uszkodzenia uszczelek głowicy

18
Rozpoznanie i zapobieganie typowym uszkodzeniom uszczelek pod- głowicowych D O B R A P R A K T Y K A Uszkodzenia silnika: Czy przyczyną uszkodzenia jest uszczelka podgłowicowa? Rzeczywiste przyczyny i środki zaradcze

Transcript of uszkodzenia uszczelek głowicy

Page 1: uszkodzenia uszczelek głowicy

Rozpoznanie i zapobieganie typowym uszkodzeniom

uszczelek pod-głowicowych

D O B R A P R A K T Y K A

Uszkodzenia silnika: Czy przyczyną uszkodzenia jest uszczelka podgłowicowa? Rzeczywiste przyczyny i środki zaradcze

Page 2: uszkodzenia uszczelek głowicy

2

Komponenty hightech poddawane surowej

kontroli

Uszczelka głowicy silnika jest kompleksową, pre-

zentującą wysoki poziom techniczny częścią skła-

dową silnika. Z tego powodu już w trakcie jej pro-

jektowania w firmie ElringKlinger i u producentów

silników przeprowadzane są intensywne testy na

stanowiskach badawczych. Ponadto

najsurowsze kontrole i testy gwarantują najwyż-

szy standard jakości w trakcie procesu produkcyj-

nego. Tym samym zapewnia się, spełnienie

przez uszczelkę wszelkich koniecznych założeń

technicznych i konstrukcyjnych dla 100 procento-

wego perfekcyjnego uszczelnienia silnika.

Wyróżnia się następujące typy uszczelek podgło-

wicowych: wielowarstwowe uszczelki metalowe

Metaloflex®, uszczelki metal-materiał miękki oraz

metal-elastomer. Szczegółowe informacje na

ten temat można znaleźć w broszurze „Uszczelki

podgłowicowe“, którą chętnie wysyłamy.

Awaria silnika – czy winę za to ponosi uszczelka

głowicy silnika?

W razie awarii silnika – np. z powodu przegrzania

lub nieszczelności olej-woda po montażu głowicy

cylindrów – przyczyny szuka się często w usz-

czelce podgłowicowej. Z punktu widzenia specja-

listów warsztatowych jest to z gruntu niezro-

zumiałe, gdyż montaż przeprowadza się z reguły

starannie według instrukcji naprawczych.

Ukryte rzeczywiste przyczyny

Analizując przypadki z praktyki wielu lat, widać

wyraźnie: prawdziwe przyczyny uszkodzeń silnika

są często zupełnie inne. Uszczelka głowicy

jest najczęściej ostatnim ogniwem w łańcuchu,

w którym uszkodzenia wychodzą na jaw – gdy

nie może już ono wypełnić w 100 procentach

swojego właściwego zadania, a mianowicie usz-

czelnienia. W ten sposób uszczelka głowicy zgłas-

zana jest w rezultacie do producenta jako rekla-

macja.

Treść: „Rozpoznanie i zapobieganie typowym uszkodzeniom uszczelek głowicy“

Opis uszkodzenia i przyczyny „uchodzenia gazu“ strona 4-8

Opis uszkodzenia i przyczyny „przegrzania“ strona 9-10

Opis uszkodzenia i przyczyny „przecieków oleju i cieczy chłodzącej“ strona 11-13

Opis uszkodzenia i przyczyny „nieregularnego przebiegu spalania“ strona 14-15

Opis uszkodzenia i przyczyny „oddziaływań mechanicznych“ strona 16

Fachowy montaż uszczelki głowicy silnika w siedmiu krokach strona 17

Czy przyczyną uszkodzenia jest uszczelka podgłowicowa?

Page 3: uszkodzenia uszczelek głowicy

Jakie ewentualne nieszczelności/wycieki mogą występowaćw uszczelkach podgłowicowych?

Rozpatrując nieszczelności jak również wycieki w

obszarze uszczelnienia głowicy, mamy zazwyczaj

na myśli następujące media:

• Gazy spalinowe

• Woda (ciecz chłodząca)

• Olej silnikowy

Rodzaje nieszczelności dotyczące gazów spalino-

wych

• Od komory spalania poprzez przewężenie do

sąsiedniej komory spalania

• Od komory spalania do obiegu chłodzenia

Nieszczelności te prowadzą zazwyczaj do znacz-

nych uszkodzeń i w rezultacie do zniszczenia

uszczelki. W zależności od obciążenia silnika

może to nastąpić gwałtownie jak również dopiero

po pewnym czasie.

Rodzaje nieszczelności dotyczące cieczy chłodzą-

cej

• Od wewnątrz na zewnątrz

• Do obiegu oleju

• Do komory spalania

Rodzaje nieszczelności dotyczące oleju

• Od wewnątrz na zewnątrz

• Do obiegu cieczy chłodzącej

3

Lekkiego pocenia się na krawędzi uszczelnienia

cieczą chłodzącą lub olejem (bez kropli) lub

zasychającego środka chłodniczego nie należy

traktować jako nieszczelności. Przecieki cie-

czy chłodzącej względnie oleju mogą powstawać w

dłuższym przedziale czasowym. Na początku

są one często niezauważalne, lecz dostrzega się je

dopiero wówczas, gdy na przykład w nadmiernie

krótkim czasie trzeba uzupełnić ciecz chłodzącą i

olej silnikowy.

