Kampiakselin halkeama on vika, joka ei näy paljaalla silmällä ennen kuin akseli katkeaa, ja silloin lohko, kiertokanget ja usein koko moottori menevät samalla. Kampiakselin magnetointitarkastus paljastaa pinnassa ja aivan sen alla olevat hiushalkeamat ennen kuin akselia hiotaan, tasapainotetaan tai asennetaan takaisin moottoriin. Teksti on kirjoitettu harrastajalle, kilpamoottorin rakentajalle ja traktorin tai työkoneen omistajalle, joka miettii, kannattaako akseli tarkastaa ennen remonttia. Lyhyt vastaus on kyllä, ja kustannus on pieni verrattuna siihen, mitä katkennut akseli maksaa.
Mitä magnetointitarkastuksessa tapahtuu
Magnetointitarkastus eli magneettijauhetarkastus perustuu yksinkertaiseen fysiikkaan. Teräksinen tai valurautainen kampiakseli magnetoidaan, jolloin sen läpi kulkee magneettikenttä. Kun kentässä on halkeama, siihen syntyy vuotokenttä, joka kerää pinnalle levitetyt rautahiukkaset näkyväksi viivaksi.
Koneistamoissa käytetään yleensä märkämenetelmää. Akselin päälle suihkutetaan nestettä, jossa on fluoresoivaa magneettijauhetta, ja tulos katsotaan pimennetyssä tilassa UV-valolla. Hiushalkeama, joka päivänvalossa näyttää korkeintaan naarmulta, hehkuu UV-valossa kirkkaan vihreänä viivana. Tunnetuin tarvikevalmistaja on yhdysvaltalainen Magnaflux, ja englanninkielisellä alalla koko menetelmää kutsutaankin usein ”magnafluxaukseksi”.
Tärkeä yksityiskohta on magnetoinnin suunta. Halkeama näkyy parhaiten silloin, kun se on kohtisuorassa magneettikenttään nähden. Kun virta johdetaan akselin läpi päästä päähän, syntyy kehän suuntainen kenttä, joka löytää akselin suuntaiset halkeamat. Kelalla tehtävä pitkittäinen magnetointi taas löytää poikittaiset halkeamat, ja juuri niitä kampiakselissa tyypillisesti esiintyy. Ammattilainen tekee tarkastuksen molemmissa suunnissa, koska yhdellä magnetoinnilla puolet mahdollisista vioista jää näkymättä.
Missä kampiakselin halkeamat yleensä ovat
Kokenut tarkastaja katsoo ensin kaulojen pyöristykset eli kohdat, joissa laakeripinta liittyy kampivarteen. Niihin kohdistuu suurin taivutus- ja vääntöjännitys, ja suurin osa väsymishalkeamista lähtee liikkeelle juuri sieltä. Halkeama kiertää yleensä pyöristystä kehän suuntaisesti.
Toinen tyypillinen paikka on öljyreikien reunat. Pora- ja viisteenreunat ovat jännityskeskittymiä, ja halkeama voi lähteä reiästä vinosti kaulan pintaa pitkin. Kolmas kohta on akselin etupää ja kiilaura, varsinkin jos hihnapyörän pultti on joskus ollut löysällä tai värinänvaimennin on kuivunut ja haljennut.
Laakerivaurio on usein halkeaman alkusyy. Kun laakeri on sulanut ja akseli kuumentunut sinertäväksi, pintaan syntyy lämpöhalkeamia, jotka eivät poistu hiomalla. Sellainen akseli kuuluu tarkastaa aina ennen kuin sen kunnostuksesta päätetään, ja laakeripintojen sietoarvoista on lisää tietoa artikkelissa kampiakselin laakeripintojen kunnostuksesta.
