Victor Reinz (grupa DANA) systematycznie rozwija nowe technologie w zakresie uszczelnień silnikowych. Firma prowadzi zaawansowane działania projektowo – badawcze, zarówno w zakresie rozwiązań stosowanych na pierwszy montaż fabryczny (OEM) jak i dla rynku części zamiennych (IAM).

Uszczelki ze zintegrowanym układem połączeń elektrycznych

W ostatnim czasie Victor Reinz, jako wiodący producent uszczelek silnikowych, opracował technologię uszczelnień ze zintegrowanymi złączami elektrycznymi, spełniającą dwojaką funkcję. Pierwsza to oczywiście uszczelnienie elementów jednostki napędowej. Druga, już mniej oczywista w przypadku uszczelek, to zintegrowany z uszczelką układ połączeń elektrycznych służący do łączenia różnego rodzaju czujników, niezbędnych do właściwej pracy silnika. Firma Reinz chce być gotową na nowe wyzwania, które stawiają coraz nowsze i bardziej zaawansowane konstrukcje silników samochodowych, jak i ich sterowanie. Dana – Victor Reinz z racji ogromnego doświadczenia w produkcji uszczelnień silnikowych, zapewni rozwiązanie wydajne i optymalne kosztowo. Jedno z kluczowych zagadnień technologicznych stanowi kwestia połączenia różnych, niejednorodych materiałowo komponentów: poliamidów, elastomerów i wreszcie przewodów czy elementów elektrycznych. Te elementy składowe, tworzące finalnie gotową uszczelkę, muszą zostać połączone ze sobą w taki sposób, by zapewnić stuprocentową szczelność, ale i określone przewodnictwo sygnału elektrycznego. Ważne są również trwałość elementu, łatwość jego montażu czy też sama opłacalność produkcji.

Jest to jedyna w swoim rodzaju technologia wytwarzania zastosowana do tej pory w Europie. Zapewnia uszczelnienie elementów góry głowicy cylindra, które jest całkowicie nieprzepuszczalne dla oleju w tych wszystkich miejscach, w których prowadzone są przewody czy też złącza konektorowe do i z wnętrza silnika. Umieszczone w uszczelce szczelne przepusty zapewniają prowadzenie przewodów elektrycznych układu sterowania silnika. Tym sposobem uszczelka łączy w sobie funkcje uszczelniania, prowadzenia przewodów i połączeń elektrycznych w jednym produkcie. Dana oferuje kompleksowe rozwiązanie dla tych zintegrowanych elementów pod marką Victor Reinz®. Nowa uszczelka wraz z jej wbudowaną magistralą przewodów elektrycznych znajduje już zastosowanie w seryjnie produkowanych silnikach wysokoprężnych.

Fot 1. Uszczelka Victor Reinz ze zintegrowanym układem układem przewodów elektrycznych.

Połączenie „wieczne”

Innowacją technologiczną uszczelki ze zintegrowanym układem połączeń elektrycznych jest to, iż gwarantuje ona pierwsze szczelne, nieprzepuszczalne połączenie uszczelniającej warstwy elastomerowej z termoplasyczną ramką uszczelniającą, wykonaną z poliamidu. Trwałe połączenie klejone tych dwóch powierzchni nie wymaga żadnych dodatkowych zewnętrznych aktywatorów reakcji wiązania, a jednocześnie zapewnia całkowitą olejoodporność i stuprocentową szczelność. Dana zaopatrywana jest w poliamid i bazę elastomerową bezpośrednio przez wiodącego dostawcę komponentów termoplastycznych, firmę DuPont.

Fot 2: Połączenie pomiędzy termoplastyczną ramką uszczelniającą a powłoką elastomerową.

Warstwa zewnętrzna konstrukcji uszczelki, czyli ramka, służy do usztywnienia całej struktury jak i do osłony gniazda stykowego czy konektorów elektrycznych. Stanowi ona jednocześnie zabezpieczenie mechaniczne dla przepustów prowadzących przez uszczelniającą warstwę elastomerową. Samo złącze konektorowe jest prefabrykowane. Element składa się z przewodów, metalowej struktury kratownicowej i jest zagniatany lub występują w nim spawane połączenia wtykowe, zgodnie ze specyfikacją OEM.

Fot 3. Przekrój przez gniazdo wtykowe i przepust do prowadzenia przewodu elektrycznego przez uszczelkę.

Oszczędności w pakiecie

Elektryczna ramka uszczelniająca silnik ma zwarty kształt, wymaga stosunkowo niewielkiej przestrzeni podczas montażu. Wstępnie zmontowane elementy elektryczne są kolejną ważną korzyścią. Każdy przewód elektryczny jak i połączenie zostało uwzględnione podczas projektowania i skonfigurowane indywidualnie, specjalnie dla danego silnika jeszcze zanim proces formowania wtryskowego został przeprowadzony. Prowadnice przewodów do sterowania zaworów wtryskowych, czujniki i siłowniki, oraz inne elementy sterowania mogą być umiejscowione elastycznie dla poszczególnych zastosowań. Uszczelka z magistralą elektryczną jest oferowana jako kompletny pakiet, który znacznie skraca czas pracy mechanika podczas montażu końcowego.

Wysoka odporność na odkształcenia i trwałość to kolejne pozytywne cechy ramki uszczelniającej silnika. Jest ona również w pełni przygotowana do reinstalacji w przypadku prac serwisowych przy silniku.

Oszczędności kosztów w całym cyklu życia takiej uszczelki (w tym pierwotnej instalacji, czy powtórnej instalacji) stanowią około 40 procent w porównaniu z konwencjonalnymi uszczelkami.

Sprawdzona w warunkach testowych

Uszczelka ze zintegrowaną magistralą elektryczną sprawdziła się w teście wytrzymałości pojazdu, w przebiegu ponad 240.000 km, zanim w ogóle mogła zostać wprowadzana do użytku komercyjnego. Przeszła również wszystkie powszechnie stosowane standardowe testy stosowane w przemyśle dla tego rodzaju produktów i przekroczyła swoje znormalizowane wartości. Zarówno sam prototyp jak i produkt finalny został poddany badaniom pod kątem wytrzymałości w warunkach dynamicznych pracy, własności termodynamicznych, rozszerzalności cieplnej – w związku z ciepłem wytwarzanym przez silnik i olej. Produkt poddano również testom symulacyjnym na starzenie termiczne. Specjalny skład gumy jak i powłoki elastomerowej zapewnia wysoki poziom elastyczności uszczelki oraz gwarantuje efekt uszczelnienia podczas długotrwałych obciążeń w temperaturze do 160 °C (przy wartościach szczytowych do 190 °C).

Wraz z postępem technologicznym jak i z coraz większymi wymogami stawianymi przez nowoczesne silniki samochodowe, Victor Reinz stara się oferować swoim Klientom zaawansowane technicznie rozwiązania. W kooperacji z producentami silników projektuje, rozwija i wdraża nowe, innowacyjne rozwiązania w zakresie uszczelnień silnikowych. Wszystkie te rozwiązania, stosowane pierwotnie w nowych fabrycznie konstrukcjach (OE) znajdą się przecież za niedługi czas na rynku części zamiennych (IAM), dlatego też Victor Reinz nie tylko produkuje i dostarcza uszczelnienia silnikowe, ale stara się również wyznaczać kierunki w ich rozwoju i konstrukcji.

Bartosz Czuba, Reinz Dichtungs GmbH