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Guarnizioni testa cilindri
Guarnizioni testa cilindri Tutto per una tenuta sicura. ELRING – L'ORIGINALE I ricambi Elring sono prodotti da ElringKlinger AG, il partner di sviluppo e fornitore leader dell'industria automobilistica internazionale. Dal 1879 l'azienda è sinonimo di ottime competenze nella tecnologia di tenuta dei motori. ElringKlinger sviluppa e produce, per quasi tutti i costruttori di veicoli e di motori, guarnizioni testa cilindri, guarnizioni speciali, moduli di alloggiamento in plastica nonché elementi di protezione termica e acustica per motore, trasmissione, sistema di scarico, sottoscocca e gruppi ausiliari. Inoltre l'azienda sviluppa e produce in serie sistemi di gestione e controllo per batterie ioni/ litio ed estende la propria competenza al settore del post-trattamento dei gas di scarico. ElringKlinger è ben preparata, sia che si tratti di ottimizzazione del motore a combustione che di tecnologie di propulsione alternative. Grazie alla competenza nel primo equipaggiamento, il marchio Elring acquisisce un successo internazionale crescente. Con prodotti originali Elring, con qualità di primo equipaggiamento, i partner commerciali, le rettifiche, le officine e i loro clienti lavorano in tutto il mondo in modo migliore e più ecologico. INDICE 04 Requisiti e influenze 05 Tipi di costruzione 06 Guarnizioni testa cilindri multistrato Metaloflex™ 08 Guarnizioni testa cilindri in metallo-elastomero 09 Guarnizioni testa cilindri in metallo - materiale morbido Ferroflex™/Ferrolastic™ 2 10 Guasto del motore – la causa è la guarnizione testa cilindro? 11 Quadro dei danni e cause della "fuoriuscita di gas" 16 Quadro dei danni e cause del "surriscaldamento" 18 Quadro dei danni e cause delle "perdite olio e refrigerante" 21 Quadro dei danni e cause delle "influenze meccaniche" 22 Quadro dei danni e cause del "ciclo di combustione irregolare" 24 Montaggio a regola d'arte della guarnizione testa cilindri in sette passi 3 Requisiti e influenze La guarnizione testa cilindro è un componente complesso e Nello sviluppo di guarnizioni testa cilindri vengono perciò altamente tecnologico, impiegata nei moderni motori a condotti in modo intensivo test di controllo su modernissimi combustione in molti materiali e varianti. Come componente banchi prova motore, sia presso ElringKlinger che presso chiave contribuisce adun funzionamento del motore corretto i costruttori dei motori.. Inoltre severissimi controlli e test, sicuro ed economico. durante il processo di produzione, assicurano il più elevato standard di qualità. In tal modo è possibile garantire il La sua funzione è quella di separare l'uno dall'altro e rispetto rispetto delle caratteristiche tecniche e costruttive per una all'esterno i diversi agenti chimici presenti nella tenuta tenuta perfettadel 100% del motore. del motore (gas di combustione, refrigerante e olio). Come elemento di trasmissione di forza tra il basamento e la REQUISITI DELLA GUARNIZIONE TESTA CILINDRI testata, la guarnizione testa cilindro ha una notevole influenza • Tenuta al gas sulla distribuzione della energia nell'intero sistema di • Tenuta al refrigerante serraggio e sulle conseguenti deformazioni dei componenti. • Tenuta all'olio • Modellabile I moderni sistemi di chiusura a tenuta ad elevata prestazione, • Esente da ulteriori tiraggi sono molto affidabili. Con grande impegno, vengono • Bassa distorsione sviluppati prodotti che garantiscono un sicuro funzionamento • Resistente alle influenze chimiche di gas di combustione, per tutta la vita dell'autovettura, anche in condizioni critiche, come per es. agenti chimici aggressivi, pressione e lubrificanti e refrigeranti • Duratura temperature elevate. INFLUENZE SULLA GUARNIZIONE TESTA CILINDRI Temperatura del gas di combustione +1.800 °C – +2.500 °C Temperature nella zona della testata Motori a benzina 270 °C Motori diesel 300 °C Pressione di