Stosowane przez Federal-Mogul nowe materiały i proces ALD zapewniają skuteczne uszczelnienia w warunkach wyższych ciśnień w cylindrach i temperatur układu wydechowego silników wysokoprężnych pojazdów ciężarowych.

Federal-Mogul Corporation Powertrain Division wspiera producentów pojazdów ciężarowych w zakresie tworzenia bardziej ekologicznych i wydajnych silników dzięki technologiom uszczelnień, zapewniającym niezawodne działanie przy ciśnieniach w cylindrach do 250 barów i temperaturach układu wydechowego do 1000°C. Hybrydowe, stalowo-elastomerowe uszczelki głowicy Federal-Mogul łączą sprawdzoną technologię stali wielowarstwowej MLS (Multi Layer Steel) i płynne uszczelnienie elastomerowe w jednym produkcie, zapewniając optymalne uszczelnienie pomiędzy spalinami i płynami silnika. Stopy żaroodporne HTA (High Temperature Alloys) oraz odporne na wysokie temperatury powłoki HTC (High Temperature Coatings) skutecznie uszczelniają złącza rur wylotowych podczas pracy w temperaturach będących poza zasięgiem konwencjonalnych materiałów ze stali nierdzewnej i grafitu.

– „Technologia uszczelki stalowo-elastomerowej opiera się na sukcesie uszczelek MLS, oferując zoptymalizowane obciążenia uszczelki komory spalania. Jednak jest ona jeszcze bardziej doskonała. Poprzez dodanie uszczelnienia elastomerowego, które do skutecznego działania wymaga dużo niższych obciążeń, możemy wykorzystywać siły uszczelnień, tam gdzie będą one najbardziej użyteczne. Stwarza to większe możliwości projektowania lżejszych, ale wytrzymałych konstrukcji silnikowych oraz pozwala zwiększyć ciśnienie w cylindrach do 250 barów. Co więcej, bogate doświadczenie Federal-Mogul w zakresie materiałoznawstwa, pozwala nam tworzyć produkty elastomerowe uwzględniające zależność pomiędzy kompatybilnością płynu i temperaturą”. – tłumaczy Mike Gerulski, dyrektor ds. badań i rozwoju na poziomie globalnym w Federal-Mogul Sealing.

Optymalizacja uszczelniania w procesie ALD

Technologia uszczelek stalowo-elastomerowych jest stosowana z wykorzystaniem opracowanego przez Federal-Mogul procesu Analysis-Led-Design (ALD), który jest kompleksowym podejściem do optymalizacji układu głowicy cylindrów, bloku oraz uszczelek jako systemu. ALD pomaga wybrać odpowiednią technologię uszczelniania i ją weryfikuje. Proces został mocno rozwinięty przez Federal-Mogul, a dzięki temu firma może skutecznie przewidzieć zachowanie uszczelnienia i określić trwałość uszczelek głowicy cylindrów, jeszcze przed dostępem do silnika prototypowego. Dzięki procesowi ALD można wyeliminować kosztowne zmiany konstrukcyjne na etapie programu rozwoju silnika.

Federal-Mogul wykorzystuje proces ALD także do wysoko obciążonych uszczelek w układzie wylotowym, gdzie wahania wysokich temperatur, redukcja masy systemu napędzane przez downsizing, turbodoładowanie i recyrkulację spalin (układ EGR) mogą powodować zniekształcenia kołnierza. W takich warunkach konwencjonalne uszczelki statyczne są nieskuteczne.

Odporne na wysoką temperaturę uszczelki i powłoki zwiększają zakres pracy

Opracowane przez Federal-Mogul uszczelki ze stopów żaroodpornych HTA odpowiadają na wyżej wymienione wyzwania, zapewniając niezawodną pracę uszczelek w temperaturach do 1000°C, znacznie wyższych od aktualnych standardów branżowych wobec stali nierdzewnej. Uszczelki HTA charakteryzuje wydajność termiczna dopasowana do indywidualnych wymagań w szerokim zakresie zastosowań, takich jak turbosprężarki, rury spustowe, kolektory wydechowe i układy recyrkulacji spalin (EGR).

Równie istotne dla niezawodnego uszczelnienia było opracowanie przez Federal-Mogul powłok HTC zapewnianiających skuteczne mikrouszczelnienie złącza. Przyjazna dla środowiska i wyprodukowana na bazie wody powłoka HTC zapewnia niezawodne działanie w podwyższonych temperaturach.

– „HTC wykazuje stabilność termiczną do ponad 1000°C, podczas gdy konwencjonalne powłoki w takich temperaturach ograniczają się do popiołu" – tłumaczy Gerulski.

Według Gerulskiego, zaawansowane metody analiz Federal-Mogul nadal zapewniają lepszy wgląd w złożone problemy inżynieryjne oraz interakcji systemowych:

– „„Nasze możliwości analityczne napędzają rozwój kluczowych technologii, które pomogą naszym klientom, producentom pojazdów użytkowych, spełnić coraz bardziej ambitne cele w zakresie ograniczania emisji oraz oszczędności paliwa, zarówno teraz jak i w przyszłości.”

Federal-Mogul zaprezentuje swoje nowoczesne technologie uszczelek i uszczelnień podczas targów branżowych IAA Commercial Vehicles Show w Hanowerze w dniach 23 września – 2 października 2014 r. Pawilon 13, stoisko C28.