Гайки колес, как и крышки от кетчупа, всегда либо затянуты слишком сильно, либо слишком слабо. Что касается гаек колес,
слишком слабая затяжка может привести к катастрофе или потере колеса; слишком сильная затяжка может потребовать использования плоскогубцев для откручивания или привести к поломке чего-либо. К сожалению, большинство любителей самостоятельного ремонта склоняются к стороне «чем туже, тем лучше», что вызывает разочарование, повреждение болтов/резьбы и даже более серьезные поломки.
Для удобства, воспроизводимости, последовательности и безопасности инженеры указывают необходимое усилие сжатия для каждой крышки (да, у крышек от кетчупа тоже есть спецификации по крутящему моменту), винта, болта, гайки, датчика и свечи зажигания. Каждый любитель самостоятельного ремонта должен научиться пользоваться динамометрическим ключом и иметь в своем наборе инструментов хотя бы один или два.
Что такое динамометрический ключ?
При открывании бутылки кетчупа или затягивании гаек колес крутящий момент — это важная величина, которую нужно понимать. Крутящий момент является косвенным измерением усилия сжатия, которое крышка бутылки или гайка колеса оказывает на бутылку, ступицу, колесо или тормозной диск. Мы говорим «косвенное», потому что нет практического способа измерить усилие сжатия или растяжение болта, но что такое «крутящий момент» в первую очередь?
Крутящий момент — это измерение силы скручивания, обычно выражаемое в lb·ft, lb·in или Н·м (фунт-футы, фунт-дюймы, ньютон-метры). Это сила, умноженная на расстояние. Чтобы визуализировать это, представьте, что вы откручиваете гайку колеса с помощью монтировки длиной 2 фута. Приложив усилие 50 фунтов к концу монтировки, когда головка ключа закреплена на гайке колеса, вы приложите к гайке крутящий момент 100 lb-ft. То есть, 50 фунтов силы × 2 фута рычага. С монтировкой длиной 3 фута потребуется всего 33,3 фунта силы, чтобы достичь 100 lb-ft крутящего момента, но с трещоткой длиной 1 фут потребуется 100 фунтов силы.
Поскольку человеческая рука не имеет встроенного калиброванного измерителя крутящего момента, нет способа последовательно измерить усилие, прикладываемое к ключу, или крутящий момент, приложенный к гайке или болту. Калиброванный динамометрический ключ — это то, что нужно для правильной затяжки всего: от датчиков кислорода и свечей зажигания до болтов крышки клапанов, гаек колес и головок блока цилиндров.
Типы динамометрических ключей
Для различных применений доступно несколько типов динамометрических ключей, но три наиболее распространенных в автомобильной сфере — это стрелочные, щелчковые и электронные. Каждый тип работает немного по-разному, чтобы точно измерить усилие скручивания, прилагаемое к конкретному крепежному элементу.
Стрелочные: Изобретенные около века назад, стрелочные динамометрические ключи являются самыми простыми и удобными в использовании. Основная балка имеет рукоятку, используемую для приложения силы к головке ключа. Указательная балка закреплена на головке ключа и не двигается при затягивании крепежа. Шкала на основной балке измеряет расстояние, на которое она изгибается, и предоставляет показания крутящего момента.
Щелчковые: Щелчковые динамометрические ключи имеют специальный механизм внутри для измерения крутящего момента, но больше похожи на стандартную трещотку. Наиболее распространены ключи с микрометрической регулировкой, которые сжимают внутреннюю пружину. Пружина давит на шарик или кубик, который сидит в углублении в головке. При достижении заданного крутящего момента шарик или кубик выскакивает из углубления, создавая щелчок. Чем сильнее затянута пружина, тем труднее вытолкнуть шарик из углубления.
Электронные: В электронных динамометрических ключах используются пьезодатчики, сопротивление которых изменяется в зависимости от деформации, и в них нет движущихся частей. Они электронно обнаруживают усилие скручивания, приложенное к головке ключа, и предоставляют показания на цифровом дисплее. Для установки заданного крутящего момента дисплей обычно можно настроить на мигание, вибрацию или звуковой сигнал при достижении момента. Некоторые электронные ключи также включают функцию угла затяжки.