Sygnały ostrzegawcze należy traktować poważnie

Jeśli stwierdzone zostaną nieregularności w

pracy silnika, jak np. nieprawidłowe zachowanie

w trakcie zimnego rozruchu, silnik nie pracuje

na wszystkich cylindrach podczas zimnego roz-

ruchu, strata mocy, temperatura cieczy chłodzącej

w czerwonym obszarze, olej w cieczy chłodzącej

itd., to należy niezwłocznie podjąć odpowiednie

działania, jak na przykład wyłączyć silnik i za-

sięgnąć rady specjalisty, w celu znalezienia przy-

czyny. W tym stadium istnieje jeszcze możliwość

zapobieżenia większym uszkodzeniom silnika i

tym samym oszczędzenia klientowi ewentualnych

wysokich kosztów jego naprawy.

Ważne:

Najpierw znaleźć przyczynę a dopiero potem doko-

nać naprawy. W przeciwnym razie mogą wystąpić

ponowne uszkodzenia po naprawie.

Niniejsza broszura powinna służyć Państwu niczym

narzędzie

Dzięki temu możecie Państwo wykryć ukryte rzeczy-

wiste przyczyny uszkodzenia silnika i w sposób

idealny usunąć uszkodzenia podejmując odpowied-

nie środki zaradcze, zanim nie jest za późno.

Page 4: uszkodzenia uszczelek głowicy

4

Czarne zabarwienie jest znaczącymznakiem

Wydmuchiwanie gazów spalinowych na opaskach

komory spalania uszczelki podgłowicowej jest

jeną z najczęściej występujących przyczyn, która

wymusza demontaż głowicy cylindrów.

Znaczącą poszlaką są widoczne czarne zabarwie-

nia na metalowych opaskach względnie w gra-

niczącym z nimi obszarze materiału miękkiego

uszczelki. W wyniku wysokich temperatur gazów

spalinowych materiał miękki jest w tych miej-

scach przeciążony termicznie i może się nawet

wypalić. Gazy te znajdują często drogę ujścia do

obiegu chłodzenia. Można to rozpoznać przez

unoszące się w górę pęcherzyki gazu w chłodnicy

względnie przez przegrzanie obiegu chłodzenia

(ciśnienie w obiegu chłodzenia wzrasta i ciecz

chłodząca uchodzi przez zawór nadciśnieniowy –

powodując utratę cieczy chłodzącej). W najgor-

szym przypadku następuje całkowite zniszczenie

opaski cylindra. W przeciwieństwie do tego

równomierne zabarwienie opaski komory spala-

nia należy traktować jako normalne i zależy

ono od materiału stali i zastosowanej powłoki

powierzchniowej.

Najczęstsze przyczyny

W wielu wypadkach przyczyną uszkodzenia

jest niewystarczające sprasowanie uszczelki w

tym bardzo silnie obciążonym termicznie ob-

szarze, na przykład w wyniku niedotrzymania

zadanej wartości dokręcania śrub głowicy,

wytycznych montażowych lub zastosowania

starych śrub. Niewyplanowane (wypaczone),

zbyt chropowate powierzchnie części konstrukcyj-

nych przyczyniają się również do tego, że nie

występuje wystarczające naprężenie uszczelki.

Także nadzwyczaj wysokie obciążenia silnika

w trakcie jazdy mogą prowadzić do termicznego

przeciążenia uszczelki komory spalania i w na-

stępstwie do jej zniszczenia.

Przykład:

Praca silnika pod pełnym obciążeniem bezpo-

średnio po jego zimnym rozruchu powoduje

ekstremalne ruchy przesuwne między skrzynią

korbową (żeliwo szare) i głowicą silnika (alu-

minium), ekstremalnie obciążające uszczelkę.

Oprócz tego siły naprężenia wstępnego śrub gło-

wicy są w tych warunkach niższe, co powoduje

zwiększone dynamiczne ruchy głowicy cylindrów

wobec skrzyni korbowej.

Często się zdarza szczególnie w silnikach samo-

chodów ciężarowych, że w wyniku niewiedzy nie

jest dotrzymany zadany wymiar występu kołnierza

tulei lub wymiar ten został nieprawidłowo nasta-

wiony w wyniku błędów montażowych, gniazdo

tulei w bloku silnika nie zostało poddane dokład-

nej obróbce lub tuleja została niewystarczająco

wciśnięta. Wskutek tego tuleje cylindrowe osiada-

ją i tracony jest tym samym konieczny docisk

uszczelniający. Otwiera się droga wylotu gazów

spalinowych w tylnych obszarach uszczelki, gdzie

gazy niszczą wówczas elastomerowe elementy

uszczelniające względnie materiał miękki uszczel-

ki na przelotach cieczy chłodzącej i oleju.

Opis uszkodzenia i przyczyny „uchodzenia gazu“

Page 5: uszkodzenia uszczelek głowicy

1. Uszkodzenie uszczelki głowicysilnika samochodów użytkowych w wyniku uchodzenia gazów spali-nowych

Opis uszkodzenia:

Między cylindrami drugim i trzecim (obszar wyde-

chowy) występuje silny wydmuch gazów. Materiał

miękki uszczelki jest uszkodzony w obszarze prze-

lotów cieczy chłodzącej.

Przyczyna:

Wskutek niedotrzymania zalecanej przez produ-

centa metody dokręcania śrub, uszczelka głowicy

nie była wystarczająco napięta. W następstwie

doszło do przedostawania się gazów do cieczy

chłodzącej. Rezultatem było wyższe ciśnienie

cieczy chłodzącej i strata cieczy chłodzącej oraz

zniszczenie uszczelki podgłowicowej.

