A hengerfejtömítés: Működés, típusok és fejlesztési irányok
A hengerfejtömítés létfontosságú alkatrész a belsőégésű motorokban, amely számos kritikus funkciót lát el. Elsősorban tömíti a motortömb és a hengerfej közötti felületet.
Ezenkívül kitölti a felületek megmunkálásából adódó egyenetlenségeket, és elválasztja az égésteret a külvilágtól. Fontos szerepe van a víz és az olajcsatornák elválasztásában is, amelyek komoly kémiai hatásnak vannak kitéve. A fenti feladatokat tartósan, akár több százezer kilométeren keresztül kell biztosítania.
A hengerfejtömítések fejlődése: az első anyagoktól a modern megoldásokig
Az első tömítések olajos papírból, azbesztkartonból, gumírozott azbesztből készültek. A mai modern motorokban ezek az anyagok már nem állnák meg a helyüket, mivel a növekvő teljesítmény és a szigorú környezetvédelmi előírások új megoldásokat tettek szükségessé.
A fém-lágyanyag tömítések
A leginkább elterjedt és ismert hengerfejtömítés fajta a fém-lágyanyag tömítés volt. Ezek hordozó anyaga egy speciálisan csipkézett fémlemez, 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 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.
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.
Peugeot 206 1.4 8v hengerfejtömítés csere 2
A modern hengerfejtömítések részletei
Metal-elastomer tömítések
A metal-elastomer tömítések erős, tartós tömítések, amelyek hordozó anyaga fém, és erre vulkanizálással elasztomer 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 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.
MLS (Multi-Layer Steel) tömítések
A megnövekedett igényeknek megfelelően a személyautó motorok hengerfejtömítései is átalakultak. A hagyományos fém-lágyanyag tömítéseket felváltotta az MLS, vagyis multi-layer steel tömítés. Ezek a tömítések jellemzően rugóacélból készülnek egy vagy több rétegből, amelyeket általában szegecseléssel rögzítenek egymáshoz. Az egyes rétegek eltérő 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.
A stopper hidegen hengerelt vagy rozsdamentes acélból készül, amit préseléssel vagy lézerhegesztéssel rögzítenek a hordozó réteghez. A hordozó réteggel közösen az égéstér kerületén alakítják ki az elsődleges tömítési zónát. A félborda kétirányú összenyomódást eredményez. A teljes borda három irányú összenyomódást eredményez az égéstér kerületén. 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.
Mennyibe kerül a hengerfej felújítás Törökszentmiklóson?
Összehasonlító táblázat: Hengerfejtömítés típusok
| Tömítés típus | Főbb anyagok | Jellemzők | Tipikus alkalmazás |
|---|---|---|---|
| Fém-lágyanyag tömítés | Csipkézett fémlemez, lágyanyag bevonat | Égéstér peremezés, elasztomer csíkok, hőkezelés | Régebbi motorok, korábbi személyautók |
| Metal-elastomer tömítés | Fém hordozó (rozsdamentes/rugóacél), vulkanizált elasztomer profilok | Újszerű tömítőerő eloszlás, koncentrált összeszorító erő | Nagy teljesítményű teherautó motorok |
| MLS (Multi-Layer Steel) tömítés | Rugóacél rétegek (1+), stopper, fél/teljes bordák, opcionális elasztomer bevonat | Moduláris felépítés, precíz tömítési zónák, rugalmasság | Modern személyautó motorok |
Hengerfejtömítések veterán autókban
Jellemzően a veterán autók hengerfejtömítései 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. 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.
A hengerfejtömítések jövője: innováció és optimalizáció
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. 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.
Fontos szempontok a hengerfejtömítés kiválasztásánál és beszerelésénél
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.
tags: #raba #motor #hengerfej #tomites #információk