Прокладки и уплотнения
Семинар Elring

 
 
 
 

На организованном компанией Inter Cars семинаре представитель ElringKlinger Флориан Кизиак (Florian Kiziak) рассказал о строении современных прокладок ГБЦ, их корректной замене, а также о другой продукции компании и нюансах ее применения.

   
  galvas blīve, прокладка ГБЦ, blīvslēgs, сальник, hermetiķi, герметик, auto rezerves daļas, автозапчасти, авто 

запчасти, Inter Cars, intercars.lv, ic24.lv, Elring
   
 

Компания ElringKlinger производит различные типы прокладок и уплотнений, которые могут понадобиться в автомобиле либо другой технике. Некоторое время назад освоено новое направление: прокладки для АКПП. Одних только прокладок ГБЦ выпускается около 45 млн. в год, причем пятая часть из этого количества делается в Германии. Большая часть продукции идет на конвейеры производителей, в частности примерно 1 млн. прокладок в год поставляется концерну VW.

Ведущий задал вопрос: какой по мнению зала процент брака допускается? Вопрос − хитрый, а потому правильно не ответил никто. Процент − это слишком большая единица измерения: допустимое количество брака − 3 штуки на 1 млн. прокладок. Такого стабильного качества позволяет добиться компьютерное моделирование и роботизированное производство. Поставляемая на рынок послепродажного обслуживания продукция имеет идентичное качество.

Виды прокладок

В ассортименте Elring имеются прокладки типа "Металл - мягкий материал" и "Металл - эластомер". В основе первых находится зазубренная металлическая пластина, с обеих сторон покрытая мягким материалом. По периметру цилиндров предусмотрена металлическая окантовка, обеспечивающая повышенное прижимное усилие, а также защиту мягкого материала от воздействия продуктов сгорания. Для герметизации жидкостных каналов может быть использовано линейное эластомерное покрытие в форме валика. Он также обеспечивает повышенное локальное прижимное усилие, за счет которого прокладка оптимально прилегает к уплотняемой поверхности любой шероховатости.

У прокладки "Металл - эластомер" несущая металлическая пластина дополнена подвулканизированными эластомерными профилями. Благодаря современным методам литья под давлением эластомерные материалы могут быть связаны с металлическим или пластиковым носителем. Такие прокладки широко применяются, например, в современных грузовых двигателях. Преимущества прокладок типа "Металл - эластомер" − надежное уплотнение даже при относительно невысоком усилили прижатия деталей, компенсация больших допусков и хорошая акустическая изоляция компонентов.

MLS Metaloflex

В 1990-е годы, когда стали появляться двигатели с алюминиевыми блоками, произошло переосмысление технологии уплотнения. Прокладки традиционной конструкции, содержащие черные металлы и мягкие материалы даже на чугунных двигателях со временем демонстрировали уменьшение толщины, и иногда − течи. Понятно, что в новых условиях работы они показали бы точно не лучший результат.

Иные требования к прокладкам ГБЦ обусловлены несколькими факторами. При всей кажущейся внешней простоте, прокладка является сложной деталью, задача которой − обеспечить уплотнение в условиях высочайших температур и динамических колебаний.

Принято думать, что головка блока цилиндров неподвижна относительно блока, но это не так. Огромное давление в цилиндрах приводит к тому, что головка блока − не статична. Величина ее колебаний невелика − всего 2...10μm, но этого достаточно, чтобы оказать влияние на качество уплотнения. Это справедливо для всех двигателей: как старой, так и новой конструкции, но для новых, особенно турбированных − актуальнее. Алюминий − металл более податливый, в результате чего величина динамических колебаний в районе уплотнения выше. Кроме того повысились рабочие температуры, а также все чаще применяются блоки цилиндров открытого типа (см. врезку).

