«Даунсайзинг», или уменьшение размеров, — актуальный тренд в сфере последних поколений двигателей. С этим трендом связано использование одного, а иногда и двух турбокомпрессоров для увеличения мощности двигателя, приходящейся на один литр.

Кроме уменьшения размеров, также принимаются меры для снижения веса. Для этого при изготовлении блока двигателя, блока цилиндров и поршней применяют легкие материалы, такие как алюминий или алюминиевые сплавы с содержанием кремния.

Основная цель — максимально уменьшить вес и одновременно минимизировать утечки газов при расширении цилиндров и движении поршней после холодного запуска. Все это касается соблюдения соответствующих норм относительно выбросов и испытательных циклов.

Увеличение давления в конце цикла сгорания и последствия

Будь то грузовик или спортивный автомобиль, максимальное или пиковое давление повышается в процессе горения. В случае дизельных двигателей этому особенно способствуют современные технологии прямого впрыска. Оба фактора — возрастание показателей давления с одновременным уменьшением жесткости деталей из-за использования алюминия — вместе приводят к тому, что при каждом рабочем цикле двигателя головка блока цилиндров поднимается ненадолго против силы прижима винтов головки блока цилиндров.

Поскольку процесс происходит очень быстро, этот эффект называется вибрацией (или колебанием) в уплотнительном зазоре. И хотя речь идет всего о 2–10 мкм, это является значительной проблемой для компонентов, особенно в отношении функционирования прокладки под головку блока цилиндров.

Из-за движения между головкой блока цилиндров и блоком двигателя современная прокладка ГБЦ должна надежно герметизировать горючий газ под давлением, а также моторное масло и охлаждающую жидкость. В то же время она должна выдерживать или даже компенсировать колебания в области уплотнительного зазора в течение длительного времени.

Старые типы прокладок, то есть конструкции металл/мягкий материал, были сконструированы как статические элементы в соответствии со свойствами материала. При использовании материала в статических условиях возникают так называемые потери в процессе оседания — уменьшение, хотя и небольшое, толщины прокладки и, как следствие, уменьшение силы зажатия болтов головки блока цилиндров.

Конечный результат — износ прокладок под головку блока цилиндров металл/мягкий материал. Этот процесс ускоряется в конце эксплуатации.

Металлические прокладки с гибким профилем

Для повышения пробега современных транспортных средств сегодня используют металлические прокладки из пружинной стали с замкнутым упругим профилем. Эта технология позволяет упруго герметизировать уплотняемый зазор, прокладка повторяет движения компонентов, практически без потерь в ходе осадки. Благодаря этому для современных двигателей практически не характерны потери прижимного усилия винтов.

Для предотвращения полного сжатия гибких прокладок из пружинной стали из-за постоянной вибрации в высокодинамичных двигателях между головкой блока цилиндров и картером используют так называемые «системы стопоров».

Эта технология обеспечивает профилю функциональный зазор, в котором он может гибко выполнять свою функцию. Кроме того, отдельные металлические слои имеют эластомерное покрытие, устойчивое к высоким температурам, что обеспечивает необходимое микроуплотнение. Это может быть как полное, так и частичное покрытие.

ElringKlinger AG является партнером всех ведущих мировых производителей двигателей в разработках по этой чрезвычайно сложной технологии, доступной в нескольких различных версиях. Существуют стопоры с отогнутой кромкой, сварные и рельефные стопоры, а также гибкие и жесткие варианты.

В сверхсложных моделях двигателей могут использоваться даже конструкции с профилированием по высоте. Компания также продает запчасти такого же высокого качества под торговой маркой «Elring – Das Original».