Kvalita těsnicích ploch ovlivňuje nejen životnost těsnění hlavy válců, ale také účinnost motoru. Různé těsnicí materiály přitom vyžadují specifické opracování dosedacích ploch. Zatímco dříve se používala především těsnění hlavy válců z měkkých materiálů v kombinaci s robustními bloky z šedé litiny, u moderních generací motorů se situace zásadně změnila. Dnešnímu stavu techniky odpovídají těsnění hlavy válců z kovových vrstev (MLS) nebo kovových elastomerů, což znamená výrazně vyšší nároky na kvalitu povrchu.
Příčiny poškození hlavy válců
Hlavy válců mohou být poškozeny různými vlivy. K deformacím často dochází při přehřátí nebo nerovnoměrném tepelném zatížení, což způsobuje nerovnost těsnicí plochy a negativně ovlivňuje těsnění mezi hlavou válců a motorovým blokem. Při přehřátí mohou také vznikat trhliny v materiálu nebo jeho únava. Následně pak dochází k pronikání chladiva nebo oleje. Dalším problémem, který může ovlivnit funkci hlavy válců, je opotřebení sedel ventilů, vedení ventilů a těsnicích ploch. Kromě toho dochází často u starších motorů k výskytu koroze na těsnicích plochách.
Pracovní kroky při opravě hlavy válců
Oprava hlavy válců probíhá v několika precizních pracovních krocích. Nejprve se hlava válců demontuje a zcela se rozloží. Odstraní se veškeré příslušenství, jako jsou ventily, vačkové hřídele, těsnění a šrouby. Poté se hlava válců důkladně vyčistí a zbaví zbytků oleje, sazí a chladiva. To je důležité pro důkladnou kontrolu. Po opracování se znovu prohlédne z hlediska poškození. Pomocí měrky nebo pravítka se zkontroluje, zda je těsnicí plocha správně vybroušená.
Požadavky na kvalitu povrchu podle typu těsnění
Těsnění hlavy válců z měkkého materiálu musí mít poměrně drsný povrch, aby bylo zajištěno mechanické propojení s těsnicím materiálem. Typické hodnoty drsnosti jsou zde Rz 15–20 µm, Rmax 20–25 µm a Wt 8–10 µm. Tato struktura zaručuje spolehlivé těsnění mechanickým ukotvením těsnicího materiálu.
Moderní vícevrstvá kovová těsnění (MLS) naopak vyžadují výrazně jemnější opracování povrchu. Spolehlivé hodnoty jsou Rz až 11 µm a Rmax až 15 µm – standardně jsou však skutečné hodnoty výrazně nižší, protože těsnění MLS nemusí být velmi drsná. Příliš drsný povrch může způsobit to, že kovové vrstvy dostatečně netěsní.
Těsnění z kovových elastomerů, která kombinují kov a elastomer, vyžadují vyváženou strukturu povrchu. Musí být dostatečně hladká k utěsnění, ale také mít mikrovroubkování pro těsnicí chlopně. Ideální hodnoty jsou zde Rz 11–20 µm, Rmax 15–20 µm a Wt 8–10 µm.
Zpracování hlavy a bloku válců u těsnění MLS
Rozhodujícím bodem při použití vícevrstvých kovových těsnění je, že jak hlava válců, tak také blok motoru je nutné opracovat stejně. Požadavky na liniový přítlak – tedy rovnoměrné rozdělení přítlačné síly – musí být u obou povrchů stejné, aby bylo zajištěno spolehlivé těsnění.
Důležité upozornění:
Při použití těsnění MLS je bezpodmínečně nutné, aby byly těsnicí plochy (hlava válců a motorový blok) vybroušeny. Pokud toto opracování neproběhne, nelze zajistit, že nové těsnění MLS spolehlivě těsní nebo že dosáhne stejné životnosti jako v původním stavu instalace. I ty nejmenší nerovnosti nebo odchylky kvality povrchu mohou způsobit netěsnosti a předčasné selhání.
Dodatečné upozornění k ošetření povrchu
I jediný škrábanec na těsnicí ploše může být v nejhorším případě příčinou toho, že žlábek těsnění MLS již spolehlivě netěsní. Proto musí být vybroušený povrch pečlivě chráněn a ošetřován – především během skladování, přepravy a montáže.
Mýtus: měděný sprej a těsnicí prostředek
Časté používání měděného spreje nebo jiných těsnicích prostředků u těsnění MLS není nutné, dokonce může být kontraproduktivní. Tyto prostředky nemohou vyrovnat škrábance nebo nedostatečnou drsnost a v nejhorším případě mohou negativně ovlivnit funkci těsnění. Těsnění MLS jsou koncipována jako přesné komponenty k zabudování „za sucha“ a další povrstvení ruší definovanou funkci těsnicích vrstev a může být příčinou netěsností.
Vliv materiálu na zpracování
Rozhodující roli hraje také materiál bloku. Zatímco bloky z šedé litiny byly dříve dostatečně robustní, aby tolerovaly hrubé opracování, moderní materiály jako hliník a slitiny křemíku vyžadují přesné opracování. Mikrodůlky nebo stopy po broušení mohou u těchto citlivých materiálů rychle způsobit netěsnosti. Proto je nezbytná kontrola povrchu vhodným přístrojem na měření drsnosti, posouzení „pocitem“ není u moderních materiálů dostačující.
Rovinné broušení těsnicí plochy
Pokud je těsnicí plocha hlavy válců deformovaná, musí se rovinně vybrousit. Přitom se odstraní tenká vrstva materiálu a povrch se opět vyrovná. V závislosti na deformaci a požadavcích na kvalitu povrchu se používá rovinné frézování, broušení nebo lapování. Úběr materiálu přitom musí být co možná nejmenší, aby nebyla příliš silně pozměněna geometrie hlavy válců. K zajištění optimálního utěsnění ventilů se opotřebovaná sedla ventilů rovněž obnovují. Kontroluje se také vedení ventilů, které se v případě potřeby obnoví, aby byla zajištěna správná vůle ventilů. Po opracování se hlava válců s novými těsněními opět namontuje za dodržení údajů výrobce. Přitom je důležité, aby byly šrouby dotahovány ve správném pořadí a předepsaným utahovacím momentem, aby se zabránilo pnutí a deformacím.
Předcházení chybám při montáži
Neodborná montáž, jako je chybné dotažení šroubů nebo opětovné použití starých těsnění, může taktéž způsobit netěsnosti. Proto je důležité vždy těsnění nahrazovat novými a kvalitními a dodržovat údaje výrobce pro montáž. Nekvalitní nebo nevhodná těsnění mohou předčasně selhat.
Proto vždy důvěřujte jen náhradním dílům Elring v kvalitě originálního vybavení.