Новым витком развития стали многослойные прокладки из высоколегированных пружинных сталей, которые получили название MLS (Multi-Layer Steel Gasket) Metaloflex. В прокладке может быть от двух до пяти слоев, хотя для двигателей Формулы-1, где давление в цилиндрах и колебания головки относительно блока особенно велики, изготавливаются 10-слойные прокладки.
   
  galvas blīve, прокладка ГБЦ, blīvslēgs, сальник, hermetiķi, герметик, auto rezerves daļas, автозапчасти, авто 

запчасти, Inter Cars, intercars.lv, ic24.lv, Elring
   
  galvas blīve, прокладка ГБЦ, blīvslēgs, сальник, hermetiķi, герметик, auto rezerves daļas, автозапчасти, авто 

запчасти, Inter Cars, intercars.lv, ic24.lv, Elring
   
 

Прокладки Metaloflex не статично прижаты ко всей поверхности: применяется технология, которую сами специалисты Elring называют "сферы, стопперы и несущие слои". Упрощенно говоря, уплотнение тоже является динамичным, и подстраивается к колебаниям и деформациям уплотняемых поверхностей.

Так называемые сферы представляют собой выпуклые выштамповки, обеспечивающие надежное уплотнение в районе каналов для масла и охлаждающей жидкости. Для предотвращения повреждения упругих сфер применяются различные стопперные технологии. У прокладок Metaloflex первого поколения дополнительное уплотнение достигалось загибом краев стопперного слоя, на втором поколении стали применять дополнительные элементы, приваренные лазерной сваркой, у прокладок третьего поколения стопперные элементы изготавливаются при помощи чеканки, и могут иметь сегментную форму, либо форму, отчасти напоминающую соты (см. фото).
   
  galvas blīve, прокладка ГБЦ, blīvslēgs, сальник, hermetiķi, герметик, auto rezerves daļas, автозапчасти, авто 

запчасти, Inter Cars, intercars.lv, ic24.lv, Elring
 

Стопперные технологии, используемые в прокладках Metaloflex.

   
 

Замена

Рассказав о том, как по внешнему виду повреждения прокладки ГБЦ можно понять причину этого явления, ведущий затронул тему ресурса прокладок в целом. Рассчитанный срок службы прокладки составляет, в среднем, до 250 тыс. км для двигателей легковых автомобилей и до 1,2 млн. км для двигателей тяжелого коммерческого транспорта.

Нередко возникает вопрос: почему, не смотря на утверждения об идентичном качестве деталей, прокладки, предлагаемые на вторичном рынке выхаживают меньший ресурс, чем оригинальные детали? Практика показывает, что в подавляющем большинстве случаев проблема − либо в поверхностях, либо в некорректном монтаже.

Во-первых, перед установкой новой прокладки нужно проверить, насколько поверхность ровная: допускается отклонение в 0,05 мм в продольном направлении и 0,03 мм в поперечном направлении. Также надо проверить высоту выхода поршня над блоком, причем − в двух местах. Исходя из выступания самого высокого поршня по каталогу выбирается толщина прокладки.

Еще нюанс: прокладки старого типа допускали шероховатость поверхностей до 25 μm, новые − примерно вдвое меньше. Иначе говоря, обрабатывать поверхности наждачкой нельзя: если посмотреть под микроскопом, то видно, что наждачка оставляет не только борозды, но и пики. В идеале, перед установкой новой прокладки желательно отшлифовать поверхности на станке, однако мало, кто так делает: это хлопотно и не особо дешево. Будет ли прокладка при неидеальных поверхностях обеспечивать идеальное уплотнение? Вряд ли. Вот и первый ответ о снижении ресурса.

Что значит − некорректный монтаж, если соблюдены все моменты и условия затяжки? Распространенная ошибка − использование старых болтов. Казалось бы, что тут такого? Однако, при инженерном расчете уплотнения учитывается дополнительное прижатие головки за счет упругости материала самих болтов. Допустим, указано, что болты нужно затянуть определенным крутящим моментом, а потом довернуть еще на 180 градусов. Несложно заметить, что для этого требуется большее усилие.

