Pri motoroch s vysokým výkonom sú požiadavky, ktoré musia tesnenia hlavy valcov spĺňať, rovnako veľmi nadštandardné. To platí hlavne v prípade malosériovej výroby, pretože produkované množstvá sú v porovnaní s tesneniami pre zákazníkov originálneho vybavenia veľmi nízke. 

Požiadavky na tesnenia hlavy valcov 

Tesnenia pre sériovú výrobu a tesnenia pre výkonnejšie motory alebo malosériovú výrobu musia spĺňať úplne odlišné požiadavky. Ak ide o materiál hlavy valcov, treba rozlišovať medzi klasickými tesneniami z kovu/mäkkého materiálu a viacvrstvovými oceľovými tesneniami. Ďalším ovplyvňujúcim faktorom je, či sa majú používať v súčasnom motoristickom športe, pre ladenie sériových motorov alebo pre historické pretekárske vozidlá. Každý motor vyžaduje špeciálne tesnenie hlavy valcov, takže technické požiadavky treba riešiť rôznymi spôsobmi, ako podrobnejšie vysvetlíme nižšie. 

Teplotná odolnosť 

K dispozícii sú tri materiály, ktoré sú odolné voči vysokým teplotám: kov/mäkký materiál, oceľ a kov/grafit (posledný menovaný nie je v ponuke spoločnosti Elring). Oceľ má výrazne lepšiu tepelnú odolnosť pri vysokých teplotách, a preto sa používa vo vrcholovom motoristickom športe. Ide o viacvrstvové kovové tesnenia hlavy valcov, o ktorých však nie je možné podrobnejšie hovoriť z dôvodu dohôd o mlčanlivosti. Ak ide o tesnenie z kovu/mäkkého materiálu, je nevyhnuté vždy zvoliť správny materiál. Spoločnosť ElringKlinger a jej špecialisti na konštrukciu prototypov používajú len najkvalitnejší materiál bez ohľadu na to, o aký konkrétny materiál ide. V prípade potreby, ako je to pri tesnení hlavy valcov Ferrari, je možné na okraj spaľovacej komory nalisovať prídavné krúžky, ktoré udržia vysoké teploty mimo mäkký materiál. 

Tesnosť voči plynom 

Najdôležitejším kritériom pre tesnenie hlavy valcov je plynotesnosť, ktorá sa dá dosiahnuť ako pri viacvrstvových oceľových tesneniach, tak pri tesneniach z kovu a mäkkého materiálu. Funkčné vrstvy viacvrstvových oceľových tesnení sa skladajú z lisovaných celokovových plátov a príslušných zarážok v nosnej vrstve, zatiaľ čo tesnenia hlavy valcov z kovu/mäkkého materiálu môžu mať tiež vymedzovacie krúžky na hraniciach spaľovacej komory. Tieto tvrdé oceľové krúžky majú špeciálny profil a pri dotiahnutí skrutiek hlavy valcov sa vytláčajú do mäkšej hlavy valcov a bloku motora. Tým je zaistená ochrana mäkkého materiálu pred vysokými teplotami. 

Tesnosť voči oleju a chladiacej kvapaline  

Tesnenia hlavy valcov z kovu a mäkkého materiálu aj viacvrstvové oceľové tesnenia spĺňajú kritériá pre utesnenie oleja a chladiacej kvapaliny. To je možné vďaka sieťotlači na hornej a spodnej strane tesnení hlavy valcov. Používa sa elastomér vhodný pre konkrétnu aplikáciu. Hrúbka vrstvy pri viacvrstvových oceľových tesneniach je väčšinou 15 mikrometrov. Pri tesneniach hlavy valcov z kovu/mäkkého materiálu sa používa o niečo viac materiálu, väčšinou 25 mikrometrov. Technicky je možné hrúbku vrstvy upraviť. 

Žiadne opätovné uťahovanie a dlhá životnosť  

Aj keď sú obe kritériá veľmi dôležité hlavne pre sériovú výrobu, nie sú také podstatné pre motory s vysokým alebo zvýšeným výkonom, kde sú uprednostňované iné kritériá. Napriek tomu aj tu tesnenia stále perfektne fungujú po niekoľko tisíc kilometrov. 

Špecifické výzvy a limity toho, čo je možné 

Ak ide o väčšie priemery spaľovacích komôr, je pomerne jednoduché použiť tesnenie hlavy valcov z kovu a mäkkého materiálu. V prípade potreby je možné na okraj spaľovacej komory doinštalovať podložky, aby bola zaručená potrebná materiálová stálosť celého tesnenia, napr. pri jeho nadmerných rozmeroch. Ak je požadované zníženie alebo zvýšenie kompresie, je možné to dosiahnuť pomerne jednoducho. Hrúbka východiskového materiálu sa upraví a za určitých okolností sa upraví aj hrúbka materiálu zvolenej nerezovej ocele pre okraj spaľovacej komory. Ak je potrebné tesnenie hlavy valcov s hrúbkou väčšou ako 2,0 mm, je možné špeciálnym postupom spojiť dve rovnaké tesnenia. Východiskový materiál môže mať maximálnu hrúbku 2,0 mm. 

Väčšie priemery spaľovacích komôr je možné utesniť tiež viacvrstvovým kovovým tesnením. Existujú dve možnosti: Pri veľkosériových tesneniach je možné spaľovaciu komoru zväčšiť laserom, ale väčšinou ide o niekoľko desatín milimetra. Nity, ktoré držia vrstvy pohromade, sa vyvŕtajú a jednotlivé vrstvy sa potom laserom oddelene narežú na požadovaný priemer a opäť znitujú.  

Druhou metódou je výroba nových funkčných vrstiev, ktorá je však oveľa nákladnejšia a často môže prekročiť dostupný rozpočet. Táto metóda vyžaduje vhodné nástroje na lisovanie a úpravu tesnenia. Je vhodná len pre väčšie série alebo v motoristickom športe, kde sú k dispozícii veľké finančné prostriedky. 

Postup a konzultácia

Najjednoduchší a najrýchlejší spôsob, ako zistiť, čo je pre daný motor možné, je kontaktovať firmu ElringKlinger e-mailom na adrese service@elring.de alebo prostredníctvom webových stránok elring.com.

Otázka je potom predaná priamo príslušnému oddeleniu, ktoré sa na zaslané informácie pozrie a po upresnení s oddelením konštrukcie prototypov odpovie osobe, ktorá otázku vzniesla. Čím presnejšie sú informácie, tým je jednoduchšie a rýchlejšie vypracovať cenovú ponuku. 

Na záver

Aj keď sme hovorili len o tesnení hlavy valcov, špecialisti spoločnosti ElringKlinger môžu upraviť akékoľvek iné tesnenia vhodné pre motor alebo ich vyrobiť podľa zadanej špecifikácie.