Kiertokangen laakerit kantavat moottorin kovimmat kuormat, ja niiden laakerivälyksen mittaus ratkaisee, kestääkö kunnostettu moottori 200 000 kilometriä vai alkaako se kolista ensimmäisellä kesäreissulla. Tämä artikkeli on kirjoitettu moottoria itse kokoavalle harrastajalle, klassikkoauton omistajalle ja korjaamon mekaanikolle, joka haluaa tarkistaa koneistamolta tulleet osat ennen kokoonpanoa. Luettuasi tiedät, mikä välys on oikea, miten se mitataan luotettavasti ja milloin luku kertoo, että kampiakseli tai kiertokanki kaipaa koneistusta.
Mitä kiertokangen laakeri tekee ja miksi välys on kriittinen
Kiertokangen laakeri on kaksiosainen liukulaakeri, joka istuu kiertokangen ison pään ja kampiakselin kampitapin välissä. Laakerikuoret eivät oikeastaan kosketa akselia. Niiden välissä on öljykalvo, jonka paksuus on muutamia sadasosamillimetrejä, ja juuri tuo kalvo kantaa palotapahtuman iskut.
Jos välys on liian pieni, öljykalvo ei ehdi muodostua ja laakeri kuumenee ja leikkaa kiinni. Liian suuri välys taas laskee öljynpainetta, ja kampitappi alkaa hakata laakeria. Lopputulos on tuttu kolke, joka voimistuu kaasua nostettaessa.
Oikea laakerivälys – nyrkkisääntö ja poikkeukset
Vanha amerikkalainen nyrkkisääntö on 0,001 tuumaa välystä jokaista kampitapin halkaisijan tuumaa kohti, eli noin 0,025 mm per 25 mm halkaisijaa. 50 mm:n kampitapille tämä tarkoittaa noin 0,05 mm:n välystä. Tyypillisen henkilöauton bensiinimoottorin valmistajan arvot asettuvat yleensä välille 0,020-0,060 mm.
Nyrkkisääntö on vain lähtökohta. Moderneissa ohuen öljyn moottoreissa (0W-20) valmistaja voi määrätä selvästi tiukemman välyksen, kun taas kilpamoottorissa välystä kasvatetaan usein tarkoituksella, jotta öljyä virtaa enemmän ja laakeri jäähtyy paremmin. Alumiinikiertokanget laajenevat lämmetessään enemmän kuin teräksiset, joten niiden kylmävälys on suurempi.
Klassikkomoottoreissa on oma erikoisuutensa. Esimerkiksi Ford A:n kaltaisissa vanhoissa moottoreissa laakerit on valettu suoraan valkometallista kiertokankeen, ja välys sovitetaan kaavaroimalla. Siihen ei päde mikään vaihtokuorilaakerin taulukko.
Myytti: mitä tiukempi välys, sitä parempi moottori
Harrastajien keskuudessa elää sitkeä käsitys, että mahdollisimman pieni välys tekee moottorista tiiviin ja pitkäikäisen. Asia on juuri toisin. Alarajalle tai sen alle koottu laakeri toimii hyvin kylmänä, mutta kun moottori lämpenee ja kuorma kasvaa, öljykalvo ohenee kriittisesti.
Toinen yleinen väärinkäsitys on, että uudet laakerikuoret korjaavat kaiken. Jos kampitappi on soikea tai kartiomainen, uusi kuori myötäilee virhettä vain hetken. Kokenut koneistaja mittaa aina akselin ennen kuin tilaa laakereita.
Laakerivälyksen mittaus kahdella menetelmällä
Välyksen voi mitata Plastigage-mittalangalla tai mikrometrin ja sisämittakellon yhdistelmällä. Plastigage on halpa, tyypillisesti 5-10 € pussi, ja vihreä PG-1-lanka kattaa alueen 0,025-0,076 mm. Se sopii hyvin tarkistusmittaukseen kotitallissa.
Ammattilainen luottaa kuitenkin mittavälineisiin. Mikrometrillä mitataan kampitapin halkaisija ja sisämittakellolla laakerin sisähalkaisija kiertokangen kansi kiristettynä. Erotus on välys. Menetelmä paljastaa samalla soikeuden ja kartiomaisuuden, joita Plastigage ei näytä. Mittausvälineistä ja niiden kalibroinnista kerrotaan tarkemmin artikkelissa moottorin koneistuksen mittaukset.
Mittaus mittalaitteilla etenee näin:
- Puhdista kampitappi, kiertokangen iso pää ja laakerikuorten selkäpuoli liuottimella ja tarkista, ettei pinnoilla ole roskia.
- Mittaa kampitappi mikrometrillä kahdesta kohdasta pituussuunnassa ja kahdesta 90 asteen kulmassa toisiinsa nähden.
- Asenna kuoret kuivina, kiristä kiertokangen pultit valmistajan momenttiin ja nollaa sisämittakello mikrometriä vasten.
- Mittaa laakerin sisähalkaisija kohtisuoraan jakotasoon nähden, ei jakosauman kohdalta.
- Vähennä tapin halkaisija laakerin halkaisijasta ja vertaa tulosta valmistajan arvoon.