Dalsze możliwe przyczyny:

• Tuleja cylindrowa osiadła

• Części konstrukcyjne odkształciły się

• Zbyt duża chropowatość powierzchni części

konstrukcyjnych silnika: skrzyni korbowej i gło-

wicy cylindrów

• Nieprawidłowo ustawiony początek wtrysku

paliwa, wskutek tego następuje zbyt wysokie

ciśnienie zapłonu

Środki zaradcze:

• Ze względu na jakość i bezpieczeństwo stoso-

wać koniecznie nowe śruby głowicy cylindrów

• Śruby głowicy dokręcać zadanym momentem

dokręcającym zgodnie z zaleceniami producenta

5

Opis uszkodzenia:

Na przelocie popychacza oderwał się od warstwy

nośnej uszczelki elastomerowy element uszczel-

niający. To samo na przelocie cieczy chłodzą-

cej (mała strzałka). Wskutek tego znaczna strata

cieczy chłodzącej.

Przyczyna:

Niewyplanowana powierzchnia głowicy silnika

spowodowała uchodzenie gazu (duże strzałki).

Elastomerowe elementy uszczelniające zostały

wyciśnięte z płyty nośnej uszczelki na skutek

silnego ciśnienia gazu. Proces zniszczenia został

przyspieszony przez długotrwałą pracę silnika

pod pełnym obciążeniem.

Dalsze możliwe przyczyny:

• Zbyt małe siły napinające śrub głowicy

• Nieprawidłowo określony występ kołnierza tulei

cylindrowej

Środki zaradcze:

• Przed montażem sprawdzić planowanie po-

wierzchni uszczelniających części konstrukcyj-

nych, w razie potrzeby powierzchnie poddać

dodatkowej obróbce

Page 6: uszkodzenia uszczelek głowicy

6

2. Uszkodzenie uszczelki głowicysilnika samochodów osobowych wwyniku uchodzenia gazu

Opis uszkodzenia:

Uszczelka przepalona w obszarze komór spalania

między cylindrami pierwszym i drugim.

Przyczyna:

Wskutek niedotrzymania zadanego przez produ-

centa momentu dokręcania śrub oraz zasto-

sowania starych śrub głowicy, uszczelka pod-

głowicowa w zniszczonym obszarze nie była

wystarczająco dociśnięta i doszło do uchodzenia

gazu. Przeciążenie termiczne doprowadziło

wówczas do zniszczenia materiału miękkiego

uszczelki między cylindrami.

Dalsze możliwe przyczyny:

• Części konstrukcyjne silnika nie wyplanowane;

obszary przesmyku między cylindrami w bloku

silnika i głowicy są zdeformowane

• Błędne ustawienie silnika, którego następstwem

jest przeciążenie termiczne.

Środki zaradcze:

• Podczas montażu zwracać uwagę na to, żeby

dotrzymywać zalecanych instrukcji montażowych

Opis uszkodzenia:

Uszczelka przepalona w obszarze komór spalania

oraz materiał miękki między cylindrami trzecim

i czwartym. Rozpoczynające się ciemne zabarwie-

nie między cylindrami trzecim i drugim.

Przyczyna:

Niekontrolowany przebieg spalania doprowadził

do przeciążenia termicznego materiału uszczelki

i w następstwie do jej zniszczenia.

Dalsze możliwe przyczyny:

• Dokręcenie śrub głowicy niezgodne z instrukcją

• Części konstrukcyjne silnika nie wyplanowane

• Wady w układzie chłodzenia, uszkodzony termo-

stat

Środki zaradcze:

• Po montażu sprawdzić ustawienie układu wtrys-

kowego

• Starannie sprawdzić wtryskiwacze i skontrolo-

wać ich szczelność

Opis uszkodzenia i przyczyny „uchodzenia gazu“

Page 7: uszkodzenia uszczelek głowicy

7

3. Przyczyna uszkodzenia „uchodzenie gazu między dwiewarstwy uszczelki metalowej“

Opis uszkodzenia:

Metalowa warstwa stopująca i warstwa funkcyjna

wykazują znaczne czarne zabarwienie prowa-

dzące do kanału chłodzącego. Powstaje przeciek

gazu między warstwą stopującą i warstwą funk-

cyjną.

Przyczyna:

Moment dokręcania śrub był zbyt mały, wskutek

tego powstał niewystarczający docisk uszczelnia-

jący.

Dalsze możliwe przyczyny:

• Części konstrukcyjne silnika nie są wyplano-

wane (zdeformowane przez przeciążenie ter-

miczne)

Środki zaradcze:

• Podczas montażu zwracać uwagę na to, żeby

koniecznie przestrzegać momentów dokręcania

śrub zamieszczonych w instrukcji montażu

4. Uszkodzenie spowodowane przyrostem ciśnienia w układzie chło-dzenia w wyniku uchodzenia gazu

Opis uszkodzenia:

Na wielowarstwowej metalowej uszczelce głowicy

w obszarze kanałów cieczy chłodzącej można zo-

baczyć wyraźne liniowe odciski. Pochodzą one od

powierzchni uszczelniającej głowicy cylindrów i

przebiegają w kierunku komory spalania. Przeloty

cieczy chłodzącej posiadają wyraźne jasne zabar-

wienie.

Przyczyna:

Struktura powierzchni głowicy cylin-

drów była opracowana w sposób nie-

właściwy względnie w ogóle nie

była opracowana. Wskutek tego doszło

do uchodzenia gazów spalinowych do

obiegu chłodzącego i do przeciążenia termicznego

(przyrost ciśnienia).

