Wielowarstwowe uszczelki stalowe (MLS) głowicy cylindra i powierzchnie elementów konstrukcyjnych. Wskazówki i informacje praktyka nr 1

Transkrypt

1 Wielowarstwowe uszczelki stalowe (MLS) głowicy cylindra i powierzchnie elementów konstrukcyjnych Wskazówki i informacje praktyka nr 1

2 Wielowarstwowe uszczelki stalowe (MLS) głowicy cylindra innowacyjne systemy uszczelnień dla nowych koncepcji silnika Trendy wyznaczające kierunek Moment obrotowy i moc wzrastają, zużycie paliwa i emisje zmniejszają się. Cele rozwoju w zakresie budowy silnika określają wymagania w stosunku do nowoczesnych systemów uszczelniających. Coraz większe ciśnienie przy zapłonie i temperatury wystawiają uszczelnienia głowicy cylindra na obciążenia. Rozwiązanie: wielowarstwowe uszczelki stalowe głowicy cylindra krótko mówiąc, uszczelki głowicy MLS. Już w roku 1992 firma VICTOR REINZ wypuściła na rynek pierwszą partię uszczelek głowicy cylindra MLS. Dzisiaj są one standardem i wspierają na całym świecie konstruktorów w procesie skutecznego wdrażania koncepcji związanych z silnikiem. Większa skuteczność uszczelniania dzięki stali wielowarstwowej Uszczelki głowicy cylindra ze stali wielowarstwowej składają się z dwóch do pięciu warstw stali sprężynowej lub węglowej, które są nakładane warstwami, tworząc uszczelkę głowicy cylindra. Skutecznemu uszczelnieniu gazów i mediów służą karby na komorach spalania oraz miejscowy nacisk (makrouszczelnianie) na przedostawanie się oleju i wody; powłoki elastomerowe nałożone na całej powierzchni lub jej częściach poprawiają dodatkowo skuteczność uszczelnienia (mikrouszczelnianie). Blacha górna z powłoką na całej powierzchni (wewnątrz) i powłoką częściową (zewnątrz) Nity łączące Warstwa uszczelki falistej Wellen-Stopper Blacha dolna z powłoką na całej powierzchni (wewnątrz) i powłoką częściową (zewnątrz) Typowa uszczelka 3-warstwowa MLS z blachą górną, aktywną warstwą Wellen-Stopper i blacha dolną. Rowki oraz powłoka elastomerowa na całej powierzchni (wewnątrz) i częściowa (zewnątrz) wpływają pozytywnie na właściwości uszczelniające tych nowoczesnych systemów uszczelnień. Uszczelnienia makro dzięki rowkom i mikro dzięki powłokom elastomerowym. 5

3 Lepsze uszczelnienie dzięki optymalnej jakości powierzchni Jakość powierzchni uszczelnianych Uszczelki głowicy cylindra MLS są wiodącą koncepcją przyszłości w zakresie uszczelnień. Już dzisiaj uszczelnienie pomiędzy głowicą cylindra i blokiem silnika jest zagwarantowane prawie wyłącznie dzięki uszczelkom głowicy cylindra ze stali wielowarstwowej. Za perfekcyjne uszczelnienie odpowiedzialna nie jest wyłącznie jakość uszczelki głowicy cylindra. Jakość powierzchni głowicy cylindra i bloku silnika są również czynnikiem Normy dla struktury geometrycznej powierzchni są określone w DIN EN ISO Wynoszą one dla chropowatości Rz 15 µm, dla głębokości profili Pt 22 µm. Uszczelki głowicy cylindra muszą dlatego też mieć duże zdolności uszczelniania makro i mikro. o decydującym znaczeniu. Wymagania stawiane jakości powierzchni są zasadniczym czynnikiem uzyskania dobrych wyników zakresie uszczelnień. Przy montażu uszczelek głowicy cylindra należy bezwzględnie przestrzegać zalecanych wartości. Nie ma w tym przypadku żadnej różnicy pomiędzy uszczelkami głowicy cylindra miękkimi i ze stali wielowarstwowej. Odchylenia kształtu Jakość powierzchni głowicy cylindra i bloku silnika ulega pogorszeniu na skutek następujących odchyleń kształtu: nierówności elementów konstrukcyjnych skrzywienia elementów konstrukcyjnych falistości (odchyłki równoległości) chropowatość (żłobki i rowki) 3 5. stopnia: chropowatości tzn. nałożone warstwowo bruzdy (rowki) drugiego stopnia związane z użytkowaniem Nierówności i zniekształcenia elementów konstrukcyjnych Nierówności i zniekształcenia elementów konstrukcyjnych można ustalić przy pomocy liniału krawędziowego. Pomiary dokonywane są zgodnie z metodą szczeliny świetlnej. Przyrząd kontrolny trzymany jest krawędzią do powierzchni i przesuwany wzdłuż i w poprzek silnika tam i z powrotem nad otworami śrub. Nierówności pokazuje powstała szczelina świetlna. Mierzone wartości powinny wynosić w kierunku wzdłuż na długości 100 mm poniżej 0,03 mm i na długości 400 mm poniżej 0,05 mm oraz w kierunku poprzecznym na długości 100 mm poniżej 0,03 mm W przypadku pojazdów do zastosowań komercyjnych wynik pomiaru w kierunku wzdłuż na długości 100 mm musi wynosić poniżej 0,03 mm oraz poniżej 0,1 mm na długości 1000 mm; w kierunku poprzecznym wynik musi wynosić poniżej 0,03 mm na długości 100 mm. 2. stopnia: falistości związane z użytkowaniem i naprężeniami (odchylenia równoległości) 1. stopnia: odchylenia formalne tzn. nierówności związane z użytkowaniem i naprężeniami (skrzywienia) Wpływ jakości powierzchni na odchylenia kształtu na przykładzie bloku silnika. 6