Kampiakselin magnetointitarkastus työjärjestyksessä
Moottorikoneistamo on erikoistunut moottorin sisäosien koneelliseen kunnostukseen, eikä se tee tavallista autohuoltoa. Huollot kuuluvat autokorjaamoille ja moottoripyörien myynti moottoripyöräliikkeille. Tarkastus on koneistamon perustyötä, ja se tehdään yleensä tässä järjestyksessä:
1. Pesu. Akseli puhdistetaan öljystä ja karstasta, koska lika peittää halkeamat ja sotkee fluoresoivan nesteen.
2. Ensimmäinen magnetointi. Virta johdetaan akselin läpi, pinnalle levitetään jauhe ja tulos katsotaan UV-valossa.
3. Toinen magnetointi. Kelamagnetoinnilla etsitään poikittaiset halkeamat kaulojen pyöristyksistä.
4. Demagnetointi. Akselista poistetaan jäännösmagnetismi.
5. Mittaus ja päätös. Ehjä akseli menee oikaisuun ja hiontaan, haljennut hylätään.
Demagnetointi unohtuu herkästi, varsinkin kun tarkastus tehdään jossain muualla kuin koneistamossa. Magneettiseksi jäänyt akseli kerää moottorissa hiontapölyä ja rautahiukkasia laakeripinnoille, ja uudet laakerit naarmuuntuvat ensimmäisten satojen kilometrien aikana. Kunnollinen koneistamo tarkistaa jäännösmagnetismin kenttämittarilla ennen kuin akseli lähtee eteenpäin.
Tarkastus tehdään aina ennen hiontaa. Hiominen maksaa tyypillisesti 150-350 € ja tarkastus selvästi vähemmän. Jos akseli halkeaa vasta hionnan jälkeen tehdyssä tarkastuksessa, työ on maksettu turhaan. Hionnan vaiheista ja tarkkuusvaatimuksista kerrotaan artikkelissa kampiakselin oikaisu ja hionta.
Myytti: halkeaman voi hioa pois
Sitkeä uskomus on, että pieni pintahalkeama lähtee pois, kun kaulaa hiotaan ylikokoon 0,25 tai 0,50 mm. Joskus tarkastuksessa näkyvä viiva tosiaan katoaa hionnassa. Väsymishalkeama on kuitenkin yleensä syvempi kuin miltä se pinnalla näyttää, ja sen kärki jatkaa etenemistä kuormituksessa. Pyöristyksen hiominen muuttaa lisäksi säteen muotoa, mikä voi lisätä jännityskeskittymää entisestään.
Poikkeuksiakin on. Joissain raskaan kaluston ja vanhojen klassikkomoottoreiden akseleissa kevyt pinnan säröily kaulan keskellä, kaukana pyöristyksestä, voidaan hyväksyä, jos se poistuu hionnassa täysin ja uusintatarkastus on puhdas. Päätöksen tekee koneistaja tapauskohtaisesti. Pyöristyksessä oleva halkeama tarkoittaa käytännössä aina uutta tai käytettyä tarkastettua akselia.
Toinen myytti on, ettei uusi tai vähän ajettu akseli voi olla haljennut. Jälkimarkkinoiden halpa-akseleissa on löytynyt valuvikoja ja takeessa syntyneitä halkeamia jo paketista. Kilpakäyttöön tulevat akselit tarkastetaan siksi aina, olivat ne uusia tai eivät.
Yleisimmät virheet tarkastuksen yhteydessä
Ensimmäinen virhe on jättää tarkastus väliin, koska vanha moottori ”kävi hyvin”. Suomessa on yksi EU:n vanhimmista autokannoista, ja moottoriin on usein tehty remontti jo aiemmin. Kukaan ei tiedä, ajettiinko sillä öljypaine nollassa joskus 1990-luvulla. Traktoreissa, kuten vanhoissa Valmeteissa, akseli on voinut olla vuosikymmeniä kovassa kuormassa, ja tarkastus on halpa vakuutus.
