Części i regeneracja

W ostatnim czasie w wielu publikacjach pojawia się temat silników Diesla, niestety dość często w negatywnym świetle. Coraz ostrzejsze limity emisji CO₂ sprawiają, że technologia ta cały czas się rozwija i ewoluuje. Jakie technologie są stosowane, jaki wpływ ma to na projektowanie i rozwój uszczelek, a w szczególności uszczelki głowicy?

Na początku tego tysiąclecia standardem były układy wtryskowe common rail, recyrkulacja spalin za pomocą zaworów EGR lub dopalanie spalin przy użyciu AdBlue. Zmiana norm emisji spalin z Euro 5 na dużo bardziej zaostrzone Euro 6 spowodowała ulepszenie znanych technologii, takich jak katalizatory czy filtry cząstek stałych. Dzięki temu silniki pojazdów użytkowych mogły być zdecydowanie bardziej przyjazne dla środowiska i spalać mniej paliwa. Sam układ silnika również musiał się zmienić, żeby „pomóc” poprawić jego ekologiczność.
Nie tak dawno standardem były silniki typu „V” z wałkiem rozrządu znajdującym się w bloku silnika, popychaczami i pojedynczymi głowicami na każdym cylindrze. Obecnie normą jest ponownie silnik rzędowy z jedną dużą głowicą, w której operuje jeden lub dwa wałki rozrządu. Kolejnym elementem połączonym z silnikiem jest jedna lub kilka turbosprężarek, które mają za zadanie poprawić osiągi silnika, ale również zapewniają „czyste spalanie”. Połączenie tych wszystkich rozwiązań w jednym silniku powoduje zdecydowane poprawienie emisji CO2. W jaki sposób wpływa to na technologię uszczelnienia?

W porównaniu do starszych silników w nowych konstrukcjach duża głowica, wykonana ze stopów aluminium, jest elementem „plastycznym”, mocno pracującym we wszystkich płaszczyznach podczas pracy silnika. Ponadto dzięki rozwojowi układów wtryskowych maksymalne wartości ciśnienia wtrysku paliwa oraz końcowe ciśnienie spalania znacząco wzrosły. W nowoczesnych silnikach takie elementy jak tłoki czy panewki są produkowane z materiałów, które są w stanie wytrzymać te obciążenia, a co za tym idzie – również uszczelka głowicy musi być w stanie pracować w tak ekstremalnych warunkach. Można powiedzieć, że uszczelki głowicy w nowoczesnych silnikach z normą spalania Euro 6 to cud techniki. Produkowane w technologii metal-elastomer (ME) jednoczęściowe uszczelki głowicy do cztero- lub sześciocylindrowych silników łączą w sobie wszystkie dostępne na ten moment technologie uszczelnienia, na przykład elastyczne przetłoczenia wokół komory spalania, które mają cały czas pracować razem z silnikiem i zapewnić uszczelnienie silnika w każdej sekundzie.

Do uszczelnienia kanałów olejowych i płynu chłodniczego używamy elementów wykonanych z elastomeru, które są natryskiwane na korpus uszczelki albo laserowo wspawywane na swego rodzaju wkładkach metalowych do konstrukcji uszczelki. Dzięki temu nawet przy bardzo dużych zmianach w uszczelnianej szczelinie, spowodowanych przez wibracje pojawiające się przy spalaniu mieszkanki paliwowej, uszczelka gwarantuje 100% szczelności. Sama uszczelka w zależności od wykorzystanej stali i jej grubości może być jedno- lub wielowarstwowa.

Dla zachowania równej siły docisku głowicy do bloku na całym obwodzie komory spalania zastosowana jest technologia stopera ze zmienną topografią. W przypadku uszczelnień pobocznych, takich jak pokrywa zaworów, misa olejowa czy kolektory ssący i wydechowy, materiały, z jakich wykonana jest uszczelka, również się zmieniły. Uszczelki korkowe czy papierowe przeszły do historii, a ich miejsce w silnikach Euro 6 zajęły uszczelki wykonane z elastomeru z ramą metalową lub z wykorzystaniem elastomerowej wargi uszczelniającej. Alternatywnie wykorzystujemy jednowarstwowe uszczelki metalowe ze stali elastycznej, które wykonane są w technologii zbliżonej do uszczelek głowicy, gdzie funkcję uszczelnienia zapewnia przetłoczenie. Ta technologia nosi nazwę Metaloseal.