Что такое эластомерная прокладка

Свойства и типы эластомеров

Конструкция автомобиля включает двигатель, шасси, КПП, тормозную систему и многое другое. Работу всех этих систем невозможно представить без различных эластомеров, сюда можно отнести от различных сальников, пыльников и уплотнений, до различных сайлентблоков, шлангов и опор. Все эти эластомеры должны полностью соответствовать заложенным требованиям исходя из их области применения и условия работы.

Давайте рассмотрим основные свойства эластомеров:

Предел прочности при растяжении
Это максимальное напряжение, которое резина может выдержать при растяжении или вытягивании перед разрывом. Прочность на растяжение чрезвычайно важна при высоких нагрузках на компоненты, такие как шины или сайлентблоки подвески, но менее важна для таких изделий, как например прокладки.

Максимальное удлинение
Это максимальная деформация/растяжение, которую резина может выдержать во время вытягивания перед разрывом. Удлинение чрезвычайно важно в таких областях применения, как втулки и шланги.

Твердость
Твердость определяется как устойчивость материала к вдавливанию. Чем больше твердость компонента, тем меньше он будет деформироваться под давлением, напряжением. Как правило, увеличение твердости приводит к увеличению предела прочности, уменьшению удлинения и увеличению остаточной деформации. Что касается наилучшего сочетания физических свойств, «золотая середина» считается около 60 Шора А.

Остаточная деформация
Это, возможно, самое важное свойство для прокладок, уплотнений, уплотнительных колец. Остаточная деформация — деформация, оставшаяся после снятия сжимающего напряжения. Оно выражается в процентном отношении к первоначальной толщине образца. Чем ниже остаточная деформация, тем лучше. Прокладки/уплотнения с высокой остаточной деформацией со временем вызывают потерю герметичности уплотнений и, следовательно, разрушения/утечки.

Старение под воздействием солнечного света, озона, высокой температуры и т.д.
Все полимеры и продукты на их основе подвергаются деградации под воздействием различных сред, таких как, старение при хранении, кислород, высокая температура, ультрафиолет и погода, а также каталитическая деградация из-за присутствия ионов тяжелых металлов (Cu, Mn, Fe и т.д.), динамической нагрузки — усталость, озон (статическое / динамическое / прерывистое воздействие). Эти факторы приводят к деградации каучуков / резинотехнических изделий, вызывая существенные изменения их технических свойств и, в конечном счете, приводят к их разрушению в процессе эксплуатации или сокращению ожидаемого срока службы при отсутствии антиоксидантов. Следовательно, при изготовлении резинотехнических изделий необходимо учитывать защиту от окислительных и других факторов старения. Выбор и уровень дозировки антидеградантов (антиоксиданты / антиозонанты, воск) играют важную роль в сроке службы и эффективности продукта. Аминовый тип антидеградантов более эффективен против теплового старения, в то время как парафенилендиамин эффективен против озона и усталостной прочности при изгибе. В случае «нечерных» продуктов используются бисфенол и MBI. При старении вулканизированный (продукт) разрушается и физические свойства падают, в конечном счете, до такой степени, что продукт выходит из строя.

Эстетические свойства
— Скорость восстановления после деформации
— Гибкость
— Газопроницаемость

Защитные свойства, характеризующие устойчивость к:
— кислотам и щелочам
— масла
— углеводородным растворителям
— кислородосодержащим растворителям
— высокой температуре и огню
— разрывам
— истиранию.

При производстве эластомера важно знать, какие физические, механические и химические свойства необходимы. Также важно, чтобы материал был изготовлен и протестирован на соответствие всем
необходимым промышленным спецификациям, таким как международные стандарты UL, ASTM, IS, BS, SAE, FDA, NSF. Ниже приведены краткие обзоры свойств наиболее универсальных эластомеров.

>NR

Как следует из названия, является единственным эластомером природного происхождения. Он имеет превосходную прочность, эластичность, прочность на разрыв, устойчивость к истиранию и разрыву. Не рекомендуется для применения, где требуется устойчивость к нефти, бензину и углеводородным растворителям. Натуральный каучук не подходит для высокотемпературных применений и воздействия внешних элементов, таких как УФ и озон. Обычно используется там, где требуются наивысшие физические свойства, т.е. в шинах, сайлентблоках, демпферах, опорах двигателя и КПП.

