Πρακτικές συµβουλές για το συνεργείο Φλάντζες κυλινδροκεφαλής από µαλακό Zylinderkopfdichtungen υλικό και ανάλυση ζηµιών Advanced MLS-Technology Leistungsfähigkeit in jeder Lage Πρακτικές συµβουλές και πληροφορίες αρ. 3
Φλάντζες κυλινδροκεφαλής από µαλακό υλικό - Η κλασική λύση για τη στεγανοποίηση της κυλινδροκεφαλής ΦΛΑΝΤΖΕΣ ΚΥΛΙΝΔΡΟΚΕΦΑΛΗΣ ΑΠΟ ΜΑΛΑΚΟ ΥΛΙΚΟ Η κλασική φλάντζα κυλινδροκεφαλής από µαλακό υλικό είναι ένα συµπιεζόµενο επίπεδο στεγανοποιητικό. Αποτελείται από ένα φέρον έλασµα, στο οποίο τοποθετείται το µαλακό υλικό στην πλευρά της κεφαλής και του µπλοκ. Μεταλλικές στεφάνες στεγανοποιούν τους θαλάµους καύσης και προστατεύουν το ευαίσθητο µαλακό υλικό από υπερθέρµανση. Ο εµποτισµός της επιφάνειας του µαλακού υλικού εµποδίζει τη διόγκωση από την επαφή µε υγρά όπως λάδι, νερό ή αντιψυκτικό. Τα λεγόµενα στοιχεία Viton από ελαστοµερή υλικά επιτρέπουν την τµηµατική αύξηση της επιφανειακής πίεσης στην περιοχή των οπών πίεσης λαδιού. Λόγω της επιφανειακής πίεσης το υλικό παραµορφώνεται έτσι ώστε να εφαρµόζει τέλεια στις επιφάνειες συναρµογής. Για τη στεγανοποίηση απαιτούνται πολύ υψηλές δυνάµεις µπουλονιών µε χαµηλές ελαστικές ιδιότητες επαναφοράς. Το ελάχιστο πλάτος του σηµείου ένωσης ανέρχεται στα περ. 6 mm, ώστε να µπορεί να αντέχει στις υψηλές πιέσεις και θερµοκρασίες κατά την καύση. Στεφάνη θαλάµου καύσης Εµποτισµός Στοιχείο Viton Μαλακό υλικό εκατέρωθεν Φέρον έλασµα Κλασική φλάντζα κυλινδροκεφαλής µε φέρον έλασµα, µαλακό υλικό εκατέρωθεν, εµποτισµό, στεφάνες θαλάµου καύσης και στοιχείο Viton. ΑΥΞΗΜΕΝΕΣ ΑΠΑΙΤΗΣΕΙΣ ΛΟΓΩ ΥΨΗΛΟΤΕΡΗΣ ΙΣΧΥΟΣ Οι φλάντζες κυλινδροκεφαλής πρέπει να αποµονώνουν στεγανά το θάλαµο καύσης και ταυτόχρονα να στεγανοποιούν τις διόδους λαδιού κινητήρα και νερού ψύξης από τη διαφυγή υγρών. Οι νεότεροι κινητήρες θέτουν όλο και πιο υψηλότερες απαιτήσεις στην απόδοση των τοποθετηµένων φλαντζών κυλινδροκεφαλής. Συνοπτικά οι απαιτήσεις ως προς τις φλάντζες κυλινδροκεφαλής: Ασφαλής και µόνιµη µακροστεγανοποίηση και µικροστεγανοποίηση Αντοχή σε αέρια, λάδια, νερό και αντιψυκτικό Αντοχή σε διαφορές θερµοκρασιών και υψηλές πιέσεις καύσης Σταθερότητα για την εξισορρόπηση παραµορφώσεων εξαρτηµάτων Αντοχή στη διάτµηση και στη ρηγµάτωση στην περιοχή των στεφανών Μεταφορά των δυνάµεων των µπουλονιών Ροή θερµότητας στο διάκενο στεγανοποίησης 3
