U motorů s vysokým výkonem jsou požadavky, které musí těsnění hlavy válců splňovat, rovněž velmi nadstandardní. To platí zejména v případě malosériové výroby, protože produkovaná množství jsou ve srovnání s těsněními pro zákazníky originálního vybavení velmi nízká. 

Požadavky na těsnění hlavy válců 

Těsnění pro sériovou výrobu a těsnění pro výkonnější motory nebo malosériovou výrobu musí splňovat zcela odlišné požadavky. Pokud jde o materiál hlavy válců, je třeba rozlišovat mezi klasickými těsněními z kovu/měkkého materiálu a vícevrstvými ocelovými těsněními. Dalším ovlivňujícím faktorem je, zda se mají používat v současném motoristickém sportu, pro ladění sériových motorů nebo pro historická závodní vozidla. Každý motor vyžaduje speciální těsnění hlavy válců, takže technické požadavky je třeba řešit různými způsoby, jak podrobněji vysvětlíme níže. 

Teplotní odolnost 

K dispozici jsou tři materiály, které jsou odolné vůči vysokým teplotám: kov/měkký materiál, ocel a kov/grafit (posledně jmenovaný není v nabídce společnosti Elring). Ocel má výrazně lepší tepelnou odolnost při vysokých teplotách, a proto se používá ve vrcholovém motoristickém sportu. Jedná se o vícevrstvá kovová těsnění hlavy válců, o kterých však nelze podrobněji hovořit z důvodu dohod o mlčenlivosti. Pokud jde o těsnění z kovu/měkkého materiálu, je nezbytné vždy zvolit správný materiál. Společnost ElringKlinger a její specialisté na konstrukci prototypů používají pouze nejkvalitnější materiál bez ohledu na to, o jaký konkrétní materiál se jedná. V případě potřeby, jako je tomu u těsnění hlavy válců Ferrari, lze na okraj spalovací komory nalisovat přídavné kroužky, které udrží vysoké teploty mimo měkký materiál. 

Těsnost vůči plynům 

Nejdůležitějším kritériem pro těsnění hlavy válců je plynotěsnost, které lze dosáhnout jak u vícevrstvých ocelových těsnění, tak u těsnění z kovu a měkkého materiálu. Funkční vrstvy vícevrstvých ocelových těsnění se skládají z lisovaných celokovových plátů a příslušných zarážek v nosné vrstvě, zatímco těsnění hlavy válců z kovu/měkkého materiálu mohou mít také vymezovací kroužky na hranicích spalovací komory. Tyto tvrdé ocelové kroužky mají speciální profil a při dotažení šroubů hlavy válců se vtlačují do měkčí hlavy válců a bloku motoru. Tím je zajištěna ochrana měkkého materiálu před vysokými teplotami. 

Těsnost vůči oleji a chladicí kapalině 

Těsnění hlavy válců z kovu a měkkého materiálu i vícevrstvá ocelová těsnění splňují kritéria pro utěsnění oleje a chladicí kapaliny. To je možné díky sítotisku na horní a spodní straně těsnění hlavy válců. Používá se elastomer vhodný pro konkrétní aplikaci. Tloušťka vrstvy u vícevrstvých ocelových těsnění je obvykle 15 mikrometrů. U těsnění hlavy válců z kovu/měkkého materiálu se používá o něco více materiálu, obvykle 25 mikrometrů. Technicky je možné tloušťku vrstvy upravit. 

Žádné opětovné utahování a dlouhá životnost 

Ačkoli jsou obě kritéria velmi důležitá hlavně pro sériovou výrobu, nejsou tak podstatná pro motory s vysokým nebo zvýšeným výkonem, kde jsou upřednostňována jiná kritéria. Přesto i zde těsnění stále perfektně fungují po mnoho tisíc kilometrů. 

Specifické výzvy a limity toho, co je možné 

Pokud jde o větší průměry spalovacích komor, je poměrně snadné použít těsnění hlavy válců z kovu a měkkého materiálu. V případě potřeby lze na okraj spalovací komory doinstalovat podložky, aby byla zaručena potřebná materiálová stálost celého těsnění, např. při jeho nadměrných rozměrech. Pokud je požadováno snížení nebo zvýšení komprese, lze toho dosáhnout poměrně snadno. Tloušťka výchozího materiálu se upraví a za určitých okolností se upraví i tloušťka materiálu zvolené nerezové oceli pro okraj spalovací komory. Pokud je zapotřebí těsnění hlavy válců o tloušťce větší než 2,0 mm, lze speciálním postupem spojit dvě stejná těsnění. Výchozí materiál může mít maximální tloušťku 2,0 mm. 

Větší průměry spalovacích komor lze utěsnit také vícevrstvým kovovým těsněním. Existují dvě možnosti: U velkosériových těsnění lze spalovací komoru zvětšit laserem, ale obvykle jen o několik desetin milimetru. Nýty, které drží vrstvy pohromadě, se vyvrtají a jednotlivé vrstvy se pak laserem odděleně nařežou na požadovaný průměr a opět snýtují. 

Druhou metodou je výroba nových funkčních vrstev, která je však mnohem nákladnější a často může překročit dostupný rozpočet. Tato metoda vyžaduje vhodné nástroje k lisování a úpravě těsnění. Je vhodná pouze pro větší série nebo v motoristickém sportu, kde jsou k dispozici velké finanční prostředky. 

Postup a konzultace

Nejjednodušší a nejrychlejší způsob, jak zjistit, co je pro daný motor možné, je kontaktovat firmu ElringKlinger e-mailem na adrese service@elring.de nebo prostřednictvím webových stránek elring.com. 

Dotaz je pak předán přímo příslušnému oddělení, které se na zaslané informace podívá a po upřesnění s oddělením konstrukce prototypů odpoví osobě, která dotaz vznesla. Čím přesnější jsou informace, tím snadněji a rychleji lze vypracovat cenovou nabídku. 

Na závěr

Ačkoli jsme hovořili pouze o těsnění hlavy válců, specialisté společnosti ElringKlinger mohou upravit jakékoli jiné těsnění vhodné pro motor nebo je vyrobit podle zadané specifikace.