combustione Motori a benzina 140 bar Motori diesel 200 bar Deformazione Secondo il procedimento di accensione, la pressione deforma la superfice di tenuta di 2 – 10 μm in direzione della corsa. La piegatura della testata e delle canne del cilindro provoca, secondo la disposizione delle viti e il dimensionamento, anche movimenti di spostamento in direzione trasversale. Materiali Superfici di tenuta della testata / blocco motore in leghe speciali alluminio - ghisa grigia . Le sollecitazioni termiche provocano ulteriori assestamenti. Rugosità superficiale R z 15 µ max. R max 20 µ max. Liquido refrigerante e lubrificante Acqua – Miscela di antigelo e anticorrosivo +80 °C – +110 °C; pressione 1 – 2 bar Olio motore +80 °C – +150 °C; pressione 2 – 4 bar (caldo) fino a 10 bar (freddo) Particolarità costruttivePer es. su motori a canne, camera di combustione, tubo del refrigerante 4 Tipi di costruzione Per i diversi motori i materiali usati per fabbricare le guarnizioni testa cilindri sono tre: Metaloflex™, metallo-elastomero e metallo - materiale morbido. G U A R N I Z I O N I T E S TA C I L I N D R I M U LT I S T R AT O M E TA L O F L E X ™ G U A R N I Z I O N I T E S TA C I L I N D R I I N M E TA L L O - E L A S T O M E R O G U A R N I Z I O N I T E S TA C I L I N D R I I N M E TA L L O - M AT E R I A L E M O R B I D O ( F E R R O F L E X ™/F E R R O L A S T I C ™ ) 5 Guarnizioni testa cilindri multistrato Metaloflex™ Metaloflex™ di ElringKlinger è un marchio, riconosciuto a STOPPER livello internazionale, per innovative guarnizioni testa cilindri Sul perimetro della camera di combustione i componenti del a strati metallici, conlamine in acciaio armonico nervato, motore vengono pretensionati mediante lo stopper. In questo rivestito con elastomero. Queste guarnizioni sono costruite, modo vengono ridotte le vibrazioni causate dalla forza secondo l'applicazione, a uno o più strati. Grazie agli elementi dei gas. Finora sono stati utilizzati stopper piegati e saldati a costruttivi modulari, questo sistema di tenuta può essere laser, ma gli stopper dell'ultima generazione sono stampati. adattato con sicurezza agli specifici requisiti del motore, In linea di principio si distinguono stopper in acciaio armonico risparmiando tempo nella progettazione e nello sviluppo della stampati negli strati funzionali (segmento, meandro, nodi) e guarnizione stessa. nello strato portante (quadrato). La superiorità di queste guarnizioni è dimostrata nelle SEMINERVATURE applicazioni motori diesel e motori a benzina ad alte Le seminervature creano una doppia compressione. prestazioni e ad iniezione diretta: Sigillano le linee di passaggio del liquido di raffreddamento • Tecnologia dei metalli e dell'olio motore, gli alloggiamenti delle viti e le guarnizioni • Tenuta elastica con nervature per macrotenute periferiche. • Rivestimento in elastomero per microtenute • Elevata resistenza termica NERVATURE PIENE • Compensazione delle forti oscillazioni dovute alle alte Le nervature piene creano una compressione trilineare sul movimentazioni • Spessore di montaggio variabile, diminuzione dello spazio morto perimetro della camera di combustione. Grazie a questo elemento di tenuta elastico è possibile contenere pressioni di combustione molto elevate anche quando ci sono fortissime movimentazioni. Questo sistema di tenuta è oggi nel settore automobilistico l'incontestato numero uno a livello internazionale. STRATI FUNZIONALI Con Metaloflex™, ElringKlinger è il più grande costruttore Questi strati in acciaio armonico sono rivestiti in elastomero al mondo di guarnizioni testa cilindri a strati metallici. e dotati di nervature elastiche. STRATO PORTANTE (LAMINA CENTRALE) La funzione principale dello strato portante è quella di adeguare lo spessore di tenuta alle condizioni di montaggio necessarie per motivi costruttivi. Seminervatura Strato funzionale 6 Stopper Nervatura Lamina Centrale STOPPER METALOFLEX™ GENERAZIONE I: