Każdy z nas zna zasadę działania tłokowego silnika spalinowego samochodu. Niezależnie od rodzaju pojazdu, typu zasilania czy zastosowania danego rodzaju napędu, silnik spalinowy przekazuje generowany moment obrotowy wału korbowego na oś pędną. Pracujące w silniku przez tysiące motogodzin wał korbowy, wałki rozrządu, wałki pośrednie czy równoważące wymagają doskonałego uszczelnienia, aby zapewnić długą i bezawaryjną pracę całego zespołu napędowego. 

Jeden z wielu elementów na co dzień niezauważanych, a gwarantujących naszemu pojazdowi mobilność to promieniowe uszczelniacze olejowe wałów.

Podstawowym zadaniem uszczelniacza olejowego jest oczywiście zapewnienie uszczelnienia miejsca styku ruchomych elementów silnika – stąd określenie „uszczelnienie dynamiczne”. Należy jednak pamiętać, że każde uszczelnienie dynamiczne musi gwarantować również uszczelnienie statyczne – silniki samochodowe podczas normalnej eksploatacji pracują w cyklach (włączony/wyłączony). Uszczelniacz olejowy musi spełniać swoje zadanie nieprzerwanie – zarówno w trakcie pracy silnika, jak i jego postoju. Nikt nie może sobie pozwolić na wycieki oleju ani podczas jazdy, ani podczas np. nocnego postoju samochodu. Dlatego istotną funkcją szerokiej gamy uszczelniaczy olejowych jest praca w zmiennych warunkach ciśnień (np. oleju) czy temperatury (zimny/gorący olej).

Bazową konstrukcję promieniowego uszczelniacza olejowego stanowi metalowa obudowa w kształcie okrągłego pierścienia, która jest oparciem dla osadzonej na niej wargi uszczelniającej, wykonanej z elastycznego elastomeru. To właśnie kombinacja elastycznej wargi z metalowym rdzeniem pozwala uszczelniać elementy będące zarówno w ruchu, jak i w spoczynku.

Rozwój konstrukcji silników spalinowych stosowanych w nowoczesnych samochodach sprawia, że uszczelnienia dynamiczne pracują w coraz bardziej skrajnych warunkach. Coraz większe prędkości obrotowe wałów, większe ciśnienia i temperatury oleju czy dłuższe odstępy pomiędzy okresowymi wymianami oleju stawiają coraz poważniejsze wymagania uszczelniaczom olejowym. Dlatego coraz więcej z nich wykonywane jest z PTFE (poli-tetrafluoroetylenu), wypierając szeroko stosowany elastomer nitrylo-butylowy (NBR). Nowoczesne uszczelniacze olejowe PTFE, dostarczane przez Victor Reinz, z powodzeniem znoszą skrajne temperatury pracy (od -130°C aż do +200°C). Tak szeroka rozpiętość temperaturowa pracy uszczelniacza PTFE zapewnia jeszcze jedną istotną cechę: podczas podgrzewania oleju i wzrostu temperatury materiał ten wykazuje efekt pamięci plastycznej – warga powraca do swojego pierwotnego, nadanego przez producenta kształtu. Ten efekt uszczelniaczy Victor Reinz gwarantuje szczelność podczas pracy z już zwiększonym ciśnieniem oleju o mniejszej gęstości na skutek wzrostu temperatury.

Rozpiętość ciśnień oleju generowanego przez pompę oleju waha się od tzw. spoczynkowego „zera” aż po 6-7 kg/cm2, na przykład w przypadku rozruchu zimnego silnika po długim postoju. Takim ciśnieniom, wraz z zachowaniem dostatecznej tolerancji mechanicznej wykraczającej ponad graniczne wartości eksploatacyjne, każdorazowo poddawany jest uszczelniacz olejowy. Wytrzymałość mechaniczna wargi uszczelniającej z PTFE jest również w stanie znosić trudy pracy w przypadku niedostatecznego filmu olejowego pomiędzy krawędzią samej wargi a uszczelnianym, wirującym wałem – materiał ten wykazuje podwyższoną odporność na ścieranie i jednocześnie zmniejszone tarcie powierzchniowe. Co istotne, pozwala to na zmniejszenie efektu żłobienia powierzchni roboczej wałka rozrządu czy wału korbowego, minimalizując ryzyko wycieków czy finalnie potrzebę obróbki mechanicznej powierzchni wałków.

Najnowszą generacją uszczelniaczy olejowych dostarczanych przez markę Victor Reinz są zintegrowane uszczelniacze olejowe – zabudowane nierozłącznie w obudowy metalowe lub z tworzyw. Niewątpliwą zaletą takich rozwiązań jest idealne pozycjonowanie uszczelniacza na uszczelnianym wałku czy prostota montażu. Oczywiście dla mechanika to oszczędność czasu i precyzja montażu takiego elementu.
Wraz z rozwojem następnych generacji silników kolejne pokolenia takich zintegrowanych uszczelniaczy mogą zawierać w obudowie różnego rodzaju czujniki, np. prędkości obrotowej wału lub temperatury/ciśnienia oleju.
Jak widać, ten niewidoczny, z pozoru nieskomplikowany element uszczelniający odgrywa bardzo istotną rolę w silniku samochodu.

Bartosz Czuba
Reinz-Dichtungs-GmbH