4 Falistości i chropowatości Falistości i chropowatości można ustalić za pomocą macek mierniczych, które prowadzone są poziomo na całej powierzchni uszczelnianej. Falistość przy odstępie wału powyżej 8 mm powinna wynosić poniżej 10 μm. Chropowatość Rz może wynosić maksymalnie 15 μm. Z analizy zarejestrowanych danych wynika m.in. maksymalna wysokość nierówności Rmax. Jest to ważna dla jakości powierzchni wartość, ponieważ pokazuje najbardziej prawdopodobny kanał wycieku. Doświadczenia z praktyki Podczas badania bloków silnika, gdy wykonano osiem pomiarów każdego bloku silnika, wartości Rmax wynosiły pomiędzy 8 µm i 18 µm. Tylko w przypadku niewielu powierzchni wartości wynosiły do 25 µm. Maksymalne wartości dla falistości i chropowatości (żłobki i rowki). Praktyczny pomiar mackami mierniczymi i pokazanie możliwych kanałów wycieku. Maksymalne wartości dla nierówności i zniekształceń elementów konstrukcyjnych. Praktyczny pomiar przy pomocy liniału krawędziowego zgodnie z metodą szczeliny świetlnej. 7

5 Uszczelki głowicy cylindra MLS optymalne rozwiązanie da każdej jakości powierzchni Dzięki specjalnej konstrukcji wielowarstwowe uszczelki metalowe dopasowują się do każdej powierzchni przy założeniu, że jakość powierzchni odpowiada opisanym zakresom tolerancji. RADA EKSPERTA Należy koniecznie przestrzegać wymogów związanych z jakością powierzchni: nierówności elementów konstrukcyjnych poniżej 0,03 mm na długości 100 mm w kierunku wzdłuż poniżej 0,05 mm na długości 400 mm w kierunku wzdłuż poniżej 0,03 mm na długości 100 mm w poprzek Nierówności elementów konstrukcyjnych w przypadku pojazdów do zastosowań komercyjnych poniżej 0,03 mm na długości 100 mm w kierunku wzdłuż; poniżej 0,1 mm na długości 1000 mm w kierunku wzdłuż; poniżej 0,03 mm na długości 100 mm w poprzek Falistość maksymalnie 10 μm przy odstępie wału 8 mm Chropowatość Rz 15 μm Rmax 20 μm Śruby głowicy cylindra Producenci używają dzisiaj wyłącznie tak zwanych śrub elastycznych. Mogą one być rozciągane poza swój zakres elastyczności do zakresu plastyczności. Po osiągnięciu momentu dokręcania (moment wstępny) śruba jest dociągana dalej o ustaloną wartość (dalszy kąt obrotu). W przypadku tak zwanej metody dociągania kąta obrotu nie jest już konieczne późniejsze dokręcanie śrub. Przy zastosowaniu metody dociągania kąta obrotu śruby głowicy cylindra stają się plastyczne, to znaczy trwale odkształcone. Po wyjęciu są one znacznie dłuższe niż w momencie montażu. Dlatego też ze względu na bezpieczeństwo śruby głowicy cylindra należy stosować tylko jeden raz. Jeżeli przestrzegane są te wartości, to uszczelki głowicy cylindra MLS stanowią najbardziej pewne uszczelnienie. Jeśli tylko wartości te zostaną przekroczone, powierzchnie należy poprawić. 8