STOPPER CON STRATO PIEGATO Senza lamiera portante Con lamiera portante STOPPER METALOFLEX™ GENERAZIONE II: STOPPER SALDATI A LASER Senza lamiera portante Con lamiera portante STOPPER METALOFLEX™ GENERAZIONE III: STOPPER STAMPATI Stopper segmentato Stopper a serpentina Stopper a nido d’ape 7 Guarnizioni testa cilindri in metallo-elastomero Le guarnizioni testa cilindri in metallo-elastomero consistono NERVATURA DELLA CAMERA DI COMBUSTIONE in una lamina in metallo con profili in elastomero incollati per La nervatura piena della camera di combustione provoca vulcanizzazione. Questa tecnologia di tenuta viene soprattutto un aumento della compressione sui profili di tenuta. impiegata in motori ad alta prestazione con turbocompressore Nell'esecuzione monostrato la nervatura chiude a tenuta e raffreddamento dell'aria di alimentazione nel settore dei staticamente. Nell'esecuzione multistrato una nervatura veicoli industriali, per sistemi di propulsione innovativi con elastica in acciaio armonico assicura un'omogenea tecnologia a quattro valvole, moderni sistemi di iniezione, compressione lungo il profilo della camera di combustione. costruzione leggera e potenza motore ottimizzata. Vengono Questa è in grado di seguire i movimenti dinamici del motore. controllatein sicurezza pressioni di accensione fino a 250 bar, In questa costruzione la nervatura rimane direttamente sotto potenze dei motori superiori a 2.000 kW e prestazioni dei il profilo di tenuta della camera di combustione e quindi motori ad un chilometraggio superiore a 1,5 milioni. Questa sotto forza diretta tra testata e blocco motore. grande efficienza è resa possibile dalla specifica distribuzione della compressione nelle zone blocco motore e testata. Nella Soluzione con uno strato camera di combustione la compressione è elevata, nella zona dei liquidi è bassa. PROFILI DI TENUTA IN ELASTOMERO Garantiscono la chiusura a tenuta dei liquidi refrigeranti e dell'olio motore. Il materiale e la geometria vengono adattati al relativo motore. Con questa costruzione in metalloelastomero possono venire chiuse a tenuta anche parti sottili. STRATO PORTANTE Profili di Base della tenuta in camera di elastomero combustione Per lo strato portante vengono impiegati, secondo i requisiti del motore, acciai protetti contro la corrosione, acciai microlegati, acciaio legato, oppure, in caso di esecuzione multistrato, un acciaio armonico speciale. Nella zona della camera di combustione questo strato presenta una nervatura, che, assieme alla base della camera di combustione (nell'esecuzione monostrato) o assieme al profilo di tenuta della camera di combustione (nell'esecuzione multistrato), definisce lo spessore Nervatura della camera di combustione Strato portante Diaframma DIAFRAMMA Per il controllo dei passaggi dei refrigeranti vengono utilizzati diaframmi incollati per vulcanizzazione con differenti sezioni di corrente. Soluzione con più strati di montaggio e garantisce la chiusura a tenuta dei gas. I Profili di tenuta in elastomero profili di tenuta in elastomero sono incollati direttamente per Strato portante vulcanizzazione, mentre i bordi di tenuta della camera di combustione e le lamine vengono montati. PROFILO DI TENUTA DELLA CAMERA DI COMBUSTIONE E BASE DELLA CAMERA DI COMBUSTIONE Il profilo di tenuta della camera di combustione e la base della camera di combustione (nell'esecuzione multistrato) regolano, secondo il loro spessore, la distribuzione della forza delle viti sulla camera di combustione, profilo di tenuta in elastomero e supporto. Per mezzo del profilo di tenuta o della base della camera di combustione, lo spessore di montaggio della guar- Profilo di tenuta della camera di combustione Nervatura della camera di combustione Lamine nizione testa cilindri nella zona della camera di combustione 8 viene un poco aumentata in rapporto alla rimanente zona di LAMINE tenuta. Ne risulta un aumento della compressione sulla camera Le