Wie verursacht eine unsachgemäße Schraubenanzugsreihenfolge eine Verformung des Zylinderkopfs und der Bohrung?

Schnelle Antwort:

Eine falsche Schraubenanzugsreihenfolge kann dazu führen, dass ein Teil eines Zylinderkopfs belastet wird, bevor andere gleichmäßig angezogen sind. Eine solche Kraft kann zu Verzug des Kopfes selbst, Änderung des Verdichtungsverhältnisses der Dichtung und zu Verformung der Zylinderlaufbuchsen führen.

Daher werden Zylinderkopfschrauben nach einer bestimmten Reihenfolge angezogen, beginnend in der Mitte des Kopfes. Dies geschieht schrittweise, wodurch sich sowohl der Kopf als auch die Dichtung gleichmäßig gegen den Motorblock setzen können. Je nach Motor, Anzahl und Position der Schrauben, verwendeten Dichtungen und Art der Befestigungselemente unterscheidet sich das Verfahren jedoch. Bei der Durchführung einer solchen Aufgabe müssen immer die Empfehlungen des Herstellers beachtet werden. CNRL stellt Befestigungselemente für Motoren und andere Automobilanwendungen her. Das Unternehmen wurde 1996 gegründet und verfügt über eine Produktionsstätte von 33.000 Quadratmetern.

Warum ist die Anzugsreihenfolge wichtig?

Ein Zylinderkopf reagiert auf die von jedem Befestigungselement erzeugte Kraft. Wenn Schrauben in einem Bereich zuerst angezogen werden, kann dieser Bereich stark angezogen werden, während andere Bereiche lose bleiben. Eine korrekte Schraubenanzugsreihenfolge verteilt die Kraft progressiv und hilft dem Kopf, sich gleichmäßig gegen die Dichtung und den Block zu setzen.

Zylinderkopfverzug

Inkonsistenzen in der Klemmkraft können zu Biegung oder Verdrehung des Zylinderkopfs führen. Dies kann zu ungleichem Druck auf die Dichtungen um die Brennkammer, Kühlmittelkanäle und Ölkanäle führen.

Zylinderlaufbuchsenverformung

Die Klemmkraft kann auch auf den Motorblock übertragen werden und die Spannungsverteilung entlang der Zylinderlaufbuchsen beeinflussen. Ungleichmäßige Belastung kann zu leichter Verformung der Zylinderlaufbuchsen führen.

Wie verteilt die Anzugsreihenfolge von Schrauben die Klemmkraft?

Jede angezogene Schraube dehnt sich leicht aus und erzeugt durch die Verbindung eine Klemmkraft. Die Anzugsreihenfolge der Kopfschrauben steuert, wie sich diese Kraft durch den Zylinderkopf verteilt. Der Beginn in der Nähe der Mitte und die Bewegung nach außen hilft dem Kopf, sich allmählich zu setzen. Das Anziehen von äußeren oder benachbarten Schrauben kann einen Bereich zurückhalten, bevor der Rest des Kopfes richtig angezogen ist.

Progressive Belastung

Die Kopfschrauben von Zylindern werden oft in mehreren Zyklen belastet. Dies liegt daran, dass der erste Zyklus dazu dient, den Zylinder und die Dichtung zu setzen, während weitere Zyklen die Schrauben progressiv in der gleichen Reihenfolge belasten.

Auf diese Weise wird sichergestellt, dass keine Schraube ihre erforderliche Belastung erreicht, bevor andere Schrauben fest angezogen sind. Einige Motoren können auch Anforderungen an die Winkelbelastung haben.

Welche Standard-Schraubenanzugsmuster werden verwendet?

Kein einzelnes Schraubenanzugsmuster gilt für jede mechanische Verbindung. Die Schraubenanordnung und die Geometrie der Komponente bestimmen, wie die Last verteilt werden soll. Dennoch veranschaulichen Spiral-, Kreuz- und Sternmuster das Hauptprinzip hinter der kontrollierten Anzug.

Spiralmuster

Bei einem Spiralmuster beginnt der Prozess in der Mitte und setzt sich dann allmählich nach außen fort. Dies funktioniert gut für viele Zylinderkopfkonfigurationen, da es eine gleichmäßige Verteilung des Anzugsdrucks von innen nach außen ermöglicht und keine ungleichmäßigen Drücke weder in der Mitte noch an den Rändern hinterlässt. Die Zahlen variieren je nach verwendetem Motor.

Kreuzmuster

Bei einem Kreuzmuster gibt es eine Abwechslung von einer Seite der Verbindung zur anderen. Im Gegensatz zu Fällen, in denen benachbarte Befestigungselemente sequenziell angezogen werden, kreuzt die Reihenfolge in diesem Fall das Teil. Einige Zylinderköpfe verwenden eine von der Mitte nach außen gerichtete Kreuzreihenfolge anstelle eines echten geometrischen Kreuzmusters.

Sternmuster

Ein Sternmuster bewegt sich wiederholt über eine kreisförmige oder symmetrische Verbindung. Es wird häufig mit Komponenten wie Flanschen und Radbaugruppen in Verbindung gebracht. Das Prinzip ist eine ausgewogene Belastung, aber ein generisches Sternmuster sollte nicht automatisch auf einen Zylinderkopf angewendet werden.