6 Zaufajcie Państwo specjalistom z VICTOR REINZ Wysokiej jakości uszczelki głowicy cylindra MLS firmy VICTOR REINZ wyrównują optymalnie nierówności i zniekształcenia elementów konstrukcyjnych na skutek kontrolowanego docisku. Uszczelnienie makro jest zapewnione dzięki odpowiednim rowkom w zakresie stref uszczelnienia zewnętrznych blach ze stali sprężynowej. Dodatkowe, dopasowujące się powłoki elastomerowe na warstwach metalu na głowicy i bloku gwarantują doskonałe uszczelnienie mikro poprzez wypełnienie falistości i nierówności (rowki i żłobki). Uszczelki MLS firmy VICTOR REINZ zapewniają bezpieczne uszczelnienie powierzchni bloku silnika i głowicy cylindra o wartościach Rmax do 25 µm. RADA EKSPERTA Przy stosowaniu metody dociągania kąta obrotu śruby głowicy cylindra zostają trwale odkształcone. Ze względu na bezpieczeństwo śruby głowicy cylindra należy stosować tylko jeden raz. Dalsze informacje na ten temat można znaleźć w naszej aktualnej informacji -Praktyka nr 2 (śruby głowicy cylindra i montaż głowicy cylindra). MLS lepszy efekt i bezpieczeństwo Uszczelki MLS i uszczelki miękkie głowicy cylindra stawiają takie same wymogi względem powierzchni uszczelnianej. Przy montażu nie występują żadne zasadnicze różnice, wyjątek stanowi metoda dociągania. Jednak przyszłość należy do stalowych uszczelek wielowarstwowych. Znacznie większa zdolność uszczelniania umożliwia większe ciśnienie przy zapłonie przy równocześnie mniejszej sile śrub. Firma VICTOR REINZ jako wiodący producent uszczelek MLS do głowicy cylindra jest najlepiej przygotowana do realizacji zadań spełniających wymogi aktualnych i przyszłych trendów w zakresie budowy silnika. 9

7 Osie Wały napędowe Skrzynie biegów do zastosowań specjalnych Uszczelki Moduły pokryw zaworów Ekrany termiczno-akustyczne Chłodnice oleju przekładniowego Chłodnice oleju silnikowego Dana Holding Corporation Dana jest jednym z wiodących na świecie dostawców branży motoryzacyjnej. Firma jest globalnym partnerem wszystkich wielkich producentów samochodów osobowych, użytkowych i specjalnych. Oferujemy produkty do zespołów napędowych, układów chłodzenia i ogrzewania, a także systemy uszczelnień. Przedsiębiorstwo zostało założone w 1904 roku i zatrudnia dzisiaj kilka tysięcy pracowników na pięciu kontynentach. Co Dana może zrobić dla Ciebie? Ta technika, oparta na pojedynczym źródle, dla producentów pojazdów oznacza najwyższą elastyczność na całym świecie zarówno w najważniejszych centrach motoryzacji, jak i na nowych rynkach; gwarantuje ona produkty wyprodukowane zgodnie z najnowszymi technologiami, a jednocześnie dopasowane do wymagań danego rynku. Centra technologiczne na całym świecie zapewniają inżynierom Dana najlepsze zasoby w zakresie rozwoju, konstrukcji i produkcji do realizacji indywidualnych życzeń klientów. Dzięki ścisłej współpracy Dana ma możliwość wyprodukowania zarówno najbardziej wymagających indywidualnych części, jak i całkowicie zintegrowanych systemów modułowych. Power Technologies Group REINZ-Dichtungs-GmbH Reinzstrasse Neu-Ulm Niemcy Wydrukowano w Niemczech 02/ Dana Limited