Precíziós felületkezelés – a megbízható hengerfejtömítések kulcsa

A hengerfej és a motorblokk közötti megbízható tömítés a modern motortechnológia egyik legfontosabb követelménye. A tömítőfelületek minősége nemcsak a hengerfejtömítés élettartamát, hanem a motor hatásfokát is befolyásolja. A különböző tömítőanyagok különleges követelményeket támasztanak a tömítőfelületek megmunkálásával szemben. Míg a múltban a puha anyagú hengerfejtömítéseket főként robusztus szürkeöntvényblokkokkal együtt használták, a modern motorgenerációk esetében a helyzet alapjaiban változott meg. Napjainkban a fémrétegű (MLS) vagy fémelasztomer hengerfejtömítések jelentik a technika csúcsát, ami lényegesen magasabb követelményeket támaszt a felületi minőséggel szemben.

A hengerfej sérülésének okai

A hengerfejek különböző tényezők miatt sérülhetnek. A deformációt gyakran a túlmelegedés vagy az egyenetlen hőterhelés okozza, ami egyenetlen tömítőfelülethez vezet, és rontja a hengerfej és a motorblokk közötti tömítést. Az anyagban túlmelegedés vagy anyagfáradás miatt repedések is keletkezhetnek, amelyek hűtőfolyadék- vagy olajszivárgást okozhatnak. A szelepülések, szelepvezetők és tömítőfelületek kopása további probléma, amely ronthatja a hengerfej működését. Ráadásul a régebbi motorok tömítőfelületein gyakran előfordul korrózió, ami tovább nehezíti a tömítést.

A hengerfej javításának munkalépései

A hengerfej javítása több precíz lépésben történik. Elsőként a hengerfejet leválasztják a motorblokkról, és teljesen szétszerelik. Minden kiegészítő alkatrészt eltávolítanak, így a szelepeket, a vezérműtengelyeket, a tömítéseket és a csavarokat is. Ezután a hengerfejet alaposan megtisztítják az olaj-, korom- és hűtőfolyadék-maradványok eltávolítása érdekében. Ez azért fontos, hogy lehetővé tegye a pontos ellenőrzést és megmunkálást. A tisztítás után a hengerfejet megvizsgálják, hogy nincs-e rajta sérülés. Mérőórával vagy vonalzóval ellenőrzik, hogy a tömítőfelület sík-e, mivel a deformációk szivárgáshoz vezethetnek.

Felületminőségi követelmények a tömítés típusától függően

A puha anyagú hengerfejtömítések viszonylag durva felületet igényelnek a tömítőanyaggal való mechanikai kapcsolat biztosítása érdekében. A tipikus érdességi értékek: Rz 15–20 µm, Rmax 20–25 µm és Wt 8–10 µm. Ez a szerkezet a tömítőanyag mechanikus rögzítésével megbízható tömítést biztosít.

A modern fémrétegű tömítések (MLS) esetében sokkal finomabb felületkezelésre van szükség. A megengedett értékek: Rz esetén legfeljebb 11 µm és Rmax esetén legfeljebb 15 µm – a tényleges értékek azonban általában lényegesen alacsonyabbak, mivel az MLS-tömítéseknél nincs szükség nagy érdességre. Ha a felület túl durva, a fémrétegek nem tömítenek megfelelően.

A fémet és elasztomert ötvöző fémelasztomer tömítésekhez kiegyensúlyozott felületi struktúra szükséges. Elég simának kell lenniük ahhoz, hogy tömítsenek, de a tömítőajkakhoz mikrohornyokkal is rendelkezniük kell. Ideális értékek: Rz 11–20 µm, Rmax 15–20 µm és Wt 8–10 µm.