Стрелочные динамометрические ключи не имеют функции трещотки и могут использоваться как для затягивания, так и для ослабления. Большинство щелчковых динамометрических ключей имеют трещотку и могут использоваться для затягивания и ослабления, но некоторые разрешают применение только крутящего момента затягивания. Хотя стрелочные и щелчковые ключи можно использовать для ослабления, превышение указанного максимального крутящего момента может повредить ключ. Составные стрелочные динамометрические ключи следует использовать только для затягивания, так как их использование для ослабления может повредить ключ.
Выбор размера динамометрического ключа
Для правильного использования динамометрического ключа сначала необходимы спецификации крутящего момента. Спецификации крутящего момента указаны в руководствах по ремонту, но обычно не в руководствах пользователя. Выбор динамометрического ключа зависит от спецификаций крутящего момента: вы никогда не будете использовать маленький ключ на дюйм-фунты для гаек колес и не будете использовать большой ключ на фунт-футы для болтов крышки клапанов.
Малые динамометрические ключи с диапазоном 10–250 дюйм-фунтов удобны для крышек клапанов, корпусов дроссельных заслонок, корпусов клапанов трансмиссии, некоторых впускных коллекторов и внутренних крепежных элементов.
Средние динамометрические ключи с диапазоном 5–100 lb-ft удобны для двигательных аксессуаров, компонентов подвески, тормозных компонентов, внутренних компонентов и некоторых гаек колес.
Большие динамометрические ключи с диапазоном 20–250 lb-ft удобны для болтов головки блока цилиндров, основных компонентов, гаек колес и ступиц колесных подшипников.
Как правильно использовать динамометрический ключ
Любой динамометрический ключ требует твердой, устойчивой техники работы руками. Если существует порядок затяжки, например, для гаек колес, болтов головки блока цилиндров и внутренних деталей двигателя или трансмиссии, тщательно следуйте процедуре, чтобы избежать повреждений и обеспечить нормальную работу. Некоторые крепежные элементы, такие как болты головки блока цилиндров с углом затяжки, требуют дополнительных измерений помимо усилия скручивания. После того как болт затянут до указанного крутящего момента, указывается дополнительный угол, на который нужно повернуть болт дальше, независимо от крутящего момента. Иногда для этого используются красящие метки, но измеритель угла затяжки или электронный измеритель более точны.
Чтобы использовать стрелочный динамометрический ключ, внимательно следите за шкалой, пока не достигнете нужного крутящего момента, затем прекратите прилагать усилие к рукоятке. Чтобы использовать щелчковый динамометрический ключ (пружинный или составной), установите циферблат на нужную спецификацию крутящего момента и зафиксируйте его, затем постепенно затягивайте крепеж. При достижении предела крутящего момента вы почувствуете и услышите «щелчок» в рукоятке, и в этот момент следует прекратить прилагать усилие. Электронные динамометрические ключи используются аналогично щелчковым, за исключением того, что регулировка и уведомление производятся электронно. При достижении крутящего момента (обозначаемого звуковым сигналом, вибрацией или мигающим светом) прекратите прилагать усилие, чтобы не перетянуть крепеж.
Хотя составные стрелочные и стрелочные динамометрические ключи не требуют особого внимания при хранении, ключи с микрометрической регулировкой должны быть сброшены до нуля. Это предотвращает «залипание» пружины и искажение будущих измерений крутящего момента. Храните динамометрические ключи в защитном футляре и никогда не роняйте их. Примерно раз в год динамометрический ключ следует калибровать, чтобы он оставался в допустимых пределах.
Бутылка кетчупа
Кстати, пластиковая бутылка кетчупа с пластиковой крышкой 28 мм лучше всего герметизируется при крутящем моменте около 14 lb·in — чем туже, тем лучше не всегда верно!