Jakotaso mainitaan syystä. Laakerikuoret ovat hieman epäkeskeisiä, eli paksuimmillaan keskeltä, joten sauman läheltä mitattu luku näyttää välyksen todellista suuremmaksi.
Kun mittaus paljastaa ongelman
Jos kampitapin soikeus tai kartiomaisuus ylittää noin 0,01 mm, akseli kuuluu hiontaan. Kampiakseli hiotaan alikokoon, tyypillisesti 0,25, 0,50 tai 0,75 mm, ja siihen asennetaan vastaavat alikokolaakerit esimerkiksi King-, ACL-, Clevite-, Glyco- tai Mahle-merkeiltä. Laakeripintojen sietoarvoja käsitellään tarkemmin artikkelissa kampiakselin laakeripinnat – kunnostus ja sietoarvot.
Joskus vika on kiertokangessa. Ylikierroksilla ajetun tai kerran sulaneen laakerin jäljiltä ison pään reikä on usein venynyt soikeaksi. Koneistamo kunnostaa sen hiomalla kannen jakopintaa ja honaamalla reiän takaisin mittaan. Työ maksaa tyypillisesti 30-60 € kiertokankea kohti, eli selvästi vähemmän kuin uusi kiertokanki.
Esimerkki on tuttu monelle jokamiesluokan ajajalle: moottori kootaan uusilla vakiokokoisilla laakereilla, ja öljynpaine laskee lämpimänä tyhjäkäynnillä alle 1 barin jo ensimmäisen kauden aikana. Purettaessa selviää, että kahden kiertokangen iso pää oli soikea 0,02 mm. Mittaus ennen kokoonpanoa olisi säästänyt laakerisarjan ja kauden.
Yleisimmät virheet laakerivälyksen mittauksessa
Kampiakselin pyörittäminen Plastigage paikallaan. Lanka levenee ja tuloksesta tulee arvaus. Kiertokangen kansi kiristetään, irrotetaan ja luetaan liikuttamatta akselia.
Kansien ja kuorten sekoittaminen. Kiertokangen kansi on koneistettu yhdessä kangen kanssa, ja väärin päin tai väärään kankeen asennettu kansi pilaa sekä mittauksen että laakerin. Merkitse kannet ja kuoret purkaessa.
Venymäpulttien uudelleenkäyttö. Monessa modernissa moottorissa kiertokangen pultit ovat kertakäyttöisiä. Mittauksen voi usein tehdä vanhoilla pulteilla, mutta lopullinen kokoonpano tehdään aina uusilla, ellei valmistaja toisin ohjeista.
Lisäksi likahiukkanen kuoren selkäpuolella riittää muuttamaan tuloksen ja luomaan laakeriin kuuman pisteen. Siksi puhtaus on mittauksessa yhtä tärkeää kuin mittaväline.
Kenen työtä mittaus on
Moottorikoneistamo on erikoistunut moottorin sisäosien koneelliseen kunnostukseen, kun yleinen autohuolto ja vianhaku kuuluvat autokorjaamoille. Kampiakselin hionta ja kiertokankien koneistus vaativat erikoiskalustoa, joka löytyy käytännössä vain koneistamoista. Suomen vanhan autokannan ja pitkien välimatkojen vuoksi moni lähettää kampiakselin ja kiertokanget koneistamolle rahtina, jolloin mittauspöytäkirja kannattaa pyytää mukaan.
Harrastaja voi tarkistusmittauksen tehdä itse, mutta ratkaisu hionnasta kannattaa jättää koneistajalle. Hionnan työvaiheista kerrotaan lisää artikkelissa kampiakselin oikaisu ja hionta.
UKK
Riittääkö Plastigage laakerivälyksen mittaukseen?
Plastigage riittää välyksen tarkistukseen kokoonpanossa, mutta se ei paljasta kampitapin soikeutta eikä kartiomaisuutta. Kunnostuksen alkuvaiheessa tarvitaan mikrometri ja sisämittakello.
Voiko kiertokangen laakerit vaihtaa ilman kampiakselin hiontaa?
Voi, jos kampitapit ovat mittojen ja pinnan laadun puolesta sallituissa rajoissa ja välys uusilla vakiokuorilla osuu valmistajan arvoon. Naarmuuntunut tai soikea tappi on aina hiottava.
Mikä on kiertokangen sivuvälys ja pitääkö sekin mitata?
Sivuvälys on kiertokangen aksiaalinen liikevara kampitapilla, tyypillisesti noin 0,15-0,40 mm. Se mitataan rakotulkilla kokoonpanon yhteydessä, ja liian pieni sivuvälys voi aiheuttaa kiinnileikkautumisen.
Mittaa ennen kuin kokoat
Kiertokangen laakerien kunto ratkaistaan mittaamalla, ei kuuntelemalla eikä arvioimalla silmällä. Mittaa kampitappi ja laakeri kohtisuoraan jakotasoon nähden, vertaa tulosta valmistajan arvoon ja epäile aina, jos luku poikkeaa naapurisylinteristä. Kymmenen minuutin lisämittaus maksaa vähemmän kuin yksikään laakerivaurio.