EN
Uszkodzenie uszczelki pokrywy zaworów wskutek przeciągania występuje, gdy naprężenie śruby przekracza granicę kompresji uszczelki, co powoduje jej trwałą deformację, pęknięcie wypustu pokrywy lub nieregularne uszczelnienie na płaszczyźnie kołnierza. W przypadku większości współczesnych śrub pokrywy zaworów wymagany jest moment dokręcania jedynie w zakresie 7–12 Nm — zakres, który zaskakuje techników przyzwyczajonych do wartości stosowanych przy śrubach głowicy cylindra lub łożysk głównych. Problem polega na tym, że ten zakres wydaje się „zbyt luźny” przy dokręcaniu ręcznym, dlatego wiele wycieków powstaje właśnie podczas montażu, a nie w wyniku zużycia.
Tryby uszkodzeń zależą od materiału. Uszczelki gumowe i silikonowe ulegają deformacji plastycznej pod wpływem ściskania — tracą 20–40 % swojej pierwotnej grubości i nigdy nie odzyskują pierwotnej sprężystości, co prowadzi do wycieków oleju przy kolejnym cyklu termicznym. Pokrywy kompozytowe pękają wokół otworów pod śruby (tzw. bossów), zwykle z pęknięciami rozchodzącymi się od bossa w kierunku krawędzi przylgowej; jedynym rozwiązaniem jest wymiana pokrywy. Pokrywy aluminiowe mają wytarte gwinty w otworach pod śruby (zazwyczaj M6x1,0), co wymaga zastosowania wkładki gwintowej HeliCoil lub innego typu wkładki gwintowej, aby uratować element. Wkładki gumowe (grommety) ulegają trwałemu spłaszczeniu, a następnie pozwalają na poluzowanie się śruby w miarę relaksacji tworzywa sztucznego po przejechaniu kolejnych 500–1000 km — to właśnie wtedy klient najczęściej zgłasza się z nowym wyciekiem.
Profilaktyka zaczyna się od odpowiednich narzędzi i dyscypliny: zawsze używaj kalibrowanego klucza momentu obrotowego typu klikowy lub cyfrowy (nie typu belkowego dla wartości poniżej 15 Nm — dokładność znacznie spada w dolnym zakresie); zawsze stosuj wartość momentu obrotowego określoną przez producenta pojazdu (OEM) oraz, co ważniejsze, kolejność dokręcania określona przez producenta pojazdu (OEM), która niemal zawsze ma charakter spiralny lub krzyżowy, rozpoczynając od środka; wymieniaj zawsze gumowe wkładki i uszczelkę obwodową za każdym razem, gdy pokrywę ponownie montujesz; a nigdy — w żadnym wypadku — nie używaj śrubokrętu uderzeniowego ani pneumatycznego klucza ratchetowego do dokręcania śrub pokrywy zaworów. Sam tylko impuls obrotowy może spowodować pęknięcie kompozytowego gniazda nawet wtedy, gdy średnia wartość momentu obrotowego wydaje się poprawna.
Scenariusz warsztatowy, który słyszymy wielokrotnie: mechanik wymienia uszczelkę pokrywy zaworów w silniku 2,4 l marki Nissan lub Toyota, nie dokręca śrub zgodnie z zalecanym momentem dokręcania, lecz „na oko”, i oddaje samochód z suchym silnikiem. Dwa tygodnie później właściciel zgłasza nową wyciekającą uszczelkę. Po sprawdzeniu okazuje się, że moment dokręcenia śrub wynosi 18–22 Nm – prawie dwukrotnie więcej niż zalecane 10 Nm. Dwa z otworów pod śruby mają pęknięcia w postaci cienkich szwów. Uszczelka jest w niektórych miejscach ściskana do mniej niż połowy swojej pierwotnej grubości, a w innych miejscach ledwo skompresowana. Jest to klasyczny przykład uszkodzenia spowodowanego nadmiernym momentem dokręcania, które można całkowicie uniknąć dzięki kluczykowi dynamometrycznemu o wartości 60 USD.
