Como a sequência incorreta de aperto de parafusos causa distorção da cabeça do cilindro e deformação do furo?

Resposta Rápida:

A ordem incorreta de aperto dos parafusos pode fazer com que uma parte do cabeçote do cilindro seja carregada antes que outras sejam fixadas igualmente. Tal força pode causar distorção do próprio cabeçote, alterar a taxa de compressão da junta e resultar em distorção do furo do cilindro.

Como tal, os parafusos do cabeçote do cilindro são torcidos de acordo com uma certa ordem, começando no centro do cabeçote. Isso é feito gradualmente, permitindo que o cabeçote e a junta se acomodem uniformemente contra o bloco do motor. No entanto, dependendo do motor, número e posicionamento dos parafusos, juntas usadas e tipo de fixadores, o procedimento diferirá. Deve-se sempre considerar as recomendações do fabricante ao realizar tal tarefa. A CNRL produz fixadores para motores e outras aplicações automotivas. Foi fundada em 1996 e possui uma instalação de fabricação de 33.000 metros quadrados.

Por que a sequência de aperto é importante?

Um cabeçote de cilindro responde à força criada por cada fixador. Se os parafusos em uma área forem apertados primeiro, essa seção poderá fixar pesadamente enquanto outras áreas permanecerem soltas. Uma sequência correta de aperto de parafusos distribui a força progressivamente, ajudando o cabeçote a assentar uniformemente contra a junta e o bloco.

Distorção do cabeçote do cilindro

A inconsistência na carga de fixação pode causar empenamento ou torção do cabeçote do cilindro. Isso pode resultar em pressão desigual nas juntas ao redor da câmara de combustão, passagens de refrigeração e passagens de óleo.

Deformação do furo do cilindro

A carga de fixação também pode ser transferida para o bloco do motor, afetando a distribuição de tensões ao longo dos furos dos cilindros. O carregamento desigual pode resultar em leve distorção dos furos dos cilindros.

Como a ordem de aperto dos parafusos distribui a força de fixação?

Cada parafuso apertado estica ligeiramente e cria força de fixação através da junta. A ordem de aperto dos parafusos do cabeçote controla como essa força se espalha pelo cabeçote do cilindro. Começar perto do centro e mover-se para fora ajuda o cabeçote a assentar gradualmente. Apertar os parafusos externos ou vizinhos primeiro pode restringir uma seção antes que o restante do cabeçote seja devidamente fixado.

Carregamento progressivo

Os parafusos do cabeçote dos cilindros são frequentemente carregados em vários ciclos. Isso ocorre porque o primeiro ciclo destina-se a assentar o cilindro e a junta, enquanto ciclos posteriores carregam os parafusos progressivamente na mesma sequência.

Desta forma, garante-se que nenhum parafuso atinja sua carga necessária antes que outros parafusos fiquem apertados. Alguns motores podem ter requisitos para carregamento angular também.

Quais padrões de aperto de parafusos padrão são usados?

Nenhum padrão de aperto de parafuso único se aplica a todas as juntas mecânicas. O layout dos parafusos e a geometria do componente determinam como a carga deve ser distribuída. Ainda assim, os padrões espiral, cruzado e estrela ilustram o princípio principal por trás do aperto controlado.

Padrão espiral

Em um padrão espiral, o processo começa no centro e depois continua gradualmente para fora. Isso funciona bem para muitas configurações de cabeçotes de cilindro, pois oferece uma oportunidade para distribuição uniforme da pressão de aperto de dentro para fora e não deixa pressões desiguais no centro ou nas bordas. Os números variarão dependendo do motor utilizado.

Padrão cruzado

Em um padrão cruzado, há uma alternância de um lado da junta para outro. Ao contrário do caso em que os fixadores adjacentes são apertados sequencialmente, neste caso, a ordem cruza a peça. Alguns cabeçotes de cilindro usam a ordem de cruzamento do centro para fora em vez de um padrão cruzado geométrico verdadeiro.

Padrão estrela

Um padrão estrela se move repetidamente através de uma junta circular ou simétrica. É comumente associado a componentes como flanges e conjuntos de rodas. O princípio é o carregamento balanceado, mas um padrão estrela genérico não deve ser usado automaticamente em um cabeçote de cilindro.

