkora futáskilométernél már a szigorú mérettûrésû hidraulikus elemek szinte kivétel nélkül elérték, ha nem haladták meg megengedett tûréshatárukat.

3. ábra: szelepvezérlés szelepemelõ himbával és hidraulikus szelephézag-kiegyenlítéssel

Ha csak egyes elemeket cserélünk, az egységes szeleplöket az eltérõ szivárgó olaj kinyomódása okán többé nem biztosítható. A hatására fellépõ szelepzárási hibák a szelepek átégéséhez, szélsõ esetben a motor meghibásodásához vezethetnek. Ezért külön is kihangs úlyozandó, hogy a hidraulikus elemekkel, szelepemelõ himbákkal, illetve lengõkarokkal rendelkezõ motoroknál mindig a hidraulikus elemeket, a himbákat és karokat is tartalmazó készleteket vásároljuk meg. Egy új hidraulikus elem kombinálása régi karral vagy himbával nem korrekt érintkezést/ kapcsolatot hoz létre a karban himbában meglévõ pl. gömbsüveg és a hidraulikus elem csatlakozó felülete között. A gyors elkopás elõre programozható. Hasonló a helyzet a tányéros szelepemelõnél is. Bármilyen rossz is hallani, a szelepemel õvel együtt cserélni kell a vezértengelyt is és fordítva is igaz mindez, az elõbbi indokok alapján. A megfelelõ alkatrészek kiválasztásánál még egyre figyelni kell. Látszólag azonos alakú és méretû szelepemelõk nem feltétlen csereszabatos szelepemel õk.

1. Dugattyú
2. Henger
3. Szelepszár
4. Szivárgó rés (nyíl)

4. ábra: hidraulikus tányéros szelepemelõszelephézag-kiegyenlítéssel

5. ábra: üres löketû (kapcsolható) hidraulikus szelepemelõ

A hidraulikus elemek azonosításának legfontosabb kritériumai a tényleges beszerelési hossz (ez nem feltétlenül azonos az elem teljes hosszával!!), külsõ átmérõje, valamint az olajhornyok mérete és elhelyezése. Nem szabad a gyártók véleménye szerint megmunkált hengerfej felfúrt furatába standard méretû hidraulikus tányéros szelepemelõt beszerelni. Továbbá hidraulikus szelepemelõket csak olyan motorokba szabad beépíteni, amelyeket ezekre terveztek. Tehát egy felújítás keretében az átépítés sajnos nem lehetséges. (Folytatjuk.) Dr. Pordán Mihály