lamine metalliche, utilizzate specificamente nelle esecuzioni di combustione; questo e l'azione della nervatura della camera multistrato, limitano la flessione della testata e proteggono di combustione provocano la chiusura a tenuta dei gas. inoltre i profili di tenuta in elastomero da compressioni Per la tenuta microstrutturale viene inoltre applicato un sottile eccessive. rivestimento superficiale organico. Guarnizioni testa cilindri in metallo - materiale morbido Ferroflex™/Ferrolastic™ Le guarnizioni testa cilindri in metallo , materiale morbido di I vantaggi specifici delle guarnizioni testa cilindri in metallo - ElringKlinger, consistono in una lamiera portante dentellata materiale morbido sono: con supporto in materiale morbido laminato su entrambi • Adattamento del materiale morbido ai componenti motore i lati. Il passaggio alla camera di combustione presenta un • Aumento della compressione e protezione termica mediante profilo metallico di tenuta, che aumenta la compressione profilo metallico di tenuta sulla camera di combustione nella camera di combustione e protegge il materiale morbido • Tenuta microstrutturale mediante rivestimento (10 – 20 μm) dai gas di combustione. Per la chiusura a tenuta dei liquidi • Sicurezza supplementare mediante serigrafia siliconica viene impiegato all'occorrenza un rivestimento in elastomero nella tenuta dei liquidi piano. Grazie a ciò si crea una maggiore compressione locale Questo tipo di costruzione non viene praticamente più e quindi un ottimale adattamento della superficie di tenuta impiegato in motori di nuova concezione perché i tipi di alla rugosità della superfice. Elementi in elastomero vengono costruzione in Metaloflex™ e metallo-elastomero presentano impiegati specialmente nel circuito di lubrificazione in motori potenzialità funzionali più estese. La guarnizione in metallo - con forte sollecitazione dinamica. I rivestimenti delle super- materiale morbido giocherà ancora un ruolo significativo per fici impediscono l'incollamento e garantiscono la tenuta molti anni nella riparazione e revisione di motori usati. microstrutturale. Supporto metallico Materiale adesivo Materiale morbido 9 Guasto del motore – la causa è la guarnizione testa cilindri? Le vere cause e i rimedi Un leggero trasudamento (non gocciolamento) di acqua In caso di guasti al motore la causa viene spesso ricercata o di olio sul bordo della guarnizione o leggere incrostazioni nella guarnizione testa cilindri. Secondo il punto di vista di liquido refrigerante non devono essere considerate dei meccanici specializzati è altamente capibile, in quanto come perdite. Le perdite di olio o di acqua possono verificarsi il montaggio in genere viene eseguito scrupolosamente e entro un lungo arco di tempo. All’inizio generalmente la rispettando le istruzioni di riparazione. perdita non si nota, mentre salta all’occhio quando gli intervalli di riempimento di questi liquidi si accorciano LE VERE CAUSE NASCOSTE sensibilmente. Analizzando i casi nell’arco di molti anni, risulta invece di tutt’altro tipo. La guarnizione testa cilindro è solo l’ultimo Prendere sul serio i segnali di avvertimento e agire anello di una lunga catena nella quale il guasto si evidenzia Se accertate irregolarità di funzionamento del motore, in sostanza quando la guarnizone testa cilindro non fa più come per es. difficoltà di avviamento a freddo, mal tenuta.. Quando ciò accade, la guarnizione testa viene resa funzionamento dei cilindri nell'avviamento a freddo, al produttore come articolo difettoso. perdita di potenza, temperatura dell’acqua di raffreddamento evidente che le vere cause di guasto del motore sono spesso nella zona rossa, presenza di olio nell'acqua di Quali danni possono verificarsi in una guarnizione testa cilindri? raffreddamento ecc., dovete intervenire tempestivamente. La perdita di tenuta della testata riguardano normalmente grave al motore. A questo punto è ancora possibile