Говоря простыми словами, болты из-за силового доворота немного растягиваются, а по причине того, что структура металла болтов стремится вернуться в исходное состояние, то есть − сжаться, обеспечивается дополнительный прижим. У старых болтов уже имеется усталость металла, то есть нужной упругости нет, а значит рассчитанное уплотнение достигнуто не будет со всеми вытекающими последствиями. Также рекомендуется продуть отверстия болтов сжатым воздухом, а на сами болты нанести обычное моторное масло: каплю − на резьбу и каплю − под головку.
   
  galvas blīve, прокладка ГБЦ, blīvslēgs, сальник, hermetiķi, герметик, auto rezerves daļas, автозапчасти, авто 

запчасти, Inter Cars, intercars.lv, ic24.lv, Elring
 

Болты для головки блока цилиндров: каждый болт имеет индивидуальную упаковку для защиты резьбы при транспортировке.

   
 

Сальники

В ассортименте ElringKlinger имеются сальники для валов, и на этой теме ведущий остановился подробнее. В последнее время все большее распространение получают так называемые тефлоновые сальники − из PTFE. Как известно, такие сальники гораздо более устойчивы к воздействию высоких температур и современных моторных масел, характеризуются низкими потерями при трении и обладают очень хорошей герметизирующей способностью. В связи с этим сегодня часто возникает вопрос: можно ли заменять традиционные сальники FPM с эластомерными уплотняющими губками сальниками из PTFE? При этом предполагается, что размеры (внутренний / наружный диаметр / монтажная высота), а также их конструкции одинаковы. По мнению инженеров Elring, в отдельных случаях это возможно, однако есть нюансы.

Во-первых, сальники из PTFE крайне желательно устанавливать с помощью соответствующего специнструмента. При монтаже нельзя использовать смазку, руки должны быть чистыми, а кроме того важно исключить попадание посторонних предметов: волокон, ворсинок, абразивной пыли, и т.д. Защитная губка должна хорошо прилегать. Из-за высокой способности уплотнительной губки PTFE к возврату масла, в уплотняемую область легче всасывается грязь, чем при использовании эластомерных сальников. После монтажа допускается прокручивать вал вручную, но крайне не рекомендуется заводить двигатель в течение четырех часов.

Касательно любых сальников также есть важные моменты. Например, часто сняв старый сальник, на валу можно увидеть следы выработки. Понятно, что в этом случае даже новый сальник не обеспечит должного уплотнения. Что делать: менять вал? Есть решение проще: ElringKlinger предлагает специальные ремонтные насадки для валов (Shaft Repair Sleeve). Насадка представляет собой кольцо из тонкого металла с буртиком, которое плотно напрессовывается на вал в месте выработки, а уже потом устанавливается сальник.

Также были приведены примеры тонкостей при в монтаже. В частности, В комплекте с некоторыми сальниками для выходных валов трансмиссии поставляется защитная пластиковая втулка, предустановленная на сальник непосредственно перед его уплотняющей кромкой. Втулка предотвращает попадание грязи во время монтажа. Это важно, поскольку в зоне установки практически гарантировано присутствуют продукты износа внутренностей КПП: шестерен, втулок синхронизаторов, и т.д. В случае подобных сальников нередко допускается ошибка: защитную втулку демонтируют до установки, в уплотнение попадает грязь, и довольно скоро снова образуется утечка масла.

Герметики

ElringKlinger предлагает широкий ассортимент уплотняющих составов для разных сфер применения. Высокотемпературные силиконовые герметики Dirko имеют вязкую, пастообразную консистенцию и обладают высоким сопротивлением к разрыву. Это делает их подходящим выбором, когда речь идет об уплотнении / соединении поверхностей, которые не были отшлифованы до идеального уровня. Термостойкость − 300...315°С, в зависимости от вида и назначения герметика.
   
  galvas blīve, прокладка ГБЦ, blīvslēgs, сальник, hermetiķi, герметик, auto rezerves daļas, автозапчасти, авто 

запчасти, Inter Cars, intercars.lv, ic24.lv, Elring
 

На тех прокладках, при монтаже которых допускается применение герметика, места его нанесения отмечены специальными метками.

   
 

Уплотнительные составы Curil выпускаются в отверждающемся, термостойком и не отверждающемся высокотемпературном исполнении, а также в качестве жидкого отверждающегося продукта. Они производятся на основе синтетических смол, и имеют более низкую вязкость, чем силиконы. Эти продукты подходят, в частности, для заполнения мелких зазоров − с дополнительной прокладкой или без. Они требуют присутствия воздуха для вулканизации.