Um procedimento automotivo de sequência de aperto de torque específico do motor tem prioridade porque os cabeçotes de cilindro variam em forma, posição do parafuso e rigidez estrutural.

Como é a sequência de aperto dos parafusos do cabeçote do cilindro?

Considere um cabeçote de cilindro com dez parafusos principais. Em vez de começar em uma extremidade e trabalhar reto, o procedimento geralmente começará com fixadores perto do centro. A sequência de aperto dos parafusos do cabeçote do cilindro progride então em direção a ambas as extremidades em uma ordem controlada.

Por exemplo, o primeiro par pode ficar ao redor dos cilindros centrais. Parafusos posteriores estendem progressivamente a área de fixação em direção à frente e à traseira do cabeçote. Este exemplo explica o princípio em vez de fornecer uma sequência universal. A numeração correta deve corresponder à especificação do fabricante do motor.

Múltiplas passagens de aperto

A mesma ordem pode ser repetida em várias etapas. Isso dá tempo para a junta se acomodar à medida que a carga de fixação aumenta. Também reduz a diferença entre áreas com carga pesada e leve durante a montagem.

Valores de torque específicos são intencionalmente excluídos aqui. Esses valores dependem do projeto do parafuso, construção do motor, condição da rosca, lubrificação e procedimento do fabricante.

A especificação do procedimento de torque, portanto, deve ser considerada em conjunto com o estágios de torque ou ângulo necessários.

Quais erros podem levar à falha da junta?

Problemas de junta raramente vêm de um único fator. Condição da superfície, condição do fixador, instalação e temperatura do motor podem contribuir. No entanto, vários erros de aperto podem criar força de fixação desigual desde o momento em que o motor é montado.

Começando pelo lado de fora

Apertar os parafusos externos antes do centro pode restringir as extremidades do cabeçote do cilindro muito cedo. O centro deve então se acomodar contra áreas que já estão pesadamente fixadas. Isso pode aumentar o estresse de flexão indesejado.

Aplicando a carga final em uma única passagem

Levar parafusos individuais diretamente à sua condição final de aperto cria cargas concentradas. O aperto em etapas distribui a força de fixação crescente por toda a montagem. Isso dá ao cabeçote e à junta um caminho mais controlado para sua condição final de fixação.

Usando a ordem de aperto errada

Uma sequência que funciona para um motor pode não funcionar para outro. A ordem correta de aperto dos parafusos da cabeça do cilindro depende da localização do parafuso, da geometria da cabeça, da construção da junta e do design do motor. Um padrão genérico deve apenas explicar o princípio, não substituir as informações de serviço.

Ignorando a condição da rosca e do parafuso

O atrito da rosca afeta como a entrada de aperto se torna tensão no parafuso. Rosca suja, rosca danificada, revestimentos e lubrificação podem alterar essa relação. A condição do fixador, portanto, importa ao lado da sequência de aperto dos parafusos da cabeça do cilindro. A ordem correta não pode compensar parafusos danificados ou inadequados.

Como a CNRL suporta o aperto preciso de parafusos de motor?

Um procedimento de aperto especificado pressupõe que o fixador atenda às suas dimensões e requisitos mecânicos pretendidos.

CNRL fabrica automotivo parafusos, prisioneiros, parafusos, nozes, e componentes de fixação relacionados. Seus fixadores automotivos são usados em sistemas de motor, chassi, transmissão, freio e outros sistemas de veículos.

A gama de fabricação da empresa inclui classes de desempenho de fixadores de 4.8 a 12.9. Os produtos disponíveis cobrem diâmetros de 3 a 30 mm e comprimentos de 6 a 300 mm.

Fixadores personalizados também podem ser produzidos de acordo com desenhos e requisitos de aplicação.

Para aplicações de cabeçote, material do parafuso, dimensões, roscas, tratamento térmico, condição da superfície e requisitos de aperto devem funcionar em conjunto. A sequência de aperto do parafuso, então, ajuda a distribuir a força de aperto resultante pela montagem.

Contato CNRL para kits de parafusos de motor e especificações de aperto específicas para a aplicação.