evitare un danno più • gas • acqua IMPORTANTE • olio Prima di effettuare la riparazione, verificare anzitutto la causa del guasto. Osservare assolutamente le istruzioni TIPI DI PERDITA DI GAS di montaggio indicate dal costruttore del motore. • Da una camera di combustione attraverso le linee In caso contrario, se la riparazione non viene effettuata a di tenuta verso la camera di combustione adiacente • Dalla camera di combustione verso il circuito di raffreddamento Queste perdite provocano normalmente danni ingenti e infine la distruzione della guarnizione, questa, secondo il carico del motore, può avvenire rapidamente, ma anche dopo un determinato periodo di tempo. TIPI DI PERDITA D'ACQUA • Dall’interno verso l’esterno • Verso il circuito olio • Verso la camera di combustione TIPI DI PERDITA D’OLIO • Dall’interno verso l’esterno • Verso il circuito di raffreddamento 10 regola d'arte, il guasto può ripresentarsi. Quadro dei danni e cause nel "passaggio di gas" L'annerimento è un chiaro segnale Cause più frequenti La fuoriuscita dei gas di combustione dalla camera Spesso la causa è una compressione insufficiente della di scoppio è una delle cause più frequenti che rendono guarnizione nella zona sottoposta ad elevata sollecitazione necessario lo smontaggio della testata. termica. Il motivo può essere la mancata osservanza dei valori di serraggio prescritti per le viti della testata, la Un chiaro indizio di questa anomalia sono annerimenti visibili mancata osservanza delle istruzioni di montaggio o sui bordi di tenuta metallici e sulle adiacenti zone in materiale l’impiego di viti vecchie. All'insufficiente compressione della morbido della guarnizione. A causa delle elevate temperature guarnizione possono anche contribuire superfici dei dei gasil materiale morbido in questi punti surriscalda e può componenti non piane (deformate) o troppo ruvide. Anche addirittura bruciare. Spesso i gas si aprono una via anche sollecitazioni eccessive del motore durante la marcia possono verso il circuito di raffreddamento. Questo è riconoscibile provocare un sovraccarico termico della guarnizione testa dalla presenza di bolle di gas nel radiatore o dal surriscalda- cilindri e di conseguenza la sua distruzione. mento del circuito di raffreddamento (la pressione nel circuito di raffreddamento sale e il refrigerante defluisce UN ESEMPIO dalla valvola limitatrice di pressione, con conseguente perdita Un funzionamento a pieno regime del motore subito dopo del refrigerante). Nel caso peggiore la conseguenza è la l'avvio a freddo ha come conseguenza forti vibrazioni tra il completa distruzione del profilo di tenuta. Al contrario, una basamento (in ghisa) e la testata (in alluminio), che sollecitano colorazione uniforme del profilo di tenuta della camera di fortemente la guarnizione. Inoltre in queste condizioni la combustione va considerata normale e dipende dall'acciaio forza di serraggio delle viti della testata è bassa, per cui si e dal rivestimento utilizzato per le superfici. originano notevoli movimenti dinamici verso il basamento e la testata. Specialmente nel caso di motori per autocarri si verifica che per scarsa conoscenza la sporgenza indicata delle canne non venga rispettata o che sia stata registrata erroneamente durante il montaggio, oppure che il supporto delle canne sul blocco motore non sia stato rettificato o che la canna sia stata compressa in modo insufficiente. Perciò le canne dei cilindri si abbassano e la compressione necessaria va perduta. I gas di combustione hanno quindi via libera verso le zone posteriori della guarnizione dove nei passaggi acqua e olio vanno ad intaccare gli elementi di tenuta in elastomero e il materiale morbido. 