EN
Materiał uszczelki pokrywy zaworów decyduje o trwałości uszczelnienia, odporności na temperaturę, zgodności chemicznej z olejem silnikowym oraz odporności na odkształcenie permanentne – czyli tendencji ściskanego elastomeru do trwałego odkształcenia i utraty siły uszczelniającej w czasie. Formowane uszczelki gumowe i profilowe uszczelki silikonowe dominują w nowoczesnych silnikach, podczas gdy tradycyjny korek jest obecnie niemal zupełnie przestarzały i stosowany jedynie w silnikach klasycznych oraz heritage.
Każda rodzina materiałów charakteryzuje się odmiennymi właściwościami eksploatacyjnymi. Uszczelki z korka działają w zakresie temperatur od -30°C do +120°C i mają typowy okres użytkowania wynoszący 2–4 lata. Opierają się na fizycznym ucisku w celu zapewnienia uszczelnienia, lecz wykazują słabe odporność na utratę sprężystości po odciążeniu (tzw. „compression set”) — oznacza to, że po dokręceniu i cyklowaniu termicznym korek trwale traci na grubości (typowe wartości utraty sprężystości wynoszą 40–60%) i przestaje zapewniać uszczelnienie. Gumy nitrylowe (NBR) działają w zakresie temperatur od -40°C do +130°C i mają okres użytkowania wynoszący 5–7 lat przy typowych warunkach eksploatacji. Charakteryzują się dobrą odpornością na olej silnikowy, lecz ulegają degradacji pod wpływem długotrwałego kontaktu z nowoczesnymi syntetycznymi olejami o niskiej lepkości zawierającymi estry — jest to nieco niedostrzegany mechanizm uszkodzenia silników pracujących z długimi interwałami wymiany oleju.
Silikon (VMQ) jest obecnie głównym materiałem stosowanym w większości zastosowań japońskich i koreańskich, działającym w zakresie temperatur od -60°C do +200°C przy okresie użytkowania wynoszącym 7–10 lat oraz doskonałej odporności na odkształcenie permanentne (zazwyczaj poniżej 20% po 1000 godzinach starzenia w temperaturze 150°C w naszych testach). Formowane FKM (Viton) działa w zakresie temperatur od -20°C do +230°C przez ponad 10 lat i osiąga najlepsze w naszych pomiarach wartości odkształcenia permanentnego — często poniżej 12% — ale kosztuje od 3 do 5 razy więcej niż standardowy silikon. FKM jest stosowany w zastosowaniach o wysokim obciążeniu termicznym: silniki Ford EcoBoost, niektóre pokrywy silników VW/Audi TSI oraz silniki wysokoprężne, w których temperatury oleju regularnie przekraczają 130°C.
W porównaniu opisowym: korek jest tani, wyrozumiały wobec nieidealnej płaskości (wypełnia szczeliny do ok. 0,3 mm) i całkowicie przestarzały w zastosowaniach nowoczesnych – jego cykl życia jest po prostu zbyt krótki. NBR to wybór ekonomiczny dla starszych silników atmosferycznych oraz zastosowań ogólnych. Silikon to współczesny standard: doskonały zakres temperatur roboczych, długi okres użytkowania, dobra odporność chemiczna oraz umiarkowane koszty. FKM to rozwiązanie premium przeznaczone do zastosowań o wysokiej temperaturze i w silnikach wysokoprężnych, gdzie warunki eksploatacji uzasadniają dodatkowe wydatki.
Powszechnie rozpowszechnione, lecz błędne przekonanie warsztatowe, które warto wyjaśnić: wielu techników stosuje kropelkę silikonowego uszczelniacza RTV jako „uszczelnienie zapasowe” obok formowanego uszczelki. W naszych testach fabrycznych takie postępowanie często pogarsza uszczelnienie. Uszczelniacz RTV utwardza się w innym tempie niż formowana uszczelka ulega relaksacji, co może uniemożliwić równomierne osadzenie się profilu uszczelki. Poprawnym podejściem jest czysta i sucha powierzchnia styku oraz wyłącznie odpowiednia formowana uszczelka — przy czym uszczelniacz RTV należy stosować wyłącznie w określonych miejscach wyznaczonych przez producenta (zazwyczaj w czterech narożnikach pokryw silników V, gdzie połączenie głowicy z blokiem silnika tworzy stopień).
Przykład z remontu silnika Honda K20, w którym udzielaliśmy porady: technik zastosował ogólnodostępną, „uniwersalną” uszczelkę z NBR wraz z kropelką RTV „dla pewności”. Pokrywa zaczęła wyciekać w trzech narożnikach już po 2000 km przebiegu. Zastąpienie jej właściwą formowaną uszczelką silikonową (część oryginalnego zestawu lub certyfikowanego zestawu zamiennego zgodnego ze standardem IATF 16949), bez dodatkowego uszczelniacza, całkowicie rozwiązało problem.