Προβλήµατα στεγανοποίησης στις φλάντζες κυλινδροκεφαλής από µαλακό υλικό ΜΟΡΦΕΣ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ ΣΤΕΓΑΝΟΠΟΙΗΣΗΣ Οι φλάντζες κυλινδροκεφαλής από µαλακό υλικό υποβάλλονται σε εκτεταµένες δοκιµές. Μόνο υψηλής ποιότητας και απόλυτα άψογες φλάντζες κυλινδροκεφαλής εγκρίνονται για τοποθέτηση. Στην πράξη µπορεί παρόλα αυτά να παρουσιαστούν προβλήµατα στεγανοποίησης, που οφείλονται όµως εξαιρετικά σπάνια στις ίδιες τις φλάντζες της κυλινδροκεφαλής. Οι αιτίες για ζηµιές στις φλάντζες της κυλινδροκεφαλής από µαλακό υλικό ποικίλουν. ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΣΤΕΓΑΝΟΠΟΙΗΣΗΣ ΑΕΡΙΩΝ, ΛΑΔΙΟΥ ΚΑΙ ΨΥΚΤΙΚΟΥ Τα προβλήµατα στεγανοποίησης µεταξύ κυλινδροκεφαλής, φλάντζας κυλινδροκεφαλής και µπλοκ κινητήρα ονοµάζονται στην ειδική ορολογία διαρροές. Διακρίνουµε µεταξύ διαρροών αερίων, λαδιού και ψυκτικού, τις λεγόµενες διαρροές µέσων. Συνολικά µπορεί να παρουσιαστούν επτά διαφορετικά είδη διαρροών στις φλάντζες κυλινδροκεφαλής από µαλακό υλικό: 1 Διαρροή αερίων από θάλαµο καύσης σε θάλαµο καύσης 2 Διαρροή αερίων από θάλαµο καύσης σε κύκλωµα ψυκτικού 3 Διαρροή αερίων προς τα έξω 4 5 6 7 Διαρροή λαδιού στο κύκλωµα ψύξης Διαρροή λαδιού προς τα έξω Διαρροή νερού στο κύκλωµα λαδιού Διαρροή νερού προς τα έξω Η ΣΥΜΒΟΥΛΗ ΜΑΣ: ΠΡΩΤΑ ΑΝΑΛΥΣΤΕ ΚΑΙ ΜΕΤΑ ΕΠΙΣΚΕΥΑΣΤΕ Επιβάλλεται η συντοµότερη δυνατή αντικατάσταση µιας φλάντζας κυλινδροκεφαλής που έχει υποστεί ζηµιά. Οι διαρροές αερίων µπορεί να οδηγήσουν σε πολύ σύντοµο χρονικό διάστηµα σε πλήρη καταστροφή της φλάντζας και να επιφέρουν σοβαρότατες συνέπειες. Οι διαρροές λαδιού και ψυκτικού συχνά δεν γίνονται αντιληπτές στο αρχικό τους στάδιο ή γίνονται αντιληπτές όταν πλέον είναι πολύ αργά. Δεν θα πρέπει να υποτιµάτε αυτές τις ζηµιές και να αντικαθιστάτε γρήγορα τη φλάντζα της κυλινδροκεφαλής. Σκεφτείτε µόνο το εξής: Μόλις µία σταγόνα λαδιού ρυπαίνει περ. 10.000 λίτρα πόσιµου νερού! Μην περιορίζεστε όµως στην απλή αντικατάσταση της ελαττωµατικής φλάντζας της κυλινδροκεφαλής. Αναλύστε προηγουµένως τη ζηµιά και αναζητήστε την πηγή του προβλήµατος. Η διαρροή µπορεί να οφείλεται σε πολλές αιτίες, οι οποίες δεν σηµαίνει αναγκαστικά ότι θα αποκατασταθούν µόνο µε την τοποθέτηση µιας καινούργιας φλάντζας κυλινδροκεφαλής. Μια διαρροή είναι ένα πρόβληµα στεγανοποίησης σε ένα σύστηµα, λόγω του οποίου ενδέχεται να εισέρχονται ή να εξέρχονται ανεξέλεγκτα αέρια ή υγρά. Μια διαρροή µπορεί να προκαλέσει αδυναµία λειτουργίας σε ολόκληρο το σύστηµα. Τυπικές διαρροές σε φλάντζες κυλινδροκεφαλής από µαλακό υλικό. 4