11 Quadro dei danni e cause nel "passaggio di gas" 1. Guasto della guarnizione testa cilindri di un veicolo industriale per passaggio di gas QUADRO DEI DANNI QUADRO DEI DANNI Tra i cilindri due e tre (zona di scarico) si ha un forte In corrispondenza dei passaggi del coperchio punterie fuoriuscita di gas. Il materiale morbido nella zona dei fori l'elemento di tenuta in elastomero si è staccato dal supporto dell'acqua viene distrutto. di tenuta. Lo stesso è avvenuto presso i passaggiacqua, provocando una forte perdita di liquido. CAUSA CAUSA La mancata osservanza delle istruzioni di serraggio delle L’irregolarità della superficie della testata ha causato un viti indicata dal costruttore ha provocato l'insufficiente passaggio di gas. Gli elementi di tenuta in elastomero si compressione della guarnizione testa cilindri, questo ha sono staccati dal supporto a causa della forte pressione causato un passaggio di gas nell'acqua di raffreddamento. dei gas. La distruzione è stata accelerata dal funzionamento Le conseguenze sono state un aumento della pressione protratto del motore a pieno regime. del refrigerante, perdita dello stesso e distruzione della guarnizione testa cilindri. ALTRE POSSIBILI CAUSE • Insufficiente serraggio delle viti della testata ALTRE POSSIBILI CAUSE • Sporgenza delle canne registrata in modo scorretto • Abbassamento della canna cilindro • Irregolarità della superficie della testata • Deformazione dei componenti • Problemi nel sistema di iniezione • L a superficie dei componenti del motore basamento e testata è troppo rugosa • Non sono state utilizzate nuove viti testata di qualità PROVVEDIMENTI Prima del montaggio verificare la planarità delle superfici di tenuta dei componenti; se necessario farli rettificare. PROVVEDIMENTI Osservare le istruzioni generali di montaggio del costruttore Per ragioni qualitative e di sicurezza impiegare assolutamente del motore. nuove viti testata. Avvitare le viti della testata con la coppia di serraggio indicata dal costruttore. Osservare le istruzioni generali di montaggio del costruttore del motore. 12 2. Guasto della guarnizione testa cilindri di un veicolo industriale per fuoriuscita di gas QUADRO DEI DANNI QUADRO DEI DANNI Superficie di tenuta della camera di combustione tra i Superficie di tenuta e materiale morbido tra i cilindri cilindri uno e due bruciata. tre e quattro bruciati. Inizio di annerimento tra i cilindri tre e due. CAUSA CAUSA La guarnizione non era sufficientemente compressa nella Il ciclo di combustione incontrollato ha causato un zona danneggiata e nel passaggio olio, causata sovraccarico termico del materiale di tenuta e quindi la dall’inosservanza delle istruzioni della coppia di serraggio sua distruzione. delle viti testata o dall’utilizzo di viti usate. Il sovraccarico termico ha avuto quindi conseguenze distruttive nella zona ALTRE POSSIBILI CAUSE della superficie di tenuta. Prima del montaggio verificare accuratamente gli ugelli degli iniettori e controllare la loro tenuta. Dopo il montaggio ALTRE POSSIBILI CAUSE controllare la registrazione dell'iniezione. Osservare le • Irregolarità della superficie di componenti del motore; istruzioni generali di montaggio del costruttore del motore. deformazione di zone della superficie di tenuta sul blocco motore e sulla testata • Errata regolazione del motore con conseguente sovraccarico termico PROVVEDIMENTI Durante il montaggio prestare attenzione e osservare le indicazioni di montaggio. 13 Quadro dei danni e cause nel "passaggio di gas" 3. Causa del guasto di fuoriuscita di gas nella guarnizione metallica a 2 strati per motoveicoli 4. Guasto dovuto ad aumento della pressione nel sistema di raffreddamento dovuto alla fuoriuscita di gas QUADRO DEI DANNI QUADRO DEI DANNI Lo stopper e la lamina funzionale mostrano un evidente Sulla guarnizione metallica multistrato sono visibili nette annerimento verso il canale di raffreddamento. Tra lo impronte lineari nella zona dei passaggi acqua. Queste stopper e la lamina funzionale sussiste una perdita di gas. hanno origine nella superficie di tenuta della testata e corrono in direzione della camera di combustione. I fori di passaggio acqua mostrano un'evidente