Dalsze możliwe przyczyny:

• Układ chłodzenia nie został całkowicie odpowie-

trzony, co powoduje brak cyrkulacji cieczy chło-

dzącej

• Przerwany obieg chłodzenia (pompa wodna,

termostat, wentylator)

• Wysokie przeciwciśnienie spalin spowodowane

przegrzaniem silnika (np. uszkodzony kataliza-

tor)

Środki zaradcze:

• Przed montażem bardzo starannie sprawdzić

jakość powierzchni uszczelniającej i zapew-

nić gładkość głowicy (bardzo drobna struktura,

dopuszczalne wartości chropowatości po-

wierzchni dla obróbki głowicy cylindrów RZ 11 µm/

Rmax 15 µm)

Warstwa stopująca od strony bloku silnika

Warstwa funkcyjna od strony głowicy silnika

Page 8: uszkodzenia uszczelek głowicy

8

5. Uszkodzenie uszczelki głowicycylindra wskutek wzrostu ciśnieniaw układzie chłodzenia ze względuna uchodzenie gazu

Opis uszkodzenia:

Na wielowarstwowej uszczelce podgłowicowej

typu metal-elastomer można zobaczyć wyraźne

liniowe odciski. Pochodzą one od powierzchni

uszczelniającej głowicy i przebiegają w kierunku

komory spalania.

Przyczyna:

Głowica cylindrów miała strukturę powierzchni

charakteryzującą się zbyt grubym opracowa-

niem względnie w ogóle nie była opracowana.

Wskutek tego doszło do uchodzenia gazów

spalinowych do obiegu chłodzącego i do przecią-

żenia termicznego (wzrost ciśnienia).

Dalsze możliwe przyczyny:

• Układ chłodzenia nie został całkowicie odpo-

wietrzony, co powoduje brak cyrkulacji cieczy

chłodzącej

• Przerwany obieg chłodzący (pompa wodna,

termostat, wentylator)

• Wysokie przeciwciśnienie spalin spowodowane

przegrzaniem silnika (np. uszkodzony kataliza-

tor)

Środki zaradcze:

• Przed montażem bardzo starannie sprawdzić

jakość powierzchni uszczelniającej i zapewnić

gładkość głowicy cylindrów (bardzo drobna

struktura, dopuszczalne wartości chropowatości

powierzchni dla obróbki głowicy cylindrów

RZ 11 µm/Rmax 15 µm)

Opis uszkodzenia i przyczyny „uchodzenia gazu“

Page 9: uszkodzenia uszczelek głowicy

9

Niszczące przegrzanie

Uszkodzenia uszczelek głowicy cylindrów, które

zostały spowodowane przegrzaniem, w wielu

przypadkach mają za przyczynę źle funkcjonu-

jące części konstrukcyjne silnika. Może to być

pompa wody, nie otwierający się termostat lub

zatkana przez osady wapnia chłodnica (brak

przepływu). Jednak również niedostatek cieczy

chłodzącej w układzie chłodzenia lub nieprawi-

dłowo odpowietrzony obieg chłodzenia po mon-

tażu głowicy mogą być przyczyną przegrzania.

Pod uwagę należy jednak brać również inne

przyczyny powodujące uszkodzenia, które

ewentualnie nie były w ogóle do pomyślenia

przy pierwszej analizie uszkodzeń.

Za przegrzanie może być także odpowiedzialny

układ wydechowy. Luźna część konstrukcyjna

w tłumiku lub nadtopiony katalizator mogą spo-

wodować np. zmniejszenie przekroju kanału

spalin. W wyniku tego zwiększa się przeciwciś-

nienie spalin czego następstwem jest przeciąże-

nie termiczne części silnika i uszczelki głowicy

względnie strata mocy silnika.

Uszczelkę głowicy cylindrów, która uległa usz-

kodzeniu w wyniku przegrzania, można dosko-

nale rozpoznać po wypaczeniach materiału

miękkiego uszczelki w bezpośredniej bliskości

przelotów cieczy chłodzącej.

W przypadku termicznego przeciążenia układu

chłodzenia, ciecz chłodząca wnika w matrycę

materiału miękkiego uszczelki, odparowuje tam

pod wpływem styku z gorącymi częściami kon-

strukcyjnymi silnika i wyciska materiał miękki

uszczelki z nośnika metalowego. Na skutek tego

powstają wypaczenia materiału.

Nie można niedoceniać następstw, które powsta-

ją w wyniku stosowania niedozwolonych środków

chroniących przed mrozem/korozją względnie

stosowanie wyłącznie czystej wody jako cieczy

chłodzącej. Metalowe płyty nośne uszczelki

ulegają masowemu rozkładowi z powodu korozji,

co niszczy uszczelkę.

Opis uszkodzenia i przyczyny „przegrzania“

Page 10: uszkodzenia uszczelek głowicy

10

1. Przyczyna uszkodzenia „prze-ciążenie termiczne w 2-warstwowejuszczelce metalowej“

Opis uszkodzenia:

Metalowa warstwa funkcyjna, w której dla tego

typu uszczelki zintegrowane jest uszczelnienie

komory spalania, pękła w obszarze między

komorami spalania. Wyraźne czarne zabarwienie

wskazuje na wydmuchiwanie gazów spalino-

wych.

Przyczyna:

Wypaczenie części konstrukcyjnej doprowadziło

do wydmuchiwania gazów spalinowych. Występu-

jące w związku z tym przeciążenie termiczne

warstwy metalowej spowodowało jej zniszczenie.

