Uszczelki ze zintegrowanym układem połączeń elektrycznych. 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).

W ostatnim czasie Victor Reinz, 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 gotowa na nowe wyzwania, które stawiają coraz bardziej zaawansowane konstrukcje silników samochodowych 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, niejednorodnych 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 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 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.

Połączenie „wieczne”
Innowacją technologiczną uszczelki ze zintegrowanym układem połączeń elektrycznych jest to, że gwarantuje ona pierwsze szczelne, nieprzepuszczalne połączenie uszczelniającej warstwy elastomerowej z termoplastyczną 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®.
Warstwa zewnętrzna konstrukcji uszczelki, czyli ramka, służy do usztywnienia całej struktury, a także 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.

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 i połączenie zostały 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 zalety 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% 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 standardowe testy powszechnie stosowane w przemyśle dla tego rodzaju produktów i przekroczyła swoje znormalizowane wartości. Zarówno sam prototyp, jak i produkt finalny zostały poddane badaniom pod kątem wytrzymałości w dynamicznych warunkach 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 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 i 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 (OEM), znajdą się przecież za niedługi czas na rynku części zamiennych (IAM), dlatego też Victor Reinz nie tylko produkuje i dostarcza uszczelnienia silnikowe, stara się również wyznaczać kierunki w ich rozwoju i konstrukcji.

Bartosz Czuba
Reinz Dichtungs GmbH