Nansen Auto produkuje pokrywy zaworów z wbudowanymi profilami uszczelnień wytłaczanych na formie dla ponad 150 modeli, stosując procesy certyfikowane zgodnie z normą IATF 16949. Nasze testy starzenia w wysokiej temperaturze przeprowadzane są w temperaturze 150 °C przez 1000 godzin (co odpowiada mniej więcej 10 rokom typowej eksploatacji zgodnie z modelami starzenia Arrheniusa); pomiar odkształcenia resztkowego wykonuje się przed i po teście, a jego wartość musi pozostawać poniżej 25%. Weryfikacja szczelności powietrza przeprowadzana jest przy różnicach ciśnień wynoszących 30 kPa na specjalnym uchwycie odtwarzającym rzeczywistą powierzchnię uszczelniania głowicy cylindra — nie płaskiej płyty testowej — co pozwala nam wykrywać problemy geometryczne, które pojawiłyby się w rzeczywistym silniku.
Szczególna uwaga dotycząca zgodności, która sprawia problemy osobom dokonującym remontu: niektóre oleje „wydajnościowe” oraz dodatki do paliwa pochodzące z rynku wtórnego zawierają dialkilo-ditiophosforan cynku (ZDDP) w stężeniach przekraczających te, dla których zostały zwalidowane oryginalne silikonowe formuły producentów. W silnikach pracujących ciągle na takich płynach zaobserwowaliśmy skrócenie żywotności silikonowych uszczelek z ponad 8 lat do 4–5 lat. Jeśli osoba dokonująca remontu planuje stosować oleje o wysokim zawartości ZDDP, bezpieczniejszym wyborem materiału jest FKM.
Powinniśmy być szczerymi co do tego, czego uszczelka nie jest w stanie naprawić: wygiętej krawędzi pokrywy, uszkodzonej powierzchni uszczelniającej głowicy lub pękniętej wewnętrznej przegrody. Jeśli uszczelka została wymieniona dwukrotnie i nadal występuje wyciek, problem prawie na pewno leży po stronie elementów znajdujących się powyżej samej uszczelki. Najczęstszym pomiarem diagnostycznym pomijanym przez wiele warsztatów jest sprawdzenie prostoliniowości obu powierzchni stykających się za pomocą precyzyjnej linijki.
Jeszcze jedna końcowa uwaga materiałowa: w pokrywach silnika V6 serii VQ firmy Nissan oraz w wielu podobnych konstrukcjach silników V uszczelka zawiera wiele zintegrowanych tulejek otaczających przewody świec zapłonowych. Tulejki te są zwykle wykonane z tej samej rodziny silikonu, ale podlegają surowszym cyklom termicznym, ponieważ przewody świec zapłonowych przewodzą ciepło spalania bezpośrednio. Gdy pokrywa zaworu przecieka olejem do otworów świec zapłonowych, to prawie zawsze tulejki – a nie uszczelka obwodowa – są rzeczywistą przyczyną usterki.
FAQ:
Często zadawane pytania: Pytanie: Dlaczego producenci zrezygnowali z uszczelek korkowych? Odpowiedź: Korek ulega trwałemu uciskowi pod wpływem cykli termicznych, tracąc siłę uszczelniającą już po 2–3 latach, a ponadto nie wytrzymuje współczesnych temperatur roboczych przekraczających 130 °C. Profilowane uszczelki z silikonu i FKM utrzymują siłę uszczelniającą przez 7–10 lat lub dłużej, co odpowiada współczesnym interwałom serwisowym.
Często zadawane pytania: Pytanie: Czy silikonowy klej RTV może zastąpić formowany uszczelniacz? Odpowiedź: Tylko jako bardzo krótkotrwała naprawa awaryjna. Formowane profile zapewniają spójną geometrię ucisku, której nie potrafi osiągnąć żadne uszczelnienie ciekłe, a klej RTV wciskany do kanału często uniemożliwia prawidłowe osadzenie się uszczelki. Klej RTV należy stosować wyłącznie tam, gdzie producent oryginalny (OEM) wyraźnie tego wymaga (zazwyczaj w miejscach połączeń narożnych).
Często zadawane pytania: Pytanie: Skąd mam wiedzieć, kiedy trzeba wymienić uszczelkę pokrywy zaworów? Odpowiedź: Zwróć uwagę na wycieki oleju wzdłuż krawędzi kołnierza, obecność oleju w otworach świec zapłonowych (uszkodzenie wkładek gumowych) lub zapach palonego oleju przy kolektorze wydechowym. W przypadku uszczelki silikonowej wymianę przeprowadza się zwykle po przejechaniu 100 000–150 000 km lub za każdym razem, gdy pokrywę należy zdjąć w ramach innej czynności serwisowej.
FAQ: Pytanie: Czy należy ponownie dokręcić śruby pokrywy po cyklu nagrzewania? Odpowiedź: W przypadku niektórych konstrukcji tak — Toyota określa konieczność ponownego dokręcenia po pierwszym cyklu nagrzewania w odniesieniu do niektórych pokryw zaworów. Sprawdź procedurę producenta oryginalnego wyposażenia (OEM). W przypadku uszczelek z silikonu początkowe dokręcenie jest zwykle stabilne, jednak lekkie sprawdzenie momentu dokręcenia po przejechaniu 500–1000 km może pozwolić na wykrycie problemów z montażem zanim doprowadzą one do przecieków.