Dalsze możliwe przyczyny:

• Niska jakość paliwa (zbyt niska liczba oktanowa)

• Zbyt wysoki stosunek sprężania

• Ustawienie silnika (świece zapłonowe o niewłaś-

ciwej wartości cieplnej)

• Niewystarczająca siła wstępnego dokręcenia

śrub (jakość śrub, dociąganie śrub)

Środki zaradcze:

• Przed montażem starannie sprawdzić części kon-

strukcyjne na wypaczenie oraz jakość powierzch-

ni roboczych

2. Przyczyna uszkodzenia „prze-ciążenie termiczne uszczelki podgło-wicowej typu metal-materiał miękki“

Opis uszkodzenia:

Przy przelotach cieczy chłodzącej wystąpiło silne

napęcznienie

swobodnie leżą-

cego materiału

miękkiego

uszczelki.

Przyczyna:

Po montażu silnika układ

chłodzenia nie został wystarczająco odpowietr-

zony. Doszło do przegrzania silnika na skutek

zbyt wysokiej temperatury cieczy chłodzącej.

Tworzenie pary doprowadziło do napęcznienia

materiału miękkiego

uszczelki w obszarze kanału cieczy chłodzącej.

W następstwie tego oddzielił się materiał miękki

uszczelki od nośnika metalowego.

Dalsze możliwe przyczyny:

• Sprawność funkcjonowania obiegu chłodzenia

jest ograniczona przez pompę wody lub termo-

stat

• Przepływ cieczy chłodzącej w układzie chło-

dzenia (np. w chłodnicy) jest ograniczony przez

osady wapnia

Środki zaradcze:

• Po montażu zwrócić uwagę na to, żeby prze-

prowadzić staranne odpowietrzenie układu

chłodzenia

Opis uszkodzenia i przyczyny „przegrzania“

Page 11: uszkodzenia uszczelek głowicy

11

Dokładna kontrola: gdzie znajduje się nieszczelność?

Wiele reklamacji, które dotyczyły uszczelek,

miały swoje źródło raczej w innym miejscu, na

przykład w przewodach odpowietrzających

skrzynię korbową, rurze ciśnienia doładowania,

wzajemnym przesunięciu części konstrukcyj-

nych (pokrywa napędu rozrządu na bloku cylin-

drów itd.). Zanim uzna się uszczelkę jako

przyczynę uszkodzenia, należałoby dokładnie

sprawdzić techniczne otoczenie silnika. Na przy-

kład krople oleju lub cieczy chłodzącej mogą być

wydmuchiwane przez strumień powietrza wenty-

latora lub wiatr spowodowany jazdą z

miejsca ich właściwego powstawania. Wówczas

zarzuca się uszczelce, że niewłaściwie uszczel-

nia.

Czy głowica silnika została fachowozamontowana?

Po naprawach bardzo często krytykowane są i

reklamowane nieszczelności w układzie smarowa-

nia olejowego i w układzie chłodzenia cieczą.

W wielu przypadkach jako przyczynę wymienia się

montaż głowicy cylindrów, który nie został prze-

prowadzony w 100% fachowo. Na przykład gdy

zalecane wytyczne montażu producentów części

i silników, zostały zrealizowane w sposób nie-

wystarczający względnie nie zostały uwzględnio-

ne i dotrzymane.

Uszczelka niewycentrowana podczas nasadzania

głowicy cylindrów, np. wskutek braku kołków/

tulei centrujących, może spowodować nieszczel-

ność/przeciek, gdyż elementy uszczelniające

w uszczelce głowicy cylindrów nie są dokładnie

pozycjonowane tam, gdzie są przewidziane kon-

strukcyjnie. Uszczelki podgłowicowe, które

zostały tak zamontowane, rozpoznaje się często

po odkształconych otworach przelotowych śrub.

Nieszczelności spowodowane przestawieniem

uszczelki głowicy występują szczególnie często

na przelotach smarowania olejowego. Jeśli ele-

menty uszczelniające nie są tu dokładnie pozycjo-

nowane, przy ciśnieniach szczytowych wynos-

zących do 10 barów dochodzi często do prze-

cieków.

Uszczelka głowicy cylindrówsamochodów użytkowych: współ-praca z rowkami

W silnikach samochodów użytkowych stosuje się

różne typy uszczelek. W większości przypadków

są to uszczelki metal-elastomer z osadzonymi lub

nawulkanizowanymi elastomerowymi elementami

uszczelniającymi. W zależności od konstrukcji

w bloku cylindrów i głowicy wyżłobione są rowki,

które są tak zaprojektowane, aby elementy

uszczelniające funkcjonowały niezawodnie we

wszystkich warunkach pracy silnika.

W tego typu uszczelkach jest bardzo ważne, aby

przed montażem starannie oczyścić te rowki z

zanieczyszczeń i pozostałości. Jeśli się tego nie

uwzględni, wówczas prowadzi to do nieszczelnoś-

ci.

Opis uszkodzenia i przyczyny„przecieków oleju i cieczy chłodzącej“

Page 12: uszkodzenia uszczelek głowicy

12

Już podczas montażu, w trakcie nasadzania gło-

wicy cylindrów na blok silnika, w przypadku nie-

starannego postępowania może dojść do

uszkodzenia spowodowanego rozgnieceniem

elastomerowych elementów uszczelniających.