>EPDM

Хорошо известен своей отличной устойчивостью к озону, атмосферным воздействиям, высокой температуре и старению. Также имеет отличную водо- и паронепроницаемость, сохраняет свою гибкость при низких температурах. Отличная устойчивость к щелочам, кислотам и насыщенным кислородом растворителям. Не рекомендуется применять с маслом, бензином и углеводородными растворителями. EPDM находит широкое применение и отлично подходит для наружного применения. Используется в шлангах системы охлаждения, опорах глушителя, различных уплотнениях и компонентах тормозной системы.

>SBR

Имеет превосходную ударную прочность, хорошую упругость, прочность на растяжение, износостойкость и сохраняет гибкость при более низких температурах. Не устойчив к маслу, бензину и углеводородным растворителям. Материалы SBR также не подходят для воздействии внешних сред, таких как ультрафиолет и озон. Типичные области применения SBR — протекторы шин, чехлы конвейерных лент, коврики и даже подошва для обуви.

>NBR

Особенно устойчив к горячей воде и пару, поэтому подходит для уплотнений, вулканизированных деталей и шлангов. Обладает очень хорошей устойчивостью к маслу, бензину и абразивному износу. Его устойчивость к щелочам и кислотам увеличивается по мере увеличения содержания нитрила в составе. Нитрил должен быть специально компаундирован для устойчивости к озону, солнечным лучам и естественному старению. У него низкая устойчивость к кислородосодержащим растворителям. Нитрил превосходит неопрен по маслостойкости и стойкости к растворителям, но не рекомендуется к применению в тех случаях, когда он подвергается воздействию суровых погодных условий.

>CR

Обладает умеренной устойчивостью к маслам и бензину. Он обладает хорошей огнестойкостью, хорошо переносит погодное воздействие и устойчив к истиранию, трещинообразованию, щелочам и кислотам. Тем не менее, слабая устойчивость к ароматическим и насыщенным кислородом растворителям и обладает ограниченной гибкостью при низких температурах. Неопрен, как правило, считается отличным универсальным эластомером с хорошим балансом свойств c некоторыми ограничениями. Данные материал часто используется в пыльниках различных элементов подвески и рулевого управления

>VMQ FKM PUR

febi гарантирует своим клиентам, что резиновая смеси точно соответствует спецификациям OE продукта или находятся в пределах допусков. Мы проверяем все эти резиновые материалы в нашей лаборатории — не только химически, но и в ходе эксплуатационных испытаний. Отчет о химических испытаниях всегда является частью нашей документации.

В каталоге partsfinder Вы может увидеть описание каждой детали, в том числе и тип используемого эластомера. В ассортименте febi вы найдете детали полностью соответствующие оригинальным изделиям, как по типу используемого эластомера, так и по своим характеристикам.

febi предлагает один из самых широких ассортиментов на рынке резинометаллических запасных частей – проверенного качества. Ассортимент включает детали от различных сайлентблоков, таких как опоры рычагов, и втулок стабилизатора до уплотнительных колец, пыльников, опор двигателя и КПП. Благодаря нашему многолетнему опыту мы уверенно соблюдаем самые высокие стандарты.
Гарантия на все запасные части febi составляет 3 года без ограничения по пробегу.

Источник

Что такое эластомерная прокладка

Во всем мире на рынке запасных частей растет успех марки Elring, основанный на опыте поставщика на конвейер. С фирменной продукцией и качеством поставщика на конвейер Elring торговые партнеры, мастерские и клиенты по всему миру уверенно обеспечивают более эффективную и, не в последнюю очередь, экологически чистую эксплуатацию своих транспортных средств.

Запчасти марки Elring производятся фирмой ElringKlinger AG, которая является ведущим разработчиком и серийным поставщиком оригинальных компонентов для международной автомобильной промышленности. Компания, созданная в 1879 году, накопила ценный опыт в области технологии герметизации. ElringKlinger разрабатывает и выпускает прокладки ГВЦ, специальные прокладки, пластиковые модули корпусов, а также компоненты теплового и шумового экранирования для двигателя, трансмиссии, выхлопной системы, днища и вспомогательных механизмов двигателя практически для всех изготовителей двигателей и автомобилей. Кроме того, компания серийно разрабатывает и производит ячейки литий-ионных аккумуляторов и расширяет сферу своей компетентности в области очистки отработавших газов. Таким образом, ElringKlinger имеет хорошую репутацию в различных областях – будь то оптимизация двигателей или альтернативные технологии привода.