Ζηµιές, ανάλυση, έρευνα αιτιών ΜΑΥΡΙΣΜΑΤΑ Οι συχνότερες ζηµιές στις φλάντζες κυλινδροκεφαλής από µαλακό υλικό είναι οι διαρροές αερίων µε µαυρίσµατα στη στεφάνη του θαλάµου καύσης, που διακρίνονται σχετικά εύκολα σε µια φλάντζα αφού αφαιρεθεί. Ένα ελαφρύ µαύρισµα σε αυτό το σηµείο από θερµικές καταπονήσεις και µικροπροβλήµατα στεγανοποίησης είναι φυσιολογικό. Τα τοπικά µαυρίσµατα ωστόσο είναι ενδείξεις για πραγµατική διαρροή αερίων, που µπορεί τελικά να οδηγήσει σε καταστροφή της στεφάνης του θαλάµου καύσης λόγω διαφυγής καυτών καυσαερίων. Το υλικό στεγανοποίησης κάτω από το σηµείο ένωσης χάνει σε αυτήν την περίπτωση τις ελαστικές του ιδιότητες λόγω της υψηλής θερµικής καταπόνησης. Οι διαρροές είναι η συνέπεια. Διαρροές αρίων µε µαυρίσµατα µπορεί να προκληθούν από πολύ χαµηλή επιφανειακή πίεση ή υπερθέρµανση του κινητήρα. Πιθανές αιτίες για χαµηλή επιφανειακή πίεση είναι ελαττωµατικά ή επανατοποθετηµένα µπουλόνια κυλινδροκεφαλής, λανθασµένη σύσφιξη των µπουλονιών, ζηµιές στην κυλινδροκεφαλή και στο µπλοκ του κινητήρα ή παράβλεψη των οδηγιών τοποθέτησης. Υπερθέρµανση του κινητήρα µπορεί να προκληθεί από βλάβες στην αντλία νερού, στο ψυγείο, στο θερµοστάτη ή στους εύκαµπτους σωλήνες νερού, από έλλειψη ψυκτικού στο σύστηµα ή ακατάλληλης εξαέρωσης του συστήµατος ψύξης µετά από εργασίες στην κυλινδροκεφαλή. Οι ανοµοιόµορφες καύσεις στο χώρο του κινητήρα λόγω καταλοίπων αιθάλης και πολύ υψηλής πίεσης καυσαερίων σε περίπτωση βλάβης του καταλύτη είναι επίσης παράγοντες πιθανής υπερθέρµανσης. Διαρροή αερίων µε τοπικό µαύρισµα στη στεφάνη του θαλάµου καύσης. Καταστροφές στην περιοχή ένωσης λόγω διαφυγής αερίων. Διαρροή αερίων µε έντονα ίχνη από διαφυγή καυτών αερίων του θαλάµου καύσης. Κατά την αφαίρεση της φλάντζας της κυλινδροκεφαλής πρέπει να προσέχετε οπωσδήποτε τις οδηγίες του κατασκευαστή, ώστε να αποκλειστεί το ενδεχόµενο παραµορφώσεων στην κυλινδροκεφαλή και στο µπλοκ του κινητήρα. Προσέξτε επίσης ώστε να µην προκαλέσετε ζηµιές στις επιφάνειες κατά την αφαίρεση της φλάντζας της κυλινδροκεφαλής. Αναλυτικές πληροφορίες σχετικά µε την τοποθέτηση της κυλινδροκεφαλής, τα µπουλόνια της κυλινδροκεφαλής και τις επιφάνειες θα βρείτε επίσης στις τρέχουσες πρακτικές πληροφορίες αρ. 1 (Χαλύβδινες φλάντζες πολλαπλών στρώσεων (MLS) και επιφάνειες εξαρτηµάτων) και αρ. 2 (Μπουλόνια κυλινδροκεφαλής και τοποθέτηση κυλινδροκεφαλής). 5
