Przetłoczenia i stopery – nowoczesne uszczelnienia głowicy cylindrów

, 28 kwietnia 2021, 23:24

„Downsizing” jest nadal dominującym trendem dla aktualnych generacji silników. Wiąże się to z zastosowaniem jednej lub czasami nawet dwóch turbosprężarek w celu zwiększenia wydajności silnika. Ponadto do budowy bloku silnika, bloku cylindra i tłoków stosuje się lekkie materiały, takie jak aluminium lub stopy aluminium z zawartością krzemu. Celem jest możliwie jak największe obniżenie masy, a jednocześnie zapewnienie, że podczas rozszerzania się cylindra i tłoka po uruchomieniu silnika przedostaje się jak najmniej tzw. gazu przedmuchowego. Wszystko to z uwzględnieniem zgodności z właściwymi przepisami dotyczącymi emisji spalin i odpowiednimi cyklami testowymi.

Rosnące wartości ciśnienia spalania i ich konsekwencje

Niezależnie od tego, czy chodzi o samochód ciężarowy czy sportowy, faktem jest, że ciśnienia zapłonu lub ciśnienia szczytowe w procesie spalania stale rosną. W przypadku silnika Diesla sprzyjały temu przede wszystkim aktualne technologie bezpośredniego wtrysku paliwa. Oba czynniki razem – coraz wyższe wartości ciśnienia przy jednoczesnym zmniejszeniu sztywności komponentów z powodu zastosowania aluminium, powodują, że przy każdym uruchomieniu silnika głowica cylindra podnosi się na krótko, wbrew sile docisku śruby mocującej. Ponieważ zjawisko to trwa bardzo krótko, nazywane jest „drganiem szczeliny uszczelniającej” lub „oscylacją szczeliny uszczelniającej”. Wprawdzie chodzi tylko o 2–10 µm, ale dla komponentów, a szczególnie dla uszczelnienia głowicy cylindrów stanowi to duże wyzwanie.

Ze względu na ruch pomiędzy głowicą cylindra a blokiem silnika, nowoczesne uszczelnienie głowicy cylindrów musi być niezawodne zarówno w przypadku ciśnienia gazów spalinowych, jak i oleju silnikowego oraz płynu chłodniczego. Jednocześnie jednak musi ono być w stanie trwale wytrzymywać lub nawet kompensować oscylację szczeliny uszczelniającej. Starsze rodzaje uszczelnienia, czyli konstrukcje z miękkiego metalu, były ze względu na właściwości materiału projektowane jako statyczne. W wyniku stosowania pewnych materiałów i związanej z tym statyki występowały tzw. osiadania, tzn. nieznaczna utrata grubości uszczelnienia i w konsekwencji zmniejszająca się siła docisku śrub mocujących głowicę cylindrów. Ostateczną konsekwencją był fakt, że uszczelnienia głowicy cylindrów z miękkiego metalu zużywały się. To proces przyspieszający samoczynnie w końcowym okresie eksploatacji.

Uszczelnienia metalowe z dynamicznymi przetłoczeniami

W celu osiągnięcia wyższych przebiegów w nowoczesnych pojazdach stosuje się obecnie uszczelnienia metalowe ze stali sprężynowej z dynamicznymi przetłoczeniami. Dzięki tej technologii uszczelnienie szczeliny jest teraz elastyczne, podąża za ruchami elementów i prawie nie powoduje strat z powodu osiadania. W obecnie produkowanych silnikach nie występuje więc prawie żadna utrata siły docisku śruby. Aby zapobiec wielokrotnemu, całkowitemu zgniataniu elastycznych rowków ze stali sprężynowej w silnikach o wysokiej dynamice na skutek ciągłych drgań pomiędzy głowicą cylindra a skrzynią korbową, należy zastosować tak zwane „systemy stoperów”. Technologia ta zapewnia rowkom funkcjonalną szczelinę, w której zawsze mogą działać elastycznie. Dodatkowo poszczególne warstwy metalowe są powlekane odpornym na wysokie temperatury elastomerem, aby zapewnić niezbędne uszczelnienie mikro. Wykonuje się pokrycie całej powierzchni lub częściowe.

ElringKlinger AG jest partnerem rozwojowym dla wszystkich wiodących producentów silników na świecie w zakresie tej wysoce złożonej technologii, która dostępna jest w kilku różnych wariantach. Dostępne są stopery kołnierzowe, spawane i tłoczone, a także warianty elastyczne i twarde. W przypadku bardzo złożonych silników możliwe są nawet konstrukcje profilowane pod względem wysokości. Pod marką „Elring – Das Original” firma oferuje części zamienne dokładnie takiej samej, wysokiej jakości.

Wbrew powszechnej opinii, uszczelnienia głowicy cylindrów nie są zwykłymi warstwami stali ułożonymi jedna na drugiej. Jest to raczej zaawansowany technologicznie, zazwyczaj wielowarstwowy komponent z prawie niewidoczną, wyrafinowaną technologią ukrytą pomiędzy poszczególnymi warstwami. Specjaliści z branży motoryzacyjnej powinni pamiętać, że tylko uszczelnienia o jakości wyposażenia oryginalnego zapewniają bezpieczne funkcjonowanie współczesnych silników. Więcej informacji można znaleźć na stronie www.elring.de

Komentarze

Komentarz musi być dłuższy niż 5 znaków!

Proszę zaakceptuj regulamin!

Brak komentarzy!