Porównanie w formie opisu: prawidłowo dokręcona uszczelka ulega deformacji (sprężeniu) do ok. 60–75 % swojej pierwotnej grubości i zapewnia szczelność w zakresie temperatur od −30 °C do 130 °C przez 8–10 lat. Niedokręcona uszczelka ulega deformacji jedynie o 30–40 % i zaczyna przeciekać pod wpływem cykli termicznych już po kilku miesiącach. Przeciążona uszczelka może zapewnić chwilową szczelność, jednak plastyczna deformacja (pełzanie) materiału uszczelki w połączeniu z odkształceniem się kołnierza pokrywy niemal zawsze powoduje przeciek w ciągu jednego do dwóch lat — a często prowadzi również do uszkodzenia samej pokrywy.
Inżynierowie firmy Nansen Auto projektują każdy z naszych ponad 150 modeli pokryw zaworów z wykorzystaniem geometrii wypustów pod śruby, które zostały zweryfikowane za pomocą analizy metodą elementów skończonych oraz fizycznych testów wibracyjnych. Grubość ścianek wypustów, wysokość wypustów oraz wzmacniające żeberka są dobrane tak, aby określony moment dokręcenia generował jednolite obciążenie dociskowe na wszystkich śrubach bez przekraczania granicy plastyczności materiału wypustów. Tego rodzaju rozwiązania nie można uzyskać przy użyciu uniwersalnej formy odlewowej — wynikają one z tej samej dyscypliny projektowej, która doprowadziła do uzyskania patentu na naszą innowacyjną pokrywę zaworów i dlatego współczynnik zwrotów spowodowanych uszkodzeniem przy prawidłowym dokręceniu śrub pozostaje poniżej 0,3%.
Typowe pułapki i błędne przekonania: przekonanie, że „im mocniej, tym bezpieczniej” w przypadku połączeń zapewniających uszczelnienie oleju — nie jest to prawda; przekonanie, że klucz dynamometryczny nie ma znaczenia przy małych śrubach — im mniejsza śruba, tym ważniejsza dokładność momentu dokręcenia; oraz przekonanie, że środek blokujący wyparcie kompensuje brak odpowiedniego momentu dokręcenia — nie jest to prawda, a stosowanie środków blokujących gwint na śrubach pokrywy zaworów często powoduje więcej problemów, niż rozwiązuje.
FAQ:
Często zadawane pytania: Pytanie: Czy uszczelkę poddaną nadmiernemu momentowi dokręcenia można ponownie użyć? Odpowiedź: Nie. Uszczelki trwale skompresowane tracą elastyczność niezbędną do kompensowania cykli termicznych i ulegają wyciekowi już przy pierwszym nagrzaniu. Należy wymienić każdą uszczelkę, która została poddana nadmiernemu momentowi dokręcenia, nawet jeśli wygląda na nietkniętą.
Często zadawane pytania: Pytanie: Jaki jest najbardziej typowy objaw nadmiernego momentu dokręcenia? Odpowiedź: Wyciek oleju wokół jednego lub dwóch śrub przy jednoczesnym braku wycieku wokół pozostałych wskazuje na nieregularne lub nadmierne dociskanie. Widoczna wgłębiona plamka lub zagłębienie w pokrywie wokół główki śruby stanowi silniejszy sygnał — prawdopodobnie pod tym wspornikiem występuje już pęknięcie.
Często zadawane pytania: Pytanie: Czy istnieje wartość momentu dokręcenia, którą można stosować jako orientacyjną w przypadku utraty instrukcji obsługi? Odpowiedź: 8 Nm to bezpieczny punkt wyjścia dla większości pokryw kompozytowych, a 10 Nm – dla pokryw aluminiowych; należy jednak zawsze zweryfikować tę wartość z danymi producenta oryginalnego wyposażenia (OEM) – firmy Honda, Toyota, VW/Audi oraz Ford publikują konkretne wartości, które różnią się w zależności od rodziny silników, a Nansen Auto dostarcza dane dotyczące momentów dokręcania na żądanie dla każdego elementu odpowiadającego oryginalnym częściom.
FAQ: P: W jaki sposób Nansen Auto weryfikuje projekt otworu pod śrubę (bolt boss)? O: Każde nowe narzędzie poddawane jest badaniu wytrzymałościowemu na skręcanie do momentu pęknięcia, w ramach którego śruby są stopniowo dokręcane, aż do pęknięcia otworu. Określony moment eksploatacyjny musi stanowić mniej niż 50% wartości momentu powodującego uszkodzenie. Ten współczynnik bezpieczeństwa jest udokumentowany w naszych dokumentach projektowych zgodnych ze standardem IATF 16949 oraz ponownie weryfikowany za pomocą badań wibracyjnych przed rozpoczęciem produkcji seryjnej.