Przypadek z praktyki:

W silniku samochodu ciężarowego wystąpiła

utrata cieczy chłodzącej, której nie można było

rozpoznać z zewnątrz. Przyczyna: Tuleja cylin-

drowa miała porowate miejsce, które można było

rozpoznać tylko pod mikroskopem. W trakcie

jazdy ciecz chłodząca docierała do komory spala-

nia i ulegała odparowaniu. Również w tym przy-

padku przyczyną nie była uszczelka głowicy

cylindrów, lecz błąd materiałowy w postaci jamy

usadowej w tulei cylindrowej.

Jakość powierzchni

Istotny wpływ na funkcję uszczelniającą ma ja-

kość powierzchni części konstrukcyjnych. Różne

typy uszczelek głowicy cylindrów, jak: metal-

materiał miękki, metalowe wielowarstwowe oraz

metal-elastomer, mają zdefiniowane wymagania

dotyczące jakości powierzchni części konstruk-

cyjnych.

A zatem powierzchnie bloku silnika i głowicy

cylindrów muszą być bardzo precyzyjnie obrobio-

ne i nie mogą wykazywać falistości. Miejscami

szczególnie krytycznymi są przejścia od części

konstrukcyjnej do części konstrukcyjnej, np. gdy

pokrywę napędu rozrządu łączy się za pośred-

nictwem kołnierza. Konieczna jest tu szczególna

staranność, aby w miejscu rozdziału nie wystę-

powały stopnie lub wypaczenia, które uniemożli-

wiają zamknięte siłowo połączenie uszczelnia-

jące.

Stosować tylko dopuszczone doeksploatacji środki chroniące przedmrozem i korozją

Rozpatrując wszystkie te czynniki, które spowo-

dowały utratę cieczy, należy również uwzględnić

oddziaływania chemiczne materiałów eksplo-

atacyjnych. Zaliczają się do nich środki chroniące

przed mrozem i korozją. Wiele dostępnych na

rynku środków przeciwm-

roźnych oraz antykorozyjnych

nie posiada dopuszczenia pro-

ducenta silników. Na skutek

agresywnych dodatków nisz-

czą one materiał uszczelki i

prowadzą do nieszczelności.

Takie samo działanie mają

również inne środki chemiczne

tzw. stopery przecieków, które dodawane są

do cieczy chłodzącej. Chemiczne zmiękczacze w

nich zawarte powodują spęcznienie materiału

uszczelki. Proces ten po krótkim czasie prowadzi

do zniszczenia uszczelki.

Masy uszczelniające nakładane dodatkowo na

uszczelki podgłowicowe mogą również powo-

dować negatywny efekt, gdyż mogą one zakłócać

funkcję uszczelniającą elementów uszczelniają-

cych umieszczonych w uszczelce głowicy.

Uszczelki głowicy Elring są generalnie tak skon-

struowane, że nie są konieczne żadne dodatkowe

materiały uszczelniające.

Opis uszkodzenia i przyczyny„przecieków oleju i cieczy chłodzącej“

Page 13: uszkodzenia uszczelek głowicy

13

2. Przyczyna uszkodzenia „przecieki oleju, masa uszczelnia-jąca na elemencie uszczelniającym(samochodu ciężarowego)“

Opis uszkodzenia:

Elastomerowy element usz-

czelniający został wyciśnięty

z płyty nośnej. W rowku

uszczelniającym znajdują się

cząsteczki zanieczyszczeń.

Przyczyna:

Na metalową płytę nośną

została nałożona dodatkowo masa uszczelnia-

jąca. W wyniku zwulkanizowania elastomerowy

element uszczelniający został dodatkowo

poddany ciśnieniu i wyciśnięty na zewnątrz.

Następstwem tego był wyciek oleju. Osady czą-

steczek zanieczyszczeń z oleju przyspieszyły

to uszkodzenie.

Dalsze możliwe przyczyny:

• Element uszczelniający został uszkodzony

podczas montażu/przy nasadzaniu głowicy

Środki zaradcze:

• Nie stosować masy uszczelniającej

• Starannie sprawdzić jakość powierzchni części

konstrukcyjnych

• Zwracać uwagę na regularną wymianę oleju

1. Przyczyna uszkodzenia „przeciekioleju, element uszczelniającyzniszczony podczas montażu głowicy(samochodu ciężarowego)“

Opis uszkodzenia:

Elastomerowe elementy uszczelniające są wyciś-

nięte z płyty nośnej i rozcięte/pęknięte.

Przyczyna:

W takcie montażu głowica cylindrów była wielo-

krotnie nasadzana wskutek błędnego pozycjono-

wania. W wyniku tego element uszczelniający

został miejscowo zbyt mocno sprasowany względ-

nie rozcięty przez krawędzie głowicy.

Dalsze możliwe przyczyny:

• Element uszczelniający został wyciśnięty wsku-

tek uchodzenia gazu

• Element uszczelniający został zbyt mocno spra-

sowany ze względu na zbyt mały występ kołnier-

za tulei cylindrowej

Środki zaradcze:

• Staranne przygotowanie i przeprowadzenie

robót montażowych. Po wielokrotnym nasadza-

niu głowicy uszczelka musi być sprawdzona

na uszkodzenie

Page 14: uszkodzenia uszczelek głowicy

14

„Stukanie“ szkodzi uszczelce

Uszkodzenia uszczelek podgłowicowych, które

spowodowane są nieregularnym przebiegem

spalania, występują w praktyce bardzo często.

Bardzo często chodzi przy tym o uszkodzenia

spowodowane spalaniem stukowym w silnikach

benzynowych. W trakcie tego procesu dochodzi

do niekontrolowanych przebiegów spalania.

