Konstrukcje silników pojazdów użytkowych, aktualnie stosowane jak i te wdrażane w najbliższej przyszłości, stawiają bardzo wysokie wymagania nowoczesnym systemom uszczelnień podgłowicowych.

Dodatkowo stosowane w uszczelnieniach innowacyjne rozwiązania muszą spełniać warunki indywidualnych założeń konstrukcyjnych nowoczesnych silników ale i ekonomiki produkcji samych uszczelnień.

Nowoczesne silniki do pojazdów użytkowych różnią się od swoich wcześniejszych generacji w sposób oczywisty. Obecny trend konstruowania jednostek napędowych to rzędowe, sześciocylindrowe silniki, z jednorodną głowicą pokrywającą wszystkie cylindry – można uznać, że tak wygląda dzisiejszy standard. Dodatkowo, większość z tych silników produkowanych jest w wielu wersjach mocy i momentu obrotowego, w kilku odmianach stosowanego osprzętu jednostek napędowych. Bazując na tych faktach, dostawca części i podzespołów DANA Victor Reinz® dostosowuje swoje działania w zakresie konstruowania  prototypów jak i produkcji wielkoseryjnej podgłowicowych uszczelnień dla pojazdów użytkowych.

Podstawową różnicą, która odróżnia rynek samochodów osobowych od pojazdów użytkowych jest nie tylko sama konstrukcja silnika i związane z nią wymogi, ale także wielkość produkcji w poszczególnej serii jednostki napędowej. Bazując na opracowanym projekcie danego uszczelnienia, wielkość produkcji poszczególnej serii uszczelek, wahająca się pomiędzy 1.000 a 100.000 sztuk, musi być dostosowana do różnych zastosowań, począwszy od zwykłych pojazdów drogowych, poprzez pojazdy poruszające się poza drogami, silniki marinistyczne czy morskie, pojazdy budowlane, rolnicze czy specjalizowane.

Większe pojemności skokowe, większy stopień sprężania, wyższa moc

Z samego założenia, uszczelka podgłowicowa silnika pojazdu użytkowego spełnia dokładnie te same zadania co w silniku samochodu osobowego. Jednak już sam cykl jej pracy jest obliczany na około 1,5 miliona kilometrów. Nowoczesne silniki muszą spełniać, a przyszłościowo podchodząc do kwestii ich konstruowania, nawet przekraczać obowiązujące normy emisji, gwarantując przy tym niskie zużycie paliwa. Wiadomo już, że w najbliższej przyszłości da się to osiągnąć jedynie stosowaniem układu recyrkulacji spalin, katalitycznego dopalania spalin, z zastosowaniem dodatków chemicznych lub bez, ale i poprzez zwiększenie ciśnienia spalania mieszanki paliwowo-powietrznej aż do ciśnień rzędu 250bar – to jeden z podstawowych parametrów oddziałujących z kolei na konstrukcję uszczelki podgłowicowej. Wysoki stopień recyrkulacji spalin powoduje zaś wzmaganie korozji chemicznej wewnętrznej silnika, co stanowi kolejne wyzwanie dla materiału, z jakiego wykonana jest uszczelka podgłowicowa. Znacząco zwiększane parametry trakcyjne silników takie jak moc czy zakres użytkowego momentu obrotowego  oraz coraz wyższe stopnie sprężania, to kolejne czynniki oddziałujące na samą uszczelkę głowicy, ale także na śruby głowicy. Z pozoru te mało spektakularne czynniki to dzisiaj prawdziwe wyzwanie dla uszczelek podgłowicowych.

1/5Galeria

Previous Next

Elementy konstrukcji i projektu uszczelek

Stosowanie w nowoczesnych pojazdach użytkowych 6-cio cylindrowych silników rzędowych o dużych pojemnościach, w przeciwieństwie do małych silników samochodowych, wymaga stosowania uszczelek o bardzo jednorodnej konstrukcji. Takie silniki, z głowicami w formie monobloku, ze względu na swoje rozmiary a przede wszystkim długość, podlegają zwiększonej emisji wytwarzanego ciepła. Uszczelka podgłowicowa jest pierwszym przed głowicą elementem odpowiedzialnym za absorpcję i równomierne rozproszenie tego ciepła. Ciepło, czyli energia, a dokładniej rzecz biorąc jej przyjęcie i rozproszenie, to jeden z krytycznych parametrów, z którym mierzy się nowoczesny silnik o dużej mocy. Doskonałym rozwiązaniem stosowanym tutaj jest uszczelka podgłowicowa stalowa, wielowarstwowa (MLS) lub pojedyncza uszczelka stalowo – elastomerowa. W niektórych przypadkach stosuje się kombinację obu typów. Jest to zależne od rodzaju materiału z którego wykonana jest głowica cylindrów. Uszczelki o takiej konstrukcji, zawierają jako swój podstawowy element nośny rdzeń ze stali sprężynowej, stalowy element dystansowy, który stanowi o jej docelowej grubości, następnie powleczenie ściśliwe, mające za zadanie uszczelnianie chropowatej powierzchni styku i przylegania głowicy oraz bloku. Innowacyjnymi rozwiązaniami stosowanymi w uszczelnianiu dużych i wysilonych jednostek napędowych, jest stopper warstwy górnej, stoppery dolne i środkowe, a finalnie także samo pierścieniowe opasanie otworu komory spalania. Wszystkie te elementy, zastosowane w odpowiedniej kombinacji, mają na celu uszczelnienie komory spalania, absorpcję energii cieplnej ale i równomierne rozłożenie sił dociskających śrub głowicy. Jest to o tyle ważne, że uszczelka musi stawić czoła zjawisku „creepingu”, czyli pełzania głowicy, ale także dyspersji cieplnej w samej głowicy, zapobiegając odkształceniom wzdłużnym tego elementu. W dzisiejszej dobie, w obecnie produkowanych i stosowanych jednostkach napędowych o dużej mocy, jedynie tak złożona, wieloelementowa konstrukcja uszczelki podgłowicowej, zapewnia efektywne i pewne uszczelnienie na długi okres eksploatacji.

Koncepcje produkcji

Indywidualnie zaprojektowane, wydajne, ekonomiczne. Sektor pojazdów użytkowych w dzisiejszych czasach narzuca wymogi produkcji najwyższej jakości wyrobów przy urynkowionym poziomie cen, nawet w przypadku niewielkich serii produkcyjnych. To w zasadzie główna i podstawowa koncepcja wytwarzania, która musi zostać spełniona, by nawet najlepsze produkty mogły zaistnieć i trwać na rynku części. Dzięki swoim nowoczesnym liniom produkcyjnym, unikalnym i opatentowanym rozwiązaniom konstrukcyjnym DANA Victor Reinz® jest dostawcą premium zarówno na rynku pierwszego montażu fabrycznego (OE) jak i na rynku części zamiennych (IAM). Aby oferta dla rynku pojazdów użytkowych była jeszcze pełniejsza, DANA, prócz uszczelnień silnikowych, produkuje i dostarcza dziś także systemy ekranowania cieplnego I akustycznego, a także moduły pokryw układów rozrządów. Oba te podzespoły zawierają przecież elementy uszczelnieniowe i jako całe kompletne elementy są cechowane brandem Victor Reinz®.

Więcej o firmie i jej produktach można dowiedzieć się ze strony internetowej producenta: www.victorreinz.com

Autor: Bartosz Czuba, Reinz-Dichtungs-GmbH