Když na začátku devadesátých let začaly platit první evropské emisní normy, nikdo nepředpokládal, jak dramaticky se změní technika motorů. O tři desetiletí později je však jasné: Téměř žádná součást se nezměnila tak jako těsnění hlavy válců. Dříve stačilo jednoduché těsnění motoru z měkkého materiálu, dnes je to velmi přesná funkční součást, která je optimalizovaná pro extrémní tepelné, mechanické a dynamické zatížení.
Proč jsou dnes vícevrstvá ocelová těsnění hlavy válců (MLS) nenahraditelná
Od normy EURO 1 až po EURO 7 – rostoucí požadavky, rostoucí tlak
V normách EURO 1 a EURO 2 se znatelně zpřísňují předpisy pro spaliny a spotřebu. Zvýšil se měrný výkon motorů, vzrostly spalovací tlaky i tepelná zatížení – a přeplňování se stalo standardním procesem pro dosažení vyšší účinnosti.
Norma EURO 3 přinesla konečný průlom přímého vstřikování v zážehových a vznětových motorech. Koncepce tzv. downsizingu a silnější turbodmychadla znamenají výrazně vyšší tlakové špičky a stále dynamičtější změny teploty ve spalovacím prostoru.
Normy EURO 4 a EURO 5 přinesly také komplexní systémy úpravy spalin. Částicové filtry, snížení NOx a tepelně náročné regenerační cykly vytváří masivní teplotní špičky, které intenzivněji zatěžují celý motorový a výfukový systém.
Norma EURO 6d a požadavky ve směru normy EURO 7 tlačí moderní motory na hranu fyzikálních limitů: maximální specifické tlaky, extrémně variabilní změna zátěže a citlivé regulační systémy spalin si žádají těsnění hlavy válců, které aktivně spolupracuje – stala se z něj maximálně zatížitelná a přesná součást s optimalizovanou funkcí.
Přechod od klasických kovových těsnění z měkkého materiálu k moderním vícevrstvým ocelovým těsněním (MLS – multi layer steel) proto nebyl evolučním vývojem, ale technickou nezbytností. Kvůli přísnějším specifikacím emisních norem byla tato změna nevyhnutelná.
Ohlédnutí – klasické koncepce těsnění
V minulosti byly motory robustnější, tepelně stabilnější a měly jednodušší konstrukci. Bloky z šedé litiny a motory s mírným výkony bylo možné bez problémů utěsnit pomocí měkkého stlačitelného těsnění. Rámcové podmínky byly jednoduché:
- nízké tlaky spalování,
- nízký měrný výkon,
- málo materiálových směsí,
- statická zatížení bez relevantních mikropohybů.
Zkrátka: Stará technika fungovala, protože motory měly prostě nižší požadavky.
Moderní motory: tvrdší, teplejší, dynamičtější
Dnes je konstrukce motorů zcela jiná. Zmenšování, přeplňování, přímé vstřikování, nejpřísnější emisní limity a široké použití nejrůznějších lehkých materiálů vytváří velmi složité termomechanické silové pole.
V těsnicí spáře neustále vznikají mikropohyby – dynamické, cyklické, agresivní. Těsnění je neustále intenzivně zatěžováno. A zde dosahují koncepce měkkých materiálů definitivně svých mezí.
Řešení: MLS těsnění hlavy válců
Odpovědí na požadavky moderních vysoce výkonných a účinných motorů jsou vícevrstvá ocelová těsnění (multi layer steel). Jejich konstrukce je tvořena několika přesně sladěnými ocelovými vrstvami a funkčními zónami, např.:
- speciální elastomerové a polymerové vrstvy pro mikroskopické utěsnění,
- vysoce přesné, ražené rýhy pro elastické zachycení pohybů,
- definované zarážkové zóny pro omezení kompresí a zabránění lokálnímu přetížení.
Díky tomu vzniká těsnění, které staticky netoleruje, avšak aktivně pracuje. MLS těsnění:
- Kompenzuje relativní pohyby mezi hlavou válců a motorovým blokem.
- Zůstává stabilní také při extrémních tepelných cyklech.
- Spolehlivě odolává rostoucím spalovacím tlakům a špičkám ve spalovacím prostoru.
- Dlouhodobě si zachovává své předepnutí a kvalitu utěsnění.
Zkrátka: MLS těsnění fungují v drsné realitě motorového provozu, nejen v laboratoři.
Zkušenost s originálními díly, to se počítá Koncern ElringKlinger je jedním z předních světových výrobců originálních dílů v oblasti moderních vícevrstvých ocelových těsnění hlavy válců. Rozsáhlé zkušenosti ze sériové výroby a vývoje se přímo odráží ve výrobcích společnosti Elring pro aftermarket. Pro dílny, opraváře motorů a náročné mechaniky je to jasnou předností.
Chcete tomu porozumět ještě rychleji?
Pokud chcete porozumět rozdílu mezi klasickým kovovým měkkým materiálem a moderním vícevrstvým ocelovým složením jen za 30 sekund, podívejte se na výstižné krátké technické video na YouTube kanálu Elring ZDE:
Předplatné se vyplatí: pravidelné vysvětlení techniky, produktové insighty a také aktuální know‑how z oblasti vývoje motorů.
