Уплотнения ДВС, материалы и технологии

Как ни странно, именно прокладки и сальники позволяют удержать стоимость двигателя современного автомобиля в разумных пределах. А от их качества и характеристик зависит беспроблемность эксплуатации транспортного средства. В нашем обзоре мы расскажем о технологиях и новинках в сегменте уплотнений для ДВС.

Основа оптимизации

Двигатель современного автомобиля становится все прихотливее и сложнее как в обслуживании, так и в производстве. Производителю приходится идти на всестороннюю оптимизацию, чтобы остаться в рынке.

Из-за высокой себестоимости каждый из них рискует сделать мотор единичным, уделом избранных. Для снижения стоимости ДВС применяются прокладки и сальники, которые позволяют значительно снизить расходы по изготовлению любого мотора и не доводить точность производства деталей до идеала.

Судите сами – технология машиностроения предполагает разные уровни чистоты и точности обработки деталей для разных целей. Чем она выше, тем узел дороже. Полированная поверхность с минимальным допуском будет по обработке стоить заоблачных денег. Так зачем же вкладывать средства туда, где могут помочь герметики, сальники и прокладки, стоящие «сущие копейки».

Главная прокладка

Если вам когда-либо доводилось разбирать мотор, то вы наверняка могли оценить чистоту обработки привалочных плоскостей блока цилиндров и головки блока. Чисто теоретически можно было бы сделать так, чтобы прокладка ГБЦ стала вообще не нужна, но тогда сильно возросли бы стоимость обработки и требования к процессу затяжки болтов.

Но зачем, когда прокладка ГБЦ вполне способна компенсировать довольно существенную погрешность, поскольку она имеет определенную толщину, пластичность и эластичность?

Ранее, да и сейчас, на моторах старых лет разработки прокладки ГБЦ производились из асбеста, позже из паронита (вулканизированная смесь из асбеста, каучука и порошковых наполнителей). При затяжке болтов ГБЦ прокладка сжималась и герметизировала все важные отверстия, а их там много: цилиндры, каналы для циркуляции охлаждающей жидкости и масляные каналы.

Что будет, если разные каналы начнут взаимодействовать, хорошо известно ремонтникам со стажем: масло в антифризе, антифриз в масле, скачущий уровень этих рабочих жидкостей, вспенивание, перегрев и прихват поршней.

При подобных симптомах сервисмены сначала проверяют целостность прокладки ГБЦ и, только если она цела, лезут дальше.

Но даже паронит не в состоянии выдержать температуру и скачущее давление в камере сгорания, поэтому отверстия под цилиндры окантованы эластичным металлом, а дабы во время затяжки прокладка ГБЦ не приняла неправильное положение и не сдвинулась, отверстия под болты также окантовываются металлом.

Современные материалы

Ныне, когда давление в моторах и температура охлаждающей жидкости стали близкими к предельным значениям, конструкция главной прокладки существенно изменилась, так что самый распространенный ее вариант – стальная многослойная прокладка, между пластинами которой находится эластомер, способный сжиматься, а отверстия снаружи дополнительно обрабатываются силиконом. Самым качественным вариантом, однако, является медная прокладка ГБЦ, она самая надежная, но вместе с тем и дорогая, так что применяется редко и в основном на премиальной технике.

Нужное – уплотняем

Кроме прокладки ГБЦ, к которой предъявляются очень высокие требования, есть масса и других уплотнительных элементов, без которых мотор может не работать вообще или работать плохо.

Один из них – прокладка выпускного коллектора. Это изделие должно держать высокую температуру, посему изготавливается из паронита или металла. По технологичности производства она уступает прокладке ГБЦ, так как ее гибель не обернется серьезным ремонтом мотора.

Уплотнение впуска

Довольно простенький с виду, но крайне важный элемент системы питания – прокладка впускного коллектора. Вроде бы и требования к ней не особенно сложные, и материалы используются ординарные – простой эластичный картон, однако в случае нарушения целостности прокладки система питания современного автомобиля перейдет в аварийный режим. На более старых и простых системах впрыска ее повреждение ведет к потере мощности и неустойчивой работе двигателя.

Крышка и поддон

Ненужных прокладок в ДВС, как мы уже поняли, просто нет – конструкция модернизировалась веками. Даже простая резиновая прокладка клапанной крышки при нарушении целостности способна создать проблемы, причем весьма неприятные. Если простая течь из-под клапанной крышки или поддона двигателя не так уж и страшна: можно просто долить масла, – то при дефекте уплотнения свечных колодцев (уплотнительные кольца входят в комплект прокладки клапанной крышки) масло, скапливающееся в них, может отправить искру на массу и у мотора перестанут работать один или несколько цилиндров.

Удобство герметиков

Сейчас многие автопроизводители отказались от резиновых прокладок ДВС в пользу герметиков. Сборка моторов с их применением получается проще, быстрее и дешевле. Отпадает необходимость закупки дополнительных артикулов изделий. Тем паче некоторые виды герметиков обладают преимуществами над резиной, если их правильно использовать.

Герметиков существует сразу несколько видов. Самый известный и популярный в среде автолюбителей – силиконовый, способный заполнять полости до 6 миллиметров, долго сохраняющий свои свойства и эластичность в процессе работы.

Кроме того, силикон хорошо держит повышенное давление, что позволяет применять его в высокофорсированных двигателях. Единственный тонкий момент – привалочные плоскости перед нанесением необходимо тщательно обезжиривать.

Недавно появились новые виды герметиков с рядом специфических свойств, и они тоже охотно используются как производителями, так и ремонтниками.

Одним из самых популярных при промышленной сборке является анаэробный герметик. Его можно наносить лишь на относительно ровные поверхности, зато работать с ним удобно.

Есть еще ряд составов, например синтетические и полиуретановые герметики, но они скорее относятся к универсальным видам.

Уплотнение движения

Еще один тип уплотнителей, о котором никак нельзя забыть, – это многочисленные сальники двигателя, которые не просто уплотняют место стыка двух неподвижных деталей, а служат для герметизации подвижных и неподвижных соединений: сальники коленвала, распредвала, маслосъемные колпачки и т.д.

Интересно, что не сразу инженеры даже известных компаний пришли к единому решению относительно конструкции этих элементов. Например, в моторах долгое время использовались сальники с асбестовой набивкой, которые не слишком хорошо справлялись со своими обязанностями, особенно при увеличении числа оборотов двигателя.

Тут идет речь не о совсем древних конструкциях из первой половины XX века а-ля уазик или «Волга». На 110-м 6-цилиндровом моторе Mercedes-Benz задний сальник коленвала был набивным аж до 1985 года.

Современная конструкция

Потом производители стали использовать нитрильную резину, и конфигурация изделия также изменилась. Теперь сальник представлял собой резиновую конструкцию, армированную металлом под посадочный размер, а место непосредственного уплотнения усиливалось небольшой цилиндрической пружиной.

Но годы шли, и, когда появились синтетические масла, подобная резина перестала всех устраивать, поскольку химически активная «синтетика» разъедала ее в очень краткие сроки.

Была попытка перейти на силикон, который казался всем хорош, но позже выяснилось, что его механическая стойкость явно недостаточна.

В результате на нынешний момент используются два варианта: фторкаучук и акриловый каучук. Кроме химической стойкости данных материалов, возрос и интервал температурного применения: фторкаучук держит до 180 градусов по Цельсию, а акрилаты – до 160 градусов.

Впрочем, со временем взоры автопроизводителей все чаще останавливаются на фторкаучуке как на более перспективном и стойком к механическим повреждениям материале.