Sprowadzanie uszkodzenia do przeciążenia ter-

micznego i mechanicznego części konstruk-

cyjnych jest przy tym problematyczne. Uszczelka

głowicy jest jedną z najbardziej zagrożonych

części silnika i może stawiać opór tym ekstremal-

nym obciążeniom tylko przez krótki czas. W wy-

niku niekontrolowanego przebiegu spalania

tworzą się fale uderzeniowe, które rozchodzą

się z ekstremalnie szybkim przyrostem ciśnienia

(ponad 100 barów) i dodatkowo z wysokimi

temperaturami (znacznie powyżej +3700°C).

Uszczelki głowicy z uszkodzeniami spowodowa-

nymi stukaniem silnika rozpoznaje się często

po rozgniecionych opaskach komory spalania.

Przyczynami tego stanu rzeczy mogą być:

• Zastosowanie paliwa nie odpornego na spala-

nie stukowe o zbyt niskiej liczbie oktanowej

• Świece zapłonowe o nieprawidłowej wartości

cieplnej

• Zbyt wysoki stosunek sprężania

• Domieszanie do benzyny oleju napędowego

W silnikach Diesla:

• Błędnie nastawiony początek tłoczenia dla

wtrysku

• Cieknące wtryskiwacze

• Nieprawidłowa grubość montażowa uszczelki

podgłowicowej; przy dobieraniu uszczelki

nie uwzględniono zalecanego występu tłoka

nad blok silnika

• Zła jakość paliwa

1. Przyczyna uszkodzenia „niekontrolowany przebieg spalaniaw wielowarstwowej uszczelce meta-lowej“

Opis uszkodzenia:

Rozpoczynające się czarne zabarwienie w ob-

szarze przesmyku warstwy funkcyjnej uszczelki

wskazuje początek zniszczenia, które jest za-

kończone na drugim rysunku (prawy).

Przyczyna:

Niekontrolowany przebieg spalania spowodował

drgania wysokiej częstotliwości. Wyzwolone

dzięki temu fale ciśnienia zniszczyły obszar prze-

smyku uszczelki między komorami spalania.

Dalsze możliwe przyczyny:

• Niska jakość paliwa (zbyt mała liczba oktanowa)

• Zbyt wysoki stosunek sprężania

Środki zaradcze:

• Stosować bezwzględnie części silnika (świece

zapłonowe) zalecane przez producenta

Opis uszkodzenia i przyczyny„nieregularnego przebiegu spalania“

Page 15: uszkodzenia uszczelek głowicy

2. Uszkodzenie uszczelki podgło-wicowej przez szkody spowodowanespalaniem stukowym

Opis uszkodzenia:

Na metalowej opasce komory spalania uszczelki

można rozpoznać wyraźne wgniecenia i odkształ-

cenia. Stopienie opaski i materiału miękkiego

uszczelki. Opaska komory spalania najczęściej

połyskuje metalicznie w tych miejscach, a mate-

riał miękki wykazuje ślady ognia.

Przyczyna:

Ustawienie silnika (duże wyprzedzenie zapłonu)

nie zostało przeprowadzone według zaleceń

producenta, wynikiem tego jest niekontrolowany

przebieg spalania. Drgania wysokiej częstot-

liwości i wyzwalane przez to fale ciśnienia znisz-

czyły metalowy element uszczelniający komory

spalania i w następstwie również materiał miękki

uszczelki.

Dalsze możliwe przyczyny:

• Niska jakość paliwa (zbyt mała liczba oktanowa)

• Zbyt wysoki stosunek sprężania

• Świece zapłonowe o nieprawidłowej wartości

cieplnej

Środki zaradcze:

• Sprawdzić ustawienie silnika natychmiast po

montażu

Opis uszkodzenia:

Opaski komory spalania wykazują wyraźne wgnie-

cenia. Początek zniszczenia na opasce aż do

całkowitego jego zniszczenia oraz materiału usz-

czelki.

Przyczyna:

Przez zastosowanie paliwa nieodpornego na spa-

lanie stukowe doszło do niekontrolowanego

przebiegu spalania. W wyniku tego powstaje nad-

mierne obciążenie termiczne i mechaniczne

silnika. Niekontrolowane spalanie wytwarza fale

udarowe z ekstremalnymi ciśnieniami i wysokimi

temperaturami, przez co części silnika są nad-

miernie obciążone. Uszkodzenia występują naj-

częściej na tłokach i na uszczelce podgłowicowej.

Dalsze możliwe przyczyny:

• Nieprawidłowe ustawienie zapłonu

• Zbyt wysoki stosunek sprężania

• Świece zapłonowe o nieprawidłowej wartości

cieplnej lub uszkodzone świece zapłonowe

Środki zaradcze:

• Stosować paliwo odporne na spalanie stukowe

15

Page 16: uszkodzenia uszczelek głowicy

16

2. Uszkodzenie uszczelki głowicysamochodu ciężarowego spo-wodowane błędami montażowymi

Opis uszkodzenia:

Metalowa opaska komory spalania w uszczelce

podgłowicowej została całkowicie sprasowana

wewnątrz przez kołnierz tulei cylindrowej. Kołnierz

tulei cylindrowej został totalnie odłupany wsku-

tek ekstremalnych sił podczas rozruchu silnika

(patrz rysunek prawy) – następstwem tego było

ciężkie uszkodzenie silnika.

Przyczyna:

Podczas montażu nowej uszczelki podgłowicowej

nie została sprawdzona średnica komory spalania,

dotychczas zamontowanej uszczelki. Zastosowano

uszczelkę, której rysunek otworów przelotowych

wyglądał podobnie jak w wymontowanej uszczelce,

jednak nowa uszczelka miała mniejszą średnicę

komory spalania.