ΔΙΟΓΚΩΣΕΙΣ Η υπερθέρµανση του κινητήρα µε ταυτόχρονη δηµιουργία ατµών προκαλεί επίσης ζηµιές στις φλάντζες κυλινδροκεφαλής από µαλακό υλικό. Οι ζηµιές αυτές διακρίνονται από τις πολύ έντονες διογκώσεις στις περιοχές όπου το µαλακό υλικό είναι εκτεθειµένο στις διόδους από όπου διέρχεται νερό. Οι διογκώσεις δηµιουργούνται από την καταστροφή του σιλικονούχου υλικού εµποτισµού στο υλικό στεγανοποίησης, το οποίο δεν είναι ανθεκτικό στον ατµό. Διογκώσεις στις φλάντζες κυλινδροκεφαλής από µαλακό υλικό λόγω υπερθέρµανσης µε δηµιουργία ατµών. ΑΠΟΤΥΠΩΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΝΘΛΙΨΕΙΣ Οι ελαττωµατικές φλάντζες κυλινδροκεφαλής από µαλακό υλικό, που παρουσιάζουν βαθουλωµένες και συµπιεσµένες στεφάνες θαλάµων καύσης έχουν υποστεί ζηµιά από προαναφλέξεις (τα λεγόµενα πιράκια). Στη διαδικασία αυτή προκαλούνται ανεξέλεγκτες καύσεις µε απότοµη αύξηση της πίεσης και ακραίες πιέσεις στο θάλαµο καύσης. Αιτίες για τις προαναφλέξεις είναι η χρήση λανθασµένου καυσίµου µε πολύ χαµηλό αριθµό οκτανίων, η χρήση λανθασµένου τύπου µπουζί ή ο λανθασµένος χρονισµός της ανάφλεξης καθώς και η λειτουργία του κινητήρα µε χαµηλές στροφές για µεγάλο χρονικό διάστηµα. ΔΙΑΡΡΟΕΣ ΛΑΔΙΟΥ ΚΑΙ ΨΥΚΤΙΚΟΥ Σε σύγκριση µε τις διαρροές αερίων, οι ζηµιές στη φλάντζα λόγω διαρροών λαδιού και ψυκτικού διακρίνονται πολύ δύσκολα σε µια αφαιρεµένη φλάντζα κυλινδροκεφαλής από µαλακό υλικό. Ίχνη από σκουριά και αντιψυκτικό µε λευκά κατάλοιπα που µοιάζουν µε ασβέστιο στην επιφάνεια της φλάντζας ενδέχεται να υποδηλώνουν διαρροές ψυκτικού. Συγκεκριµένες ενδείξεις για διαρροές λαδιού µπορούν να βρεθούν πολύ σπάνια. Πέραν των γνωστών αιτιών, για τις διαρροές ψυκτικού ενδέχεται να ευθύνονται και τα χηµικά πρόσθετα στο ψυκτικό και τα χαµηλής ποιότητας αντιψυκτικά. ΑΚΑΘΑΡΣΙΕΣ, ΞΕΝΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ ΚΑΙ ΤΡΑΧΙΕΣ ΕΠΙΦΑΝΕΙΕΣ Από την πράξη προκύπτει ότι είναι απαραίτητη η υπόδειξη για καθαρές επιφάνειες συναρµογής. Η συµπίεση ακαθαρσιών και ξένων σωµατιδίων οδηγεί πάντα σε ζηµιές και διαρροές. Πρέπει εποµένως να φροντίζετε για σχολαστικό καθαρισµό του µπλοκ του κινητήρα και της κυλινδροκεφαλής. Αυτό ισχύει ιδίως µετά από επανεπεξεργασία των επιφανειών σε περίπτωση προβληµάτων επιπεδότητας, παραµορφώσεων, κυµατοτήτων (αποκλίσεις παραλληλότητας) ή τραχυτήτων (αυλακώσεις και ρηγµατώσεις). Αποτυπώµατα και συνθλίψεις µε και χωρίς διαφυγή αερίων λόγω προαναφλέξεων. Ζηµιές στη φλάντζα από ακαθαρσίες και ξένα σωµατίδια. 6
