Amit a hengerfej tömítésekről tudni érdemes
| A hengerfejtömítés elsőre egy egyszerű alkatrésznek tűnhet a motorban, azonban ha közelebbről megvizsgáljuk, hogy milyen feladatokat kell ellátnia és milyen terhelések érik, máris bonyolódik a helyzet: |
|
|
| Az első tömítések olajos papírból, azbesztkartonból, gumírozott azbesztből készültek. A mai modern motorokban ezek az anyagok már nem állnák meg a helyüket. Attól függően, hogy milyen anyagból készülnek a modern tömítések három fő típusara oszthatóak: |
|
|
|
Fiber tömítések A leginkább elterjedt és ismert hengerfejtömítés fajta a fém-lágyanyag tömítés. Ezek hordozó anyaga egy speciálisan csipkézet fém lemez, amelynek mindkét oldalára lágyanyagot visznek fel. A közhiedelemmel ellentétben ezek már rég nem tartalmaznak azbesztet, mivel az EU környezetvédelmi előírásainak megfelelően a tömítések gyártásakor is kerülni kell a rákkeltő anyagokat. Ezután vegyi- és hőkezelésnek vetik alá a tömítést, amelynek hatására a tömörsége, illetve vastagsága megfelelő lesz és a felületén egy bevonat keletkezik, amely biztosítja a tömítés ragadásmentes kezelését és a mikro tömítést is. Az így kialakított tömítések vastagsága jellemzően 1-2 mm közötti. |
|
|
Az égéstér szélénél a tömítést lágyított acéllal peremezik ki azért, hogy az égéstérben növelhető legyen a kompresszió és a tömítés lágyanyag részét a magas hőmérsékletű gázok ne károsítsák. A víz és olaj furatok tömítésére rendszerint elasztomer csíkot alkalmaznak, amely végigfut a tömítés szélén és körbeveszi a szükséges furatokat is. Ezeken a helyeken a felületi nyomás helyileg megnő ezáltal a tömítőfelület optimálisan alkalmazkodik a felület egyenetlenségeihez. Szükség esetén az egyes furatokat különféle fémekkel, illetve elasztomerekkel peremezik ki a tökéletesebb tömítés elérése érdekében. |
|
Metal-elastomer tömítések Napjainkban a belsőégésű motorokat az egyre nagyobb teljesítmény mellett alacsonyabb fogyasztás és környezetbarát működés jellemzi. A növekvő igényeknek a hagyományos fém-lágyanyag tömítések már nem tudtak megfelelni, egyre gyakoribbá vált a hengerfejtömítések meghibásodása. Ezeket a problémákat kezdetben a tömítések speciális kialakításával, pl. fémmel való bevonásával próbálták orvosolni. Ezek azonban nem bizonyultak tartós megoldásnak és fokozatosan kezdte átvenni a fém-lágyanyag tömítés helyét a metal-elastomer és MLS tömítés. Napjainkban lényegében minden belsőégésű motor ezen tömítések valamelyikével kerül forgalomba. |
|
| A metal-elastomer tömítések erős tartós tömítések, amelyek hordozó anyaga fém és erre vulkanizálással elastomer profilokat visznek fel. A jó tömítést az eredményezi, hogy az újszerű tömítőerő eloszlást biztosít a motorblokk és a hengerfej között. A hordozó réteg határozza meg a tömítés vastagságát. Jellemzően rozsdamenetes acélból, rugóacélból, saválló acélból készül a motor igényeinek megfelelően. Az elasztomer tömítőajak a hűtőközeg és az olaj tömítését látja el. Ezek alakját és anyagát a motor igényeihez megfelelően alakítják ki. Az égéstér alapréteg egy speciálisan kialakított tömítés elem, amely hatására megnő az égéstér körüli összeszorító erő. Ezáltal a hengerfej csavarok összeszorító ereje ellenőrzött mértékben az égéstér köré összpontosul. A tömítőborda ellenőrzött összeszorító erőt biztosít az égéstér szélén. A terelőgyűrű szerepe a hűtőközeg áramlásának kontrollálása |
|
A metal-elastomer tömítések kialakítása jellemzően a nagy teljesítményű teherautó motorok igényeinek felel meg. Ezen a területen túlnyomó többségében ilyen felépítésű tömítéseket alkalmaznak, hiszen itt hosszú ideig extrém nagy terhelések érik a tömítéseket. Nem ritkán 180 bar nyomást kell kibírniuk úgy, hogy a leadott teljesítmény több mint 2000 kW, miközben a szerviz intervallum akár 1 500 000 km is lehet. |