Dalsze możliwe przyczyny:

• Nie zastosowano oryginalnej uszczelki Elring,

lecz podrobioną uszczelkę podgłowicową niższej

jakości

Środki zaradcze:

• Przed montażem nałożyć uszczelkę na kołnierz

tulei cylindrowej i sprawdzić, czy jest to możliwe

bez przyłożenia większej siły

Uszkodzenia spowodowane luzującymi się częściami

W wyniku oddziaływania mechanicznego luzują-

cych się części mogą wystąpić znaczne uszkodzenia

w silniku. Z tego względu uszczelka podgłowicowa

wykazuje oczywiście także silne uszkodzenia.

1. Uszkodzenie uszczelki głowicyprzez luźną komorę wstępną

Opis uszkodzenia:

Wielowarstwowa metalowa uszczelka podgło-

wicowa jest bardzo silnie uszkodzona przez

oddziaływanie mechaniczne w obszarze obrzeża

komory wirowej.

Przyczyna:

Komora wirowa dla pierwszego cylindra poluzo-

wała się podczas jazdy i spadła do komory spala-

nia. Następstwo: bardzo duże uszkodzenie w gło-

wicy cylindrów oraz w napędzie zaworów i na tło-

ku.

Dalsze możliwe przyczyny:

• Występ komory wirowej nie odpowiadał zalece-

niom producenta

Środki zaradcze:

• Przed montażem głowicy należy koniecznie

sprawdzić prawidłowe osadzenie komór wirowych

oraz sprawdzić prawidłowość ich występu

Opis uszkodzenia i przyczyny„oddziaływań mechanicznych“

Page 17: uszkodzenia uszczelek głowicy

• Zwracać uwagę na pozostałości jak wióry metalu,

które mogą przedostawać się z głowicy silnika na

uszczelkę

6. Śruby głowicy

6.1

• Zalecenie producenta samochodów:

Śruby głowicy i podkładki należy wymieniać na

nowe

• Gwint i powierzchnię przylegania śruby lekko

naoliwić

6.2

• Jeśli montuje się również podkładkę, wykonać

oliwienie między nią i łbem śruby

• Uwaga: w żadnym wypadku nie oliwić powierzch-

ni przylegania podkładki do głowicy

7. Dociąganie śrub

• Kolejność dociągania według instrukcji producenta

(od środka na krzyż lub spiralnie na zewnątrz)

• Moment dociągania / kąt dociągania: stopniowo

zgodnie z instrukcją dociągania

• Przestrzegać instrukcji dokręcania, jeśli występuje

Para- Metal Metalowa Metal-metr materiał warstwowa elastomer

miękki

RZ 15 - 20 µm 11 µm 11 - 20 µm

Rmax 20 - 25 µm 15 µm 15 - 20 µm

Wt 8-10 µm

Olej Olej

Olej Olej

17

Proszę przestrzegać ogólnejinstrukcji montażu producenta silników

1. Powierzchnie uszczelniające części konstruk-

cyjnych (głowica cylindrów/blok silnika starannie

oczyścić, odtłuścić, usunąć resztki powłoki i po-

zostałości starej uszczelki

2. Otwory gwintowane pod śruby głowicy oczy-

ścić z zanieczyszczeń i oleju. Gwint sprawdzić na

uszkodzenia i łatwość wkręcania

3. Sprawdzić powierzchnie części konstrukcyj-

nych:

• Nierówności materiału wygładzić osełką do gła-

dzenia na mokro

• Płaskość części konstrukcyjnych wyznaczyć

na całej części posługując się liniałem krawę-

dziowym (włoskowym): w kierunku wzdłużnym

= 0,05 mm; w kierunku poprzecznym = 0,03 mm

• Wszelkie uszkodzenia gładzi muszą być usu-

nięte (wyplanowanie w zakładzie specjalistycz-

nym)

4. Uszczelkę głowicy wycentrować na bloku sil-

nika (bez dodatkowej masy uszczelniającej).

Dokładnie zwracać uwagę na to, żeby nie uszko-

dzić powłoki uszczelki

5. Nasadzić głowicę cylindrów

• Unikać uszkodzenia powierzchni uszczelniają-

cej przez zadrapania

Fachowy montaż uszczelki podgłowicowej w siedmiu krokach

Page 18: uszkodzenia uszczelek głowicy

Przy

tocz

one

tu in

form

acje

– w

ynik

ając

e z

dług

olet

nieg

o do

świa

dcze

nia

i wie

dzy

– m

ogą

być

niek

ompl

etne

. Ew

entu

alne

rosz

czen

ia o

dszk

odow

awcz

e na

pod

staw

ie ty

ch in

form

acji

nie

mog

ą by

ćuz

nane

. Mon

taż

wsz

ystk

ich

częś

ci z

amie

nnyc

h ty

lko

prze

zpr

zesz

kolo

nype

rson

elfa

chow

y.

Zast

rzeż

one

zmia

nyw

zak

resi

e us

ług

oraz

zmia

nyte

chni

czne

. Nie

daj

emy

gwar

ancj

i na

błęd

ydr

ukar

skie

.

Elring-Service-Hotline

+49 (0)7123/724 799

+49 (0)7123/724 798

[email protected]

ElringKlinger AG | Dział części zamienneMax-Eyth-Straße 2 | D-72581 Dettingen/ErmsTel. +49 (0)71 23/724-601 | Fax. +49 (0)71 23/[email protected] | www.elring.de

499.

244

0808

PL