Eine motorspezifische Anzugsreihenfolge für Kraftfahrzeuge hat Vorrang, da Zylinderköpfe in Form, Position der Schrauben und struktureller Steifigkeit variieren.

Wie sieht eine Anzugsreihenfolge für Zylinderkopfschrauben aus?

Betrachten Sie einen Zylinderkopf mit zehn Hauptschrauben. Anstatt an einem Ende zu beginnen und gerade darüber zu arbeiten, beginnt das Verfahren oft mit Befestigungselementen in der Nähe der Mitte. Die Anzugsreihenfolge der Zylinderkopfschrauben schreitet dann in kontrollierter Reihenfolge zu beiden Enden fort.

Zum Beispiel kann das erste Paar um die mittleren Zylinder sitzen. Spätere Schrauben erweitern schrittweise den Klemmbereich zur Vorder- und Rückseite des Kopfes. Dieses Beispiel erklärt das Prinzip, anstatt eine universelle Reihenfolge anzugeben. Die richtige Nummerierung muss den Spezifikationen des Motorenherstellers entsprechen.

Mehrere Anzugsdurchgänge

Die gleiche Reihenfolge kann über mehrere Stufen wiederholt werden. Dies gibt der Verbindung Zeit, sich mit zunehmender Klemmkraft zu setzen. Es reduziert auch den Unterschied zwischen stark und schwach belasteten Bereichen während der Montage.

Spezifische Drehmomentwerte sind hier absichtlich ausgeschlossen. Diese Werte hängen vom Schraubendesign, der Motorkonstruktion, dem Gewindezustand, der Schmierung und dem Verfahren des Herstellers ab.

Die Anzugsreihenfolge für Kraftfahrzeuge muss daher zusammen mit den erforderlichen Drehmoment- oder Winkelstufen.

Welche Fehler können zum Versagen der Dichtung führen?

Dichtungsprobleme entstehen selten durch einen einzigen Faktor. Oberflächenzustand, Zustand der Befestigungselemente, Installation und Motortemperatur können alle dazu beitragen. Mehrere Anzugsfehler können jedoch von Anfang an eine ungleichmäßige Klemmkraft erzeugen, sobald der Motor montiert ist.

Beginnend von außen

Das Anziehen von äußeren Schrauben vor der Mitte kann die Enden des Zylinderkopfs zu früh zurückhalten. Die Mitte muss sich dann gegen Bereiche setzen, die bereits stark angezogen sind. Dies kann unerwünschte Biegespannungen erhöhen.

Anbringen der Endlast in einem Durchgang

Das direkte Anziehen einzelner Schrauben auf ihre endgültige Anziehbedingung erzeugt konzentrierte Lasten. Gestuftes Anziehen verteilt die zunehmende Klemmkraft über die Baugruppe. Dies gibt dem Kopf und der Dichtung einen kontrollierteren Weg zu ihrer endgültigen angezogenen Bedingung.

Verwendung der falschen Anzugsreihenfolge

Eine Reihenfolge, die für einen Motor funktioniert, funktioniert möglicherweise nicht für einen anderen. Die richtige Anzugsreihenfolge der Zylinderkopfschrauben hängt vom Standort der Schraube, der Geometrie des Kopfes, der Konstruktion der Dichtung und dem Motordesign ab. Ein generisches Muster sollte nur das Prinzip erklären und nicht die Serviceinformationen ersetzen.

Ignorieren des Gewinde- und Schraubenzustands

Die Gewindereibung beeinflusst, wie die Anzugsleistung zur Schraubenspannung wird. Schmutzige Gewinde, beschädigte Gewinde, Beschichtungen und Schmierung können dieses Verhältnis ändern. Der Zustand des Befestigungselements ist daher neben der Anzugsreihenfolge der Zylinderkopfschrauben wichtig. Die richtige Reihenfolge kann keine beschädigten oder ungeeigneten Schrauben kompensieren.

Wie unterstützt CNRL das präzise Anziehen von Motorschrauben?

Ein spezifiziertes Anzugsverfahren setzt voraus, dass das Befestigungselement seine vorgesehenen Abmessungen und mechanischen Anforderungen erfüllt.

CNRL stellt Automobilteile her Bolzen, Stehbolzen, Schrauben, Nüsse, und verwandte Befestigungskomponenten. Seine Automobilbefestigungselemente werden in Motor-, Fahrwerks-, Getriebe-, Brems- und anderen Fahrzeugsystemen eingesetzt.

Das Fertigungsspektrum des Unternehmens umfasst Befestigungsklassen von 4.8 bis 12.9. Die verfügbaren Produkte decken Durchmesser von 3 bis 30 mm und Längen von 6 bis 300 mm ab.

Kundenspezifische Verbindungselemente können auch nach Zeichnungen und Anwendungsanforderungen hergestellt werden.

Für Zylinderkopfanwendungen, Schraubenmaterial, Abmessungen, Gewinde, Wärmebehandlung, Oberflächenzustand und Anzugsanforderungen müssen zusammenarbeiten. Die Anzugsreihenfolge der Schrauben hilft dann, die resultierende Klemmkraft über die Baugruppe zu verteilen.

Kontakt CNRL für Motorschraubensätze und anwendungsspezifische Anzugsspezifikationen.