Για τέλειες στεγανοποιήσεις µε φλάντζες κυλινδροκεφαλής από µαλακό υλικό απαιτούνται επιφάνειες συναρµογής αντίστοιχης ποιότητας. Οι πολύ τραχιές επιφάνειες µπλοκ κινητήρα και κυλινδροκεφαλής προκαλούν µεταφορά αερίων µεταξύ των θαλάµων καύσης και αναγκαστικά αδυναµία λειτουργίας της φλάντζας της κυλινδροκεφαλής. ΕΜΠΙΣΤΕΥΘΕΙΤΕ ΤΟΥΣ ΕΙΔΙΚΟΥΣ ΤΗΣ VICTOR REINZ Οι φλάντζες κυλινδροκεφαλής από µαλακό υλικό VICTOR REINZ εγγυώνται τα καλύτερα αποτελέσµατα στεγανοποίησης. Δεν φροντίζει για αυτό µόνο η ποιότητα των προϊόντων, αλλά και οι οδηγίες τοποθέτησης που παραλαµβάνετε. Εάν παρουσιαστεί παρόλα αυτά κάποια ζηµιά στη φλάντζα, προσέξτε οπωσδήποτε τις ακόλουθες οδηγίες. ΣΥΜΒΟΥΛΗ ΑΠΟ ΤΟΥΣ ΕΙΔΙΚΟΥΣ! Οι τραχιές επιφάνειες µπλοκ κινητήρα και κυλινδροκεφαλής προκαλούν µεταφορά αερίων µεταξύ των θαλάµων καύσης. ΠΡΟΣΘΕΤΑ ΥΛΙΚΑ ΣΤΕΓΑΝΟΠΟΙΗΣΗΣ Τα πρόσθετα υλικά στεγανοποίησης µπορούν στη χειρότερη περίπτωση να καταστρέψουν την κανονική φλάντζα µε κόψιµο ή εκτροπή του µαλακού υλικού. Αυτό ισχύει ιδίως στην περιοχή του στοιχείου Viton, διότι το στοιχείο Viton δεν µπορεί να υποχωρήσει στους ειδικά προβλεπόµενους χώρους υποχώρησης του ελαστοµερούς υλικού κατά το στάδιο προθέρµανσης και ψύξης του κινητήρα, ακριβώς λόγω αυτού του πρόσθετου υλικού στεγανοποίησης. Οι συνέπειες είναι η κοπή του υλικού ή η εκτροπή του στοιχείου Viton. Κατά την τοποθέτηση φλαντζών κυλινδροκεφαλής από µαλακό υλικό µε στοιχείο Viton πρέπει να προσέχετε ώστε να τοποθετείτε µε ακρίβεια τη φλάντζα της κυλινδροκεφαλής και την κυλινδροκεφαλή. Από µια λάθος τοποθέτηση, µπορεί να δεχθεί υπερβολική πίεση το στοιχείο Viton ή να κοπεί από αιχµηρές ακµές των εξαρτηµάτων. Πρόσθετα υλικά στεγανοποίησης είναι απαραίτητα µόνο εφόσον προβλέπονται ρητά από τον κατασκευαστή! ΣΥΜΒΟΥΛΗ ΑΠΟ ΤΟΥΣ ΕΙΔΙΚΟΥΣ! Οδηγίες σε περίπτωση ζηµιάς στη φλάντζα: 1. Εντοπίστε µε σαφήνεια το σηµείο διαρροής πριν από την αφαίρεση της φλάντζας της κυλινδροκεφαλής 2. Αναλύστε τη ζηµιά και εντοπίστε την πηγή του προβλήµατος, διότι δεν σηµαίνει αναγκαστικά ότι οφείλεται στη φλάντζα 3. Αποκαταστήστε την αιτία της ζηµιάς για να αποκλείσετε επακόλουθες συνέπειες 4. Μόνο µετά από όλα αυτά, τοποθετήστε την καινούργια φλάντζα κυλινδροκεφαλής 5. Προσέξτε τις οδηγίες τοποθέτησης του κατασκεαστή Κοπή ή εκτροπή του µαλακού υλικού και πρόκληση ζηµιάς στο στοιχείο Viton λόγω ακατάλληλης επάλειψης πρόσθετων υλικών στεγανοποίησης. Η απευθείας επικοινωνία µε το κέντρο εξυπηρέτησης της VICTOR REINZ Τηλ. +49 731 7046 999 Φαξ +49 731 7046 480 Email reinz.service@dana.com 7
REINZ-Dichtungs-GmbH Reinzstrasse 3-7 89233 Neu-Ulm Γερµανία Τηλ. +49 (0) 731 7046 999 Φαξ +49 (0) 731 7046 480 www.reinz.com Printed in Germany 12/08 39-00132-13