Produktový program značky náhradních dílů Elring – Das Original celosvětově známého výrobce těsnění hlav válců ElringKlinger zahrnuje pochopitelně i šrouby hlav válců. Abychom to uvedli na pravou míru, jsou to rozpínací šrouby pro motory osobních automobilů, které jsou pro profesionální opravu nepostradatelné.

Protože se u šroubů hlav válců tedy jedná o rozpínací šrouby, je zcela nezbytné používat při opravě nové šrouby, protože rozpínací šrouby mohou být vytaženy jen jednou.

Rámcové podmínky pro rozpínací šroub

Aby byl motor těsný a především vydržel, musí být jeho komponenty spolu dokonale sladěné. Zajištěna tedy musí být plynotěsnost válců a utěsnění motorových kanálů a kanálů chladicí kapaliny.

V případě opravy musí být zaručena nejen volnost motorového bloku a hlavy válce, ale také musí odpovídat drsnost povrchu a šrouby hlavy válců musí být nové. To samé platí pro těsnění hlav válců, které nelze použít vícekrát.

Celý těsnicí soubor musí fungovat jak u studeného, tak i u horkého motoru. Přitom je nutno uvážit, že motorové bloky a hlavy válců jsou ze slitin hliníku, šrouby a těsnění hlav válců však z oceli, a všechny čtyři komponenty mají různou tepelnou roztažnost. Šroubu na základě této skutečnosti náleží přesahující role.

Způsob fungování rozpínacího šroubu

Pro zachycení vibrací těsnicích spár v běžícím motoru je zaprvé těsnění hlav válců vyrobeno z pružinové oceli a k dispozici jsou integrovaná drážkování jako stopery. Za druhé má šroub elastické a plastické vlastnosti. Ty v podstatě vyplývají z tvaru šroubu a použité oceli, která je zpravidla vysokopevnostní.

Cylindrická část šroubu, tedy část bez závitu, je ve svém malém průměru menší než malý průměr části šroubu se závitem. Z příslušné délky každé části šroubu a jeho průměru tak vyplývá nezbytná příslušná elasticita. Tímto způsobem se šroub může chovat jako napnutá pružina a taktéž přispívat k tomu, aby vibrace těsnicích spár udržel v definovaném rámci.

Pružinové vlastnosti šroubů jsou dimenzovány tak, aby v různých provozních stavech motoru byla k dispozici vždy dostatečná pružinová síla. Normální šroub s rozměry obvyklými v osobních automobilech tuto úlohu nemůže splnit, odtrhl by se krátký nebo dlouhý.

Záleží na úhlu otočení

Samotná dokonalá koncepce rozpínacího šroubu nemá žádnou výhodu, pokud se při montáži nepostupuje přesně dle údajů výrobce. Elring ke každému těsnění hlavy válců přiloží tento předpis pro utažení. Ve volně přístupném online katalogu je tato informace taktéž uvedena pod číslem těsnění hlavy válce.

V zásadě se každý šroub nejdříve utáhne v prvním kroku takzvaným předmomentem, aby byly hlava válce a těsnění hlavy válce napnuty. Podle motoru to mohou být i dva průchody, jak k tomu často dochází u těsnění hlav válců z kovových měkkých materiálů, které vykazují usazení, tedy komprimování materiálu. Až do tohoto pracovního kroku se šroub ještě nachází v elastické oblasti.

Použití úhlů otáčení u dalšího utažení šroubů se zakládá na skutečnosti, že v následujících krocích musí být použita přesně definovaná síla. Při výlučném použití utahovacích momentů by finální odchylka síly šroubů byla +/- 30 %. Neakceptovatelná hodnota, protože tak není dosaženo rovnoměrného vytlačeného místa těsnění hlavy válce. Při použití úhlů otáčení je odchylka nejvýše 10 %, což může platit jako nejlépe technicky dosažitelná míra nezbytné síly. Pomocí vícero kroků s úhlem otáčení se pak šrouby vtáhnou do plastické oblasti, to je citelné při překročení mezi pružnosti. Tak šroub dosáhne své určené tažnosti popř. protažení dříku a nachází se v plastické oblasti, což znamená, že je trvale vytvarován. Následně je zřejmé, že jednou protažený šroub, který byl při montáži přes elastickou oblast vtažen popř. protažen do plastické oblasti, nemůže podruhé disponovat nezbytnou pružinovou silou.

Důvodem vysoké odchylky síly šroubu při výlučném používání utahovacích momentů je celkový součinitel tření spojení, tedy zářezové síly šroubu v závitu a součinitel tření hlavy šroubu v hlavě válce. Utahovací moment tedy dostatečně neslouží k napnutí těsnění hlavy válců. Proto se při montáži doporučuje lehce potřít olejem jak šroubový závit, tak i hlavu šroubu, s podložkou nebo bez podložky. Ale také zde platí, že v případě pochybností je třeba věnovat pozornost údajům výrobce.

Údaje výrobce někdy určují zahřátí motoru po určitou dobu, což závisí na oceli použité pro šroub. Zahřátí a zchladnutí vede ke změně molekulární struktury šroubu a další utažení s úhlem otáčení pak vede k finálnímu utahovacímu momentu.

Více informací naleznete na stránkách firmy ELRING.