Требования и влияния

Прокладки ГБЦ являются высокотехнологичными сложными компонентами, которые применяются в современных двигателях внутреннего сгорания. Являясь ключевыми компонентами, они способствуют эффективной, безопасной и экономичной эксплуатации двигателя.

Их функция заключается в том, чтобы герметизировать различные среды, как-то, горючий газ, охлаждающее средство и масло в двигателе друг от друга и извне. Как участник передачи сил между картером и головкой блока прокладки ГБЦ оказывают большое влияние на распределение сил внутри всей системы затяжки и вызванную ими деформацию деталей.

Современные высокоэффективные системы герметизации отличаются большой надежностью. Разработка продуктов, обеспечивающих безопасную работу даже в критических условиях, таких как агрессивные среды, высокие давления и температуры, связана с большими затратами, но гарантирует долгий срок службы автомобиля.

Поэтому при разработке прокладок ГБЦ в компании ElringKlinger и у изготовителей двигателей проводятся интенсивные тесты на самых современных стендах, предназначенных для испытания двигателей. Кроме того, поддержанию высочайшего стандарта качества способствуют процедуры строгого контроля и испытаний в процессе изготовления. Благодаря этому прокладка удовлетворяет всем техническим требованиям для идеальной, стопроцентной герметизации двигателя.

Требования к прокладке ГБЦ:

• способность к упругой деформации;

• отсутствие необходимости в дополнительной затяжке болтов;

• стойкость к химическим воздействиям, отработавшим газам, смазочным и охлаждающим средствам;

Факторы влияния на функционирование прокладки ГБЦ

Температуры в области ГБЦ

Двигатели внутреннего сгорания ≤ 270°C

Дизельные двигатели ≤ 300°C

Давление, возникающее в процессе сгорания

Двигатели внутреннего сгорания ≤ 140 бар

Дизельные двигатели ≥ 200 бар

При каждом зажигании возникает деформация зазора герметизации: прибл. 2-10 мкм в направлении хода поршня. Кроме того, в результате коробления ГБЦ и труб цилиндров, в зависимости от размеров и расположения резьбы, возникают смещения в поперечном направлении.

Герметизирующие поверхности ГБЦ/ блока двигателя – из специальных алюминиево-чугунных сплавов.

Тепловая нагрузка вызывает дополнительные смещения.

R max ≤ макс. 20 мкм

Охлаждающие средства и смазочные материалы

Охлаждающее средство – смесь антифриза и антикоррозионных средств +80°С – +110°С; давление 1-2 бар. Моторное масло +80°С – +150°С; давление 2-4 бар (теплый двигатель) до 10 бар (холодный двигатель).

Например, на загильзованном моторе, камере сгорания, в канале охлаждающего средства.

Модификации

Имеется три типа прокладок: Metaloflex™, металло-эластомерные и металл-мягкие материалы, которые используются в двигателях различных конструкций.

Metaloflex™ – многослойные металлические прокладки ГБЦ

Металло-эластомерные прокладки ГБЦ

F erroflex ™ / F errolastic ™ – прокладки ГБЦ «металл-мягкий материал»

Многослойные металлические прокладки ГБЦ Metaloflex™

Metaloflex™ от ElringKlinger AG является всемирно признанной маркой инновационных многослойных металлических прокладок ГБЦ из пластин пружинной стали с эластомерным покрытием и конструктивными профильными желобками. В зависимости от применения они имеют однослойную или многослойную конструкцию. Благодаря модульной конструкции компонентов эта система герметизации может индивидуально и целенаправленно настраиваться на специфические требования двигателя. Это позволяет сэкономить время и затраты на итеративные шаги в процессе разработки и тестирования.

Техническое превосходство этих прокладок обнаруживается особенно в дизельных двигателях и высокофорсированных двигателях внутреннего сгорания с прямым впрыском:

• эластичные прокладки с конструкционными желобками для макрогерметизации;

• эластомерные покрытия для микрогерметизации;

• компенсация больших динамических колебаний газового стыка;

• изменяемая монтажная толщина, минимизация повреждений.

В наши дни такая высокотехнологичная уплотнительная система является бесспорным лидером в международной автомобильной отрасли. Благодаря технологии Metaloflex™ компания ElringKlinger является крупнейшим в мире производителем многослойных прокладок ГБЦ.

Стопперы

Благодаря стопперам в зоне камеры сгорания детали двигателя эластично предварительно затянуты. Тем самым достигается уменьшение колебаний в газовом стыке, обусловленных силами воздействия газов. После поколения фальцованных стопперов и стопперов, приваренных лазером, профилированные стопперы в наше время представляют собой новейшее поколение. Различают основные виды стопперов из пружинной стали: в функциональном слое (сегмент, меандр, утолщение) и в несущей пластине (шашечный).

