«Даунсайзинг», або зменшення розмірів, — актуальний тренд у сфері останніх поколінь двигунів. З цим трендом пов'язане використання одного, а іноді й двох турбокомпресорів для збільшення потужності двигуна, що припадає на один літр.

Окрім зменшення розмірів, також вживаються заходи задля зниження ваги. Для цього при виготовленні блока двигуна, блока циліндрів і поршнів застосовують легкі матеріали, такі як алюміній або алюмінієві сплави з вмістом кремнію.

Основна мета — максимально зменшити вагу й одночасно мінімізувати витік газів під час розширення циліндрів і руху поршнів після холодного запуску. Все це стосується дотримання відповідних норм щодо викидів та випробувальних циклів.

Зростання тиску наприкінці циклу згоряння й наслідки

Будь то вантажівка або спортивний автомобіль, максимальний або піковий тиск підвищується у процесі горіння. У випадку дизельних двигунів цьому особливо сприяють сучасні технології прямого впорскування. Обидва фактори — зростання показників тиску з одночасним зменшенням жорсткості деталей через використання алюмінію — разом призводять до того, що при кожному робочому циклі двигуна головка блока циліндрів підіймається ненадовго проти сили притискання гвинтів головки блока циліндрів.

Оскільки процес відбувається дуже швидко, цей ефект називається вібрацією (або коливанням) в ущільнювальному зазорі. І хоча йдеться всього про 2–10 мкм, це є значною проблемою для компонентів, особливо щодо функціонування прокладки під головку блока циліндрів.

Через рух між головкою блока циліндрів та блоком двигуна сучасна прокладка ГБЦ має надійно герметизувати горючий газ під тиском, а також моторну оливу та охолоджувальну рідину. Водночас вона має витримувати або навіть компенсувати коливання в області ущільнювального зазору протягом тривалого часу.

Старі типи прокладок, тобто конструкції метал/м’який матеріал, були сконструйовані як статичні елементи згідно з властивостями матеріалу. При використанні матеріалу в статичних умовах виникають так звані втрати в процесі осідання — зменшення, хоча й невелике, товщини прокладки та, як наслідок, зменшення сили затискання болтів головки блока циліндрів.

Кінцевий результат — зношення прокладок під головку блока циліндрів метал/м’який матеріал. Цей процес прискорюється наприкінці експлуатації.

Металеві прокладки з пружним профілем

Для підвищення пробігу сучасних транспортних засобів сьогодні використовують металеві прокладки з пружинної сталі з суцільним пружним профілем. Ця технологія дозволяє пружно герметизувати ущільнювальний зазор, прокладка повторює рухи компонентів і майже не має втрат в ході осідання. Завдяки цьому для сучасних двигунів практично не є характерними втрати притискного зусилля гвинтів.

Для запобігання повному стисканню гнучких прокладок із пружинної сталі через постійну вібрацію у високодинамічних двигунах між головкою блока циліндрів і картером використовують так звані «системи стопорів». 

Ця технологія забезпечує профілю функціональний зазор, в якому він може гнучко виконувати свою функцію. Крім того, окремі металеві шари мають еластомірне покриття, стійке до високих температур, що забезпечує необхідне мікроущільнення. Це може бути як повне, так і часткове покриття.

ElringKlinger AG є партнером у розробках усіх провідних світових виробників двигунів за цією надзвичайно складною технологією, яка доступна в кількох різних версіях. Існують стопори з відігнутою крайкою, зварні та рельєфні стопори, а також гнучкі та тверді варіанти.

У надскладних моделях двигунів можуть використовуватися навіть конструкції з профілюванням по висоті. Компанія також продає запчастини такої ж високої якості під торговою маркою «Elring – Das Original».