В отсутствие воздуха − что часто имеет место быть, например, в случае с высокоточными уплотняемыми поверхностями − требуется герметик с анаэробными свойствами. В этом случае подойдут составы AFD. Эти продукты могут использоваться для герметизации зазора между двумя металлическими компонентами, например − для уплотнения зазоров между раздельными головками блока цилиндров. Важное свойство − составы AFD хорошо сопротивляются воздействию топлива и не забивают каналы − масляные или системы охлаждения.

На сайте производителя можно найти более подробное описание каждого продукта, а также технические рекомендации и информационные бюллетени по монтажу на разных. Кроме того постоянно пополняется онлайн-каталог, который ценен двумя моментами: во-первых, он основан на TecDoc, а во-вторых − доступен совершенно свободно, и даже без регистрации.
   
  galvas blīve, прокладка ГБЦ, blīvslēgs, сальник, hermetiķi, герметик, auto rezerves daļas, автозапчасти, авто 

запчасти, Inter Cars, intercars.lv, ic24.lv, Elring
 

Elring предлагает не только маслосъемные колпачки, но и специнструменты для их монтажа.

 
 

Блоки цилиндров открытого и закрытого типа

Как видно из фото, различие состоит в том, открыты или закрыты каналы для охлаждающей жидкости на стыке блока и головки цилиндров. Блок закрытого типа (Closed-Deck − фото 1) имеет большую жесткость в верхней части, а потому выдерживает большие нагрузки. Также эта конструкция предполагает менее сложные условия работы для прокладки.
   
  galvas blīve, прокладка ГБЦ, blīvslēgs, сальник, hermetiķi, герметик, auto rezerves daļas, автозапчасти, авто 

запчасти, Inter Cars, intercars.lv, ic24.lv, Elring
  Соответственно, у блока открытого типа (Open-Deck − фото 2) все наоборот: расчетная нагрузка при прочих равных ниже за счет меньшей жесткости в верхней части, а прокладке приходится сложнее.
   
  galvas blīve, прокладка ГБЦ, blīvslēgs, сальник, hermetiķi, герметик, auto rezerves daļas, автозапчасти, авто 

запчасти, Inter Cars, intercars.lv, ic24.lv, Elring
   
  Однако есть два плюса, по которым подобные блоки сегодня применяют чаще. Во-первых, такая конструкция обеспечивает лучшее охлаждение, что для нынешних термонагруженных моторов актуально, а второй, наверное, самый главный фактор − блок открытого типа проще и дешевле в изготовлении.
 
   
 

galvas blīve, прокладка ГБЦ, blīvslēgs, сальник, hermetiķi, герметик, auto rezerves daļas, автозапчасти, авто 

запчасти, Inter Cars, intercars.lv, ic24.lv, Elringgalvas blīve, прокладка ГБЦ, blīvslēgs, сальник, hermetiķi, герметик, auto rezerves daļas, автозапчасти, авто 

запчасти, Inter Cars, intercars.lv, ic24.lv, Elring

   
 

Двойное название

На коробках написано Elring, а, например, в онлайн-каталоге фигурирует имя ElringKlinger AG. Почему так? Это становится понятно из истории. Компания Elring была основана в 1879-м году − Пауль Лехлер (Paul Lechler) открыл в Штутгарте фирму по торговле технической продукцией и прокладками. Собственное производство прокладок началось в 1914-м году, а в 1924-м компания начала поставлять прокладки для автомобилей Opel.

В 1886-м году Рихард Клингер (Richard Klinger) основал в Вене небольшую мастерскую, выросшую впоследствии до солидного производства, сферой деятельности которого также стали прокладки и уплотнения. В 1994-м году произошло объединение фирмы Elring GmbH с автомобильным подразделением фирмы Richard Klinger GmbH, в результате чего образовалась компания ElringKlinger AG.
 
 
 
 
 
sagatavots / / / подготовлено brauc.com; car-use.lv ®