През последните 10 години развитието на уплътненията на цилиндровата глава по същество се характеризира с адаптирането на металната слоеста технология към непрекъснато нарастващите и разнообразни изисквания на съвременните високопроизводителни двигатели. Като лидер в тази технология, ElringKlinger многократно поставя нови стандарти и допълнително разшири границите на приложимост. С иновативната технология за уплътняване и производство, се постигат още по-икономични решения, като същевременно се увеличава функционалния потенциал. Разработката на изцяло новата щанцоване гарнитура е само един такъв важен момент.

Първото поколение на MetaloflexTM: огънати уплътнителни слоеве.

Второто поколение на MetaloflexTM: лазерна технология.

Третото поколение на MetaloflexTM: щанцовани гарнитури.

Серпентиновото уплътнение дава възможност за идеално използване на повърхността, определена геометрично от двигателя за уплътняване. Уплътнението, щамповано във формата на серпентина създава удебеляване, което може да замести лазерно заварения слой, използван досега, с почти идентична коравина. Причината: Многобройните извивки, причинени от серпентинната геометрията увеличава коравината на уплътнителния слой, така че последният да бъде предпазен от слягане и от нежеланото свойство на еластичност по време на работа на двигателя. Такъв еластичен слой на уплътнението ще доведе до увеличаване на колебанията на уплътнителните хлабини от налягането при запалването в цилиндъра и по този начин влияят неблагоприятно на издръжливостта на системата.

Основно при дизелови двигатели, за компенсиране на допустимите отклонения при производството, различните дебелини на гарнитурата се постигат чрез променливи дебелини на носещия слой.Предимството е, че поведението на уплътнението не се влияе от различните дебелини на слоя. Уплътнението в носещия слой е с геометрията на пчелната пита. Коравината на тези гарнитури са сравними с тези на заварените. Процесът на щамповане, разработен от ElringKlinger, позволява и плоските, и топографски гарнитури да се произвеждат с висока степен на точност.

Сегментна гарнитура във функционалния слой

Сегментната гарнитура се използва главно в уплътнения с метален слой с увеличена дебелина на носещия слой и топографски дизайн. Сегментирането на слоя позволява да се използват високоустойчиви пружинни стомани за функционални слоеве около обиколката на горивната камера. Необходимият ефективен размер на гарнитурата се постига чрез процес на щамповане. В допълнение към необходимата дебелина, при този тип топографски гарнитури също може да бъде постигнато почти всяко отклонение на дебелината на профила. Специалните предимства на тази концепция включват изключително високата коравина на дизайна, особено при много ограничени гарнитури.

Топографски щанцовани гарнитури

С конструкцията на гарнитурата е възможно селективно да се повлияе на разпределението на налягането върху уплътнението и по този начин на колебанията на уплътнителната хлабина, тъй като те причиняват увеличаване на налягането и еластично претоварване на уплътнителна система. Профилиране на дебелината на гарнитурата може да е необходимо, ако съседните компоненти на двигателя имат нееднородни коравини. Щанцованите гарнитури предлагат значителни функционални предимства в този контекст: възможно е да се постигне почти всеки топографски дизайн, необходим за компонентите на двигателя. Профилирането на височината може да се определя променливо както за всеки цилиндър, така и за други области на уплътнението.

Топографската гарнитура позволява компенсиране на нехомогенни твърдости на компонентите. Областите с ниска коравина могат да бъдат спредварително напрежение и по този начин е осигурено е равномерно притискане. По този начин, наличното усилие на болта може да бъде точно разпределено и оптимално използвано на уплътняващите повърхности.

Сравнение на разпределението на налягането в уплътнението:

Новите високоефективни двигатели натоварват уплътнението на главата не само в областта на горивната камера, но и все повече в областта на уплътняване на различни среди (масло и охлаждащи течности). Поради тези повишени изисквания, често е необходимо да се осигури поддържащ елемент в тези зони. Компонентите са предварително напрегнати, така че динамиката да бъде намалена и да се гарантира надеждната функционалност на уплътнението през цялото време на работа на двигателя. Щанцованите гарнитури (вълнообразни и пчелна пита) са особено подходящи за използване, тъй като позволяват максимална свобода на дизайна.

Източник: Elring