Полупрофильный желобок

Полупрофильный желобок обеспечивает двухлинейное сжатие. Он уплотняет область каналов охлаждающего средства, моторного масла, отверстий под болты и периферии по внешнему контуру прокладки.

Полнопрофильный желобок

Полнопрофильный желобок обеспечивает трехлинейное сжатие на периферии камеры сгорания. Благодаря этому эластичному герметизирующему элементу обеспечивается герметизация при высоких давлениях цикла зажигания. Тоже самое относится и к большим динамическим колебаниям в газовом стыке.

Функциональные слои

Эти пластины пружинной стали с эластомерным покрытием снабжены эластичными, полнопрофильными желобками.

Несущий слой

Основной функцией несущего слоя является согласование толщины прокладки с конструктивно необходимыми условиями монтажа.

Стоппер M etaloflex ™ I -го поколения: завальцованная пластина стоппера

Без несущей пластины

С несущей пластиной

Стопперы M etaloflex ™ II — го поколения: стопперный элемент, приваренный лазером

Без несущей пластины

С несущей пластиной

Стопперы M etaloflex ™ III — го поколения: профилированные стопперы

Сегментные стопперы в функциональном слое

Меандровые стопперы в функциональном слое

Шашечные стопперы в несущем слое

Металло-эластомерные прокладки ГБЦ

Металло-эластомерная прокладка ГБЦ от ElringKlinger состоит из несущей металлической пластины с вулканизированным на ней эластомерным профилем. Эта технология в основном применяется в новейших поколениях высокофорсированных двигателей для коммерческого транспорта с турбонаддувом и промежуточным охлаждением – для двигателей с инновационной концепцией привода с четырьмя клапанами в каждом цилиндре, современной системой впрыска, облегченной конструкцией, увеличенным давлением цикла и высокой мощностью. При этом достигается давление до 250 бар, мощность двигателя свыше 2000 кВт и значения ходимости двигателя более 1,5 миллиона километров. Основным условием для столь большой мощности двигателя является специфическое распределение давления сжатия прокладки в блоке цилиндров и ГБЦ. В области камеры сгорания сжатие прокладки велико, а в области охлаждающего средства мало.

Эластомерная уплотняющая вставка

Она обеспечивает герметизацию охлаждающего средства и масла. Материал и геометрия рабочих кромок подбираются в соответствии с конкретным двигателем. С помощью этой металло-эластомерной конструкции можно герметизировать также узкие перемычки уплотнений.

Несущая пластина

В зависимости от предъявляемых двигателем требований для несущих пластин применяют коррозийностойкую сталь, микролегированную сталь, нержавеющую сталь или специальную пружинную сталь для многослойных модификаций прокладок. В области камеры сгорания несущая пластина оснащена желобком, который вместе с конструкционной подкладкой в зоне камеры сгорания (для однослойных модификаций) или вместе с профилированной окантовкой зоны камеры сгорания (для многослойных модификаций) определяет монтажную толщину и выполняет функцию герметизации газового стыка. Эластомерные уплотняющие вставки формируются путем прямой вулканизации, тогда как окантовка камеры сгорания и опорные элементы монтируются.

Окантовка и подкладка в зоне камеры сгорания

В зависимости от толщины окантовка и подкладка в зоне камеры сгорания (многослойная модификация) регулируют распределение нагрузки со стороны болтов на камеру сгорания, эластомерные уплотняющие вставки и опорные элементы. Благодаря окантовке или подкладке в зоне камеры сгорания монтажная толщина прокладки ГБЦ в области камеры сгорания несколько больше относительно остальной области герметизации. В зоне камеры сгорания существует повышенное усилие сжатия, что в совокупности с желобком в зоне камеры сгорания обеспечивает герметизацию газового стыка. Для микрогерметизации наносится также тонкое органическое поверхностное покрытие.

Желобок камеры сгорания

Полнопрофильный желобок камеры сгорания обеспечивает повышение усилия сжатия в форме линейного контура. В однослойной модификации желобок обеспечивает статическую герметизацию. В многослойной модификации эластичный желобок из пружинной стали обеспечивает равномерное сжатие прокладки по контуру камеры сгорания и отслеживает динамику зазора газового стыка. В этом конструктивном исполнении желобок располагается непосредственно под окантовкой зоны камеры сгорания и, тем самым, в главном силовом замыкании между ГБЦ и блоком двигателя.