Hengerfej és hengerblokk megmunkálása MLS-tömítésekhez

A fémrétegű tömítések használatakor lényeges szempont, hogy mind a hengerfejet, mind a hengerblokkot meg kell munkálni. A vezetéknyomással szemben támasztott követelményeknek – azaz az érintkezési nyomás egyenletes eloszlásának – mindkét felületen azonosnak kell lennie a megbízható tömítés érdekében.

Fontos megjegyzés:

MLS-tömítések használata esetén elengedhetetlen a tömítőfelületek (hengerfej és motorblokk) síkra köszörülése. Ha ezt nem végzik el, nem garantálható, hogy az új MLS-tömítés megbízhatóan tömít, vagy ugyanazt az élettartamot éri el, mint az eredetileg beépített állapotban. A legkisebb egyenetlenségek vagy a felületi minőségbeli eltérések is szivárgáshoz és idő előtti meghibásodáshoz vezethetnek.

További információk a felületkezeléssel kapcsolatban

A legrosszabb esetben egyetlen karcolás a tömítőfelületen azt eredményezheti, hogy az MLS-tömítés ajka már nem tömít megbízhatóan. A síkra köszörült felületet ezért mindig gondosan védeni és kezelni kell – különösen a tárolás, szállítás és beépítés során.

A rézspray és a tömítőanyag mítosza

A rézspray vagy más tömítőanyagok széles körű használata az MLS-tömítésekhez nemcsak szükségtelen, hanem akár kontraproduktív is lehet. Az ilyen szerek nem képesek kompenzálni a karcolásokat vagy a nem megfelelő érdességet, legrosszabb esetben pedig rontanak a tömítés működésén. Az MLS-tömítéseket precíziós alkatrészként „szárazon” kell beépíteni – a további bevonatok zavarják a tömítőrétegek meghatározott működését, és szivárgást okozhatnak.

Az anyag hatása a megmunkálásra

A blokk anyaga is döntő szerepet játszik. Míg korábban a szürkeöntvényblokkok elég erősek voltak ahhoz, hogy elviseljék a durva megmunkálást, a modern anyagok, például az alumínium és a szilíciumötvözetek pontos megmunkálást igényelnek. A mikrorepedések vagy csiszolási nyomok gyorsan szivárgáshoz vezethetnek ezekben az érzékeny anyagokban. Ezért elengedhetetlen a felület minőségének megfelelő érdességmérő eszközzel történő ellenőrzése, mivel a „tapintásos” értékelés nem felel meg a modern követelményeknek.

A tömítőfelület síkra köszörülése

Ha a hengerfej tömítőfelülete megvetemedett, azt síkra kell köszörülni. Egy vékony anyagréteget eltávolítanak, hogy a felület ismét egyenletes legyen. Az alakváltozás és a felületminőségi követelmények függvényében ez marással, homlokcsiszolással vagy simítással történik. Az anyageltávolítást a lehető legkisebbre kell csökkenteni, hogy a hengerfej geometriája ne változzon túlságosan. A szelepek optimális tömítettségének biztosítása érdekében az elhasználódott szelepüléseket újból megmunkálják vagy kicserélik. A szelepvezetőket is ellenőrzik, és szükség esetén kicserélik őket a megfelelő szelephézag biztosítása érdekében. A megmunkálás után a hengerfejet új tömítésekkel és a gyártó utasításainak megfelelően újra összeszerelik. A feszültségek és deformációk elkerülése érdekében fontos, hogy a csavarokat a megfelelő sorrendben és a megadott nyomatékkal húzzák meg.

Szerelési hibák elkerülése

A helytelen beépítés, például a csavarok helytelen meghúzása vagy a régi tömítések újrafelhasználása szintén szivárgáshoz vezethet. Ezért fontos, hogy a tömítést mindig új, jó minőségű tömítésre cserélje, és tartsa be a gyártó beépítési utasításait. A rossz vagy nem megfelelő tömítések idő előtt meghibásodhatnak.

Ezért mindig csak az Elring eredeti minőségű alkatrészeire hagyatkozzon.