Toinen virhe on olettaa, että magnetointi sopii kaikkiin materiaaleihin. Valuraudasta ja teräksestä valmistetut akselit voi tarkastaa, mutta alumiinisia sylinterikansia, lohkoja tai mäntiä ei, koska alumiini ei magnetoidu. Niille käytetään tunkeumanestetarkastusta, jossa punainen tai fluoresoiva neste imeytyy halkeamaan ja kehite nostaa sen näkyviin.
Kolmas virhe on lukea tulosta väärin. Hiomajäljet, pinnan muotoreunat ja öljyreiän viisteet voivat kerätä jauhetta ja näyttää halkeamalta. Kokematon tulkitsija hylkää ehjän akselin tai hyväksyy haljenneen. Ilmoitusten tulkinta vaatii kokemusta, ja epäselvä löydös kannattaa tarkistaa uudelleen puhdistuksen jälkeen.
Hinta ja milloin tarkastus on pakollinen
Pelkän kampiakselin magnetointitarkastus maksaa suomalaisissa koneistamoissa tyypillisesti noin 50-150 €. Hintaan vaikuttavat akselin koko ja se, tehdäänkö työ muun koneistuksen yhteydessä. Kuuden sylinterin dieselakseli kuorma-autosta tai työkoneesta on fyysisesti iso kappale ja maksaa enemmän kuin nelisylinterisen henkilöautomoottorin akseli. Jos akseli on lähetettävä toiselle paikkakunnalle, esimerkiksi Lapista Ouluun tai Tampereelle, rahti ja pakkaus tuovat lisää kuluja.
Pakollisena tarkastusta voi pitää kolmessa tilanteessa: laakerivaurion jälkeen, ennen kilpa- tai virityskäyttöä ja aina, kun akseli on menossa hiontaan. Suomalaisessa ralli- ja jokamiesluokkaperinteessä moottorit pyörivät pitkään korkeilla kierroksilla, ja tallissa toimiva rakentaja tarkastaa akselin jokaisen suuremman purun yhteydessä. Tulokset kannattaa kirjata ylös samalla tavalla kuin mikrometreillä ja indikaattoreilla tehdyt mittaukset, jolloin akselin historia pysyy tallessa.
UKK
Löytääkö magnetointitarkastus kaikki kampiakselin halkeamat?
Se löytää luotettavasti pinnassa olevat ja pinnan lähellä, muutaman millimetrin syvyydellä, olevat halkeamat. Syvällä akselin sisällä olevat viat vaativat ultraäänitarkastuksen, mutta kampiakselin väsymishalkeamat alkavat lähes aina pinnasta.
Voiko kampiakselin tarkastaa itse?
Spraypulloina myytävillä magneettijauheilla ja käsimagneetilla voi tehdä karkean tarkastuksen. Luotettava tulos vaatii kuitenkin kahden suunnan magnetoinnin, UV-valon ja demagnetoinnin, joten työ kannattaa teettää koneistamossa.
Kannattaako haljennut kampiakseli korjata hitsaamalla?
Pääsääntöisesti ei. Hitsaus muuttaa materiaalin rakennetta ja lämpökäsittelyä, ja korjattu kohta on usein uusi jännityskeskittymä. Harvinaisissa klassikkomoottoreissa, joihin akselia ei saa mistään, erikoisliikkeet tekevät joskus tällaisia korjauksia, mutta lopputulos on aina kompromissi.
Halpa tarkastus ennen kallista virhettä
Magnetointitarkastus on kampiakselin kunnostuksen halvin työvaihe, ja se ratkaisee, kannattaako muita vaiheita tehdä ollenkaan. Tarkastus tehdään ennen hiontaa, molempiin magnetointisuuntiin ja aina demagnetoinnin kanssa. Jos koneistamon tarjouksessa ei mainita tarkastusta, sitä kannattaa kysyä erikseen, ja tulos kannattaa pyytää kirjallisena ennen kuin akselin hiontaan käytetään yhtään euroa.