A hengerfej a modern motorépítési elvek egyik legnagyobb vesztese. A csúcsnyomások nőnek, a hűtés nagyon határértékekre tervezett, mindemellett a tömeg és a felhasznált anyagmennyiség csökken. Az öntési eljárások és az anyagminőség javulása sem volt elegendő ahhoz, hogy a hengerfej problémamentes alkatrésze legyen a motornak.

A hő- és mechanikai terhelés hatása

A motormeghibásodások egyik lehetséges fajtája a túlmelegedés, amely termikus terhelés legtöbbször a hengerfej tönkremenetelét okozza. A deformáció legtöbbször tömítetlenséget okoz a hengerek között, így hengerfejtömítés átégését idézi elő.

A hengerfej síkolását szinte minden felújítás alkalmával elvégzik, hiszen a pontos, megfelelő minőségű felület biztosítja a hengerfejtömítés működési feltételeit.

A kritikus hő- és mechanikus terhelés idézhet elő repedéseket a hengerfejen. Ez legtöbbször dízelmotoroknál fordul elő: egyrészt a hengerek közötti gát repedése gyakori, másrészt a szeleptányérok méretének növekedése miatt a hengertérben is lehetnek repedések a vékony falakon. A hengerfejen elvégzett nyomáspróba segíthet megtalálni a repedést/hibát.

https://www.youtube.com/watch?v=txgE7Yalrww

Normális és rendellenes kopások

A hengerfej a kenőrendszer egyik kritikus eleme, hiszen a vezérműtengely csapágyaihoz általában kis átmérőjű csatornán keresztül jut el a motorolaj. A kis csatornák hajlamosabbak az eltömődésre, ha nem megfelelő a jármű karbantartása. A kimaradó olajzás gyors csapágy-tönkremenetelt okoz, ami a modern hengerfejek esetén a teljes egység cseréjét is magával vonhatja, vagy a szerkezetétől függően a vezérműtengely-szekrény részleges vagy teljes cseréjét teszi szükségessé.

Vezérműtengely-problémák

A bennszülött vezérműtengelyek időszakát éljük, így egyre ritkábban hozhatók helyre javítói körülmények között a vezérműtengely-meghibásodások. Régebben meg lehetett javítani egy lekopott bütyköt (ha gazdaságosan javítható volt), ma már a bütyköt külön készítik el, és akkor rögzítik a tengelyen, amikor azt már egy keretbe helyezték, így rongálásnál nélkül ki sem vehetők a vezérműtengelyek.

A szórásos és hegesztéses vezérműtengely-javítások így már csak a haszongépjármű-motorok tengelyeinek kiváltságai közé tartoznak.

Szelep-problémák

A hengerfejben található szelepek főleg a nagy terhelésen üzemeltetett motoroknál gyakori hibaforrások. A túl nagy égési csúcshőmérséklet egyik mellékhatása, hogy a szeleptányér megolvad, elveszíti tömítőképességét, így a hengertérben nem tud felépülni a megfelelő sűrítési végnyomás. Turbós motoroknál, illetve a nem megfelelően dúsított, teljes terhelésen üzemelő benzinmotoroknál fordul elő leggyakrabban a szelep-beégés. Ilyenkor előfordulhat, hogy a leváló fémrészecske a hengerfalat is tönkreteszi. Ebben az esetben a teljes motor felújítására is szükség lehet, ha a gyártó enged felújítási technológiát.

A szelepek tengelyének vezetésére alkalmazzák a szelepvezetőket, melyek általában valamilyen könnyűfém-ötvözetek. A szelepvezető kopása okozhat ferde szelepmozgást, ami a szelep és a szelepülék közötti zárás során ütközést és zajt eredményezhet.

A szelepszár-szimmering kopása vagy elöregedése és nem megfelelő tömítése főleg a megbontás nélkül sok km-t futott, idősebb motorokra jellemző. Ilyenkor megnő a motor olajfogyasztása, de a kompresszióméréskor jó értékek mérhetők.

A hengerfej-felújításakor a szelepszár-szimmeringeket mindenképp cserélni kell. A szelepek és a szelepülékek állapotát pedig meg kell vizsgálni. Ha nem látunk mechanikai sérülést, akkor a szelepeket érdemes „becsiszoltatni”, vagyis a tömítő élt tartalmazó felületet köszörülni, valamint a szelepfészket maratni, így biztosan nem lesz gond a szelepekkel, ha a motor megkapja a szükséges karbantartásokat.

Óvakodni kell az utángyártott szelepektől, csak biztos forrásból, és a gyárival azonos szelepet szabad beszerelni. A kipufogószelep nagyrészt nitrogénnel töltött üreges szárral rendelkeznek, így tömegük kisebb, mint a tömör szelepeké. A szeleprugókat a gyári szelep tömegére méretezték, így a megváltoztatott szeleptömeg megváltoztatja a szelepvezérlést is.

Korrózió

Az alumínium hengerfejek korróziója nem gyakori, de a nem megfelelő hűtőfolyadék okozhat korrózióhoz hasonló jelenségeket. Az igazi probléma, hogy a folyamat visszafordíthatatlan, így hiába javítjuk hibánkat (vagy más hibáját), ki kell cserélni a hengerfejet is. A korrózió mellett a kavitáció a hengerfej másik lehetséges hűtőfolyadékkal kapcsolatos sérülési lehetősége. A kavitációt a hűtőfolyadék mozgása idézheti elő, rongálva a hengerfej hűtőfolyadék-csatornáinak falát. A kavitáció okozta sérülések csak szétszerelés útján azonosíthatók.

Egyre zsúfoltabb alkatrész

A hengerfej egyre összetettebb alkatrésszé válik, ahogy a motorok fejlődése alakul. A változtatható paraméterű szelepvezérlések, a hengerlekapcsolási lehetőségek egyre bonyolultabb kialakítást követelnek meg. Ahogy ezek az alkatrészek meghibásodnak, szükségszerűvé válik a hengerfej szétszerelése, esetleg a motorról történő eltávolítása.

Egyre gyakoribb, hogy a kipufogó-leömlőt a hengerfejbe integrálják, hogy a motor gyorsan elérje üzemi hőmérsékletét, és a turbófeltöltő hőmérséklete jobban szabályozható legyen. A fejlesztési irányelv megnövelte a hengerfejek méretét és hőterhelését is.

Kritikussá vált a dízelmotorok injektorainak kiszerelése, mely során a hengerfej deformálódhat, esetleg az injektor egy része beletörhet a hengerfejbe. Szerencsére az ilyen jellegű problémák orvosolhatók, léteznek javítási technológiák.

Következő cikkünkben továbbmegyünk a motoron, és a forgattyús házban található alkatrészek felújítási lehetőségeit elemezzük.