|
Többrétegű fém hengerfejtömítések A megnövekedett igényeknek megfelelően a személyautó motorok hengerfejtömítései is átalakultak. A hagyományos fém-lágyanyag tömítéseket felváltotta a MLS vagyis multi layer steel tömítés. Ezek a tömítések jellemzően rugóacélból készülnek egy vagy több rétegből, amelyeket általában szegecseléssel rögzítenek egymáshoz. Az egyes rétegek elérő vastagságúak lehetnek és a szerepük is különféle. |
|
A tömítésrendszer moduláris felépítése tette lehetővé, az egyes motorok specifikus műszaki követelményeihez történő igazodást. Ez meggyorsítja a fejlesztést és csökkenti annak költségeit, ezáltal nagyobb teret ad a fejlesztőknek is. Az MLS tömítések kimagasló tulajdonságai főleg akkor kerülnek előtérbe, ha közvetlen befecskendezéses Otto- vagy Dízel-motorra szerelik őket. |
|
|
|
Az igényeknek megfelelően a tömítésen elasztomer bevonatot is alkalmazhatnak. Ez lehetővé teszi, hogy csak ott kelljen bevonatot felvinni, ahol a tökéletes tömítési feladat ellátása végett arra szükség van. Így elkerülhető, hogy a feleslegesen felvitt és agresszív anyagokkal (fagyálló, olaj) találkozó felületekről a bevonat leváljon és a motorban károsodást okozzon. Veterán autók tömítése Jellemzően a veterán autók hengerfej tömítései fiber tömítések. Mivel a 10-20 évnél idősebb motorok teljesítménye meg sem közelíti a jelenlegi motorokét ez nem okozott problémát, szerepüket tökéletesen ellátták. Természetesen a tömítés gyártók már akkor is alkalmaztak különleges megoldásokat. Ilyen volt például a rézzel borított tömítés, ahol a tömítés vagy egyik vagy mindkét oldalát lágyított rézlemezzel borították be a jobb tömítettség, illetve hőelvezetés érdekében.
Ezeknek a tömítéseknek a pótlása rendszerint nehezebb, de nem csak azért mivel kereskedelmi forgalomban már jellemzően nem kaphatóak. Egy veterán motorblokkot – az eltelt akár több évtized alatt – jelentős hőhatás és mechanikai hatás ért, ami nagymértékű deformációt is eredményezhet. Ezért egy eredetivel mindenben megegyező tömítés nem feltétlen fog tökéletesen passzolni a motorblokkra még akkor sem ha a tömítő felületeket megmunkálták. Ez alapján megállapítható, hogy egy veterán jármű hengerfej tömítésének pótlásakor még körültekintőbben kell eljárni, mint egy modern autó esetében. Mi a jövő Ezeknek a tömítéseknek a fejlesztése nem áll meg. Az újabb és újabb motor igényeinek függvényében folyamatosan változik a hengerfejtömítések kialakítása is. A jelenleg alkalmazott tömítéseken a stopper szerepét speciális dombormintás sajtolású perem veszi át. Ezzel a megoldással elérhető az égéstér szélén az egyenletes nyomáseloszlás, ezáltal a motorblokk és a hengerfej egyenletes előfeszítése. Így csökkenthető az alkatrészek elhúzódása és a fellépő belső erők nagysága, lehetővé téve egyúttal a csavarerő optimális eloszlását is. A következő motorgenerációkban már az optimális hőmenedzsment jelenti a legfontosabb feladatot. Ezt csak úgy lehet megoldani, ha az égési folyamat megfigyelésére az égéstérhez legközelebb tudjuk elhelyezni a szenzorokat. Ennek a megoldására legalkalmasabb a hengerfej tömítés. Ez az alkatrész már nem csak egy „hengerfejtömítés”, hanem olyan komplex egység, amely dinamikusan befolyásolja a motor működését, ezáltal a károsanyag kibocsátását és fogyasztását is. Összefoglalva Ez alapján az áttekintés alapján látható, hogy az egyes tömítés típusok nem csak anyagukban, hanem a tömítés módjában is eltérnek egymástól. Ezért jellemzően egy motorhoz csak egyfajta tömítést készítenek a gyártók, bár ez alól vannak kivételek. Az eltérő tömítés kialakítástól és tömítési módtól függően azok beépítése is eltérő, sőt a csatlakozó felületek megmunkálása is eltérhet. |