Решение с одним слоем

Подкладка

Для регулирования потоков охлаждающего средства используются диафрагмы с различным поперечным сечением.

Решение с несколькими слоями

Опорные элементы

Металлические опорные элементы, которые, в частности, находят применение в многослойных прокладках, ограничивают коробление ГБЦ и, кроме того, защищают эластомерные уплотняющие вставки от чрезмерного сжатия.

Прокладки ГБЦ металл-мягкий материал Ferroflex™/Ferrolastic™

Прокладки ГБЦ металл-мягкий материал от ElringKlinger состоят из перфорированной несущей пластины с навальцованным с обеих сторон мягким материалом. Отверстие камеры сгорания снабжено металлической окантовкой. Это увеличивает прижим в зоне камеры сгорания и защищает мягкий материал от горячих отработанных газов. Для герметизации охлаждающего средства, при необходимости, используется линиеобразное эластомерное покрытие. Это приводит к более высокому локальному сжатию и, тем самым, к оптимальной адаптации герметизируемой поверхности к возможным неровностям. В двигателях с большой динамической нагрузкой специально в зонах «масло под давлением» используются эластомерные элементы. Сплошные поверхностные покрытия надежно предотвращают слипание и обеспечивают микрогерметизацию.

Основные преимущества прокладок ГБЦ металл-мягкий материал заключаются в следующем:

• адаптация к компонентам двигателя благодаря поверхностям из мягкого материала;

• повышение усилия сжатия и тепловая защита благодаря металлической окантовке камеры сгорания;

• микрогерметизация благодаря поверхностному покрытию (10-20 мкм);

• дополнительная надежность при герметизации жидкости благодаря трафаретному нанесению силикона.

Данный тип прокладок уже практически не применяется в двигателях новых конструкций, так как в моторах новых конструкций все шире применяются прокладки Metaloflex™ и металл-эластомер. Прокладки ГБЦ металл-мягкий материал долгие годы будут играть важную роль при ремонте и техническом обслуживании двигателей подержанных автомобилей

По метриалам компании «Erling»

Источник

Прокладки металл-эластомер

Максимальная эффективность. Надежность и безопасность.

Данная уплотнительная система состоит из металлической несущей пластины с подвулканизированными эластомерными профилями и обеспечивает максимально высокие эксплуатационные свойства и долговечность при уплотнении узлов, работающих в условиях экстремальных нагрузок. Она отлично подходит для уплотнения соединений с передачей усилий. Современная технология литья под давлением дает возможность соединять различные материалы с металлической или полимерной основой. Это позволяет использовать оптимальный материал для любой уплотняемой среды.

Эластомерная уплотнительная кромка

Обеспечивает маслоудерживающее уплотнение и гидроизоляцию. Материал и форма выбираются с учетом особенностей двигателя.

Эластомерная уплотнительная кромка

Обеспечивает маслоудерживающее уплотнение и гидроизоляцию. Материал и форма выбираются с учетом особенностей двигателя.

Камера сгорания

Являясь конструктивным элементом, подложка камеры сгорания служит для повышения уплотнительного усилия по ее контуру. Усилие затяжки винтов равномерно распределяется в области камеры сгорания.

Камера сгорания

Являясь конструктивным элементом, подложка камеры сгорания служит для повышения уплотнительного усилия по ее контуру. Усилие затяжки винтов равномерно распределяется в области камеры сгорания.

Полный гофр

Создает равномерное уплотнительное усилие по контуру камеры сгорания.

Полный гофр

Создает равномерное уплотнительное усилие по контуру камеры сгорания.

Вставка

Для управления потоками охлаждающей жидкости могут использоваться вулканизированные вставки.

Вставка

Для управления потоками охлаждающей жидкости могут использоваться вулканизированные вставки.

Несущая пластина

Несущая пластина с гофром в области камеры сгорания отвечает за монтажную толщину и герметичность газа. В качестве материала изготовления используется коррозионно-стойкая, микролегированная, нержавеющая или пружинная сталь, в зависимости от особенностей двигателя.

Несущая пластина

Несущая пластина с гофром в области камеры сгорания отвечает за монтажную толщину и герметичность газа. В качестве материала изготовления используется коррозионно-стойкая, микролегированная, нержавеющая или пружинная сталь, в зависимости от особенностей двигателя.

Источник