colorazione chiara. CAUSA CAUSA L’insufficiente tiraggio della coppia di serraggio delle la superficie della testata non è stata perfettamente rettificata. viti non produce forze di bloccaggio adeguate, quindi Di conseguenza si è verificato un passaggio di gas di non sussiste compressione sufficiente. combustione nel circuito di raffreddamento e un sovraccarico termico (aumento della pressione). ALTRE POSSIBILI CAUSE • Irregolarità della superficie dei componenti del motore (deformazione dovuta a sovraccarico termico) ALTRE POSSIBILI CAUSE • Il sistema di raffreddamento non è stato sfiatato completamente e il refrigerante non può circolare PROVVEDIMENTI Durante il montaggio osservare assolutamente le istruzioni di montaggio e le coppie di serraggio delle viti. • Interruzione del circuito di raffreddamento (pompa dell’acqua, termostato, ventola) • Una forte contropressione dei gas di scarico ha causato il surriscaldamento del motore (per es. catalizzatore difettoso) PROVVEDIMENTI Prima del montaggio verificare molto accuratamente la qualità della superficie di tenuta e assicurarsi della planarità della testata e del blocco cilindri. Eventualmente farli rettificare. 14 5. Guasto della guarnizione testa cilindro dovuto ad aumento della pressione nel sistema di raffreddamento causato da fuoriuscita di gas ALTRE POSSIBILI CAUSE QUADRO DEI DANNI • Il sistema di raffreddamento non è stato sfiatato Nella zona di passaggio degli agenti chimici sono visibili nette impronte lineari. Queste hanno origine nella superficie di tenuta della testata e corrono in direzione della camera di combustione. completamente e il refrigerante non può circolare • Interruzione del circuito di raffreddamento (pompa dell’acqua, termostato, ventola) • Una forte contropressione dei gas di scarico ha causato il surriscaldamento del motore (per es. catalizzatore difettoso) PROVVEDIMENTI Prima del montaggio verificare molto accuratamente la qualità della superficie di tenuta e assicurarsi della planarità della testata e del blocco cilindri. Eventualmente farli rettificare . CAUSA La superficie della testata non è stata rettificata o lo è stata solo in parte. Di conseguenza si è verificata una fuoriuscita di gas di combustione nel circuito di raffreddamento e un sovraccarico termico (aumento della pressione). 15 Quadro dei danni e cause del "surriscaldamento" Un guasto della guarnizione testa cilindri dovuto a surriscaldamento è facilmente riconoscibile per es. dalla distorsione di materiale morbido nelle immediate vicinanze dei passaggi dell'acqua. Con il sovraccarico termico del sistema di raffreddamento il refrigerante penetra nella matrice della guarnizione in materiale morbido, evapora a contatto con i componenti del motore surriscaldati e stacca il materiale morbido dal supporto metallico. Perciò si creano “onde” di materiale morbido. Non vanno sottovalutate le conseguenze dovute all’uso di antigelo e anticorrosivo non omologati. Come refrigerante non deve venire utilizzata sola acqua. I lamine metalliche Calore distruttivo della guarnizione vengono massicciamente dissolte per I danni alla guarnizione testa cilindro dovuti a surriscalda- corrosione e la guarnizione viene distrutta. mento sono causati spesso da un componente del motore non funzionante. Può trattarsi per es. della pompa dell’acqua, di un termostato che non apre oppure del radiatore otturato da depositi calcarei (assenza di flusso). Il fattore scatenante potrebbe però anche essere la scarsità d'acqua nel sistema di raffreddamento o il circuito di raffreddamento sfiatato male dopo il montaggio della testata. Possono tuttavia sussistere anche cause diverse, alle quali nella prima analisi dei danni non si sarebbe certo pensato. Anche il surriscaldamento del sistema di scarico può essere la causa scatenante. Il distacco di un componente nel silenziatore o il catalizzatore fuso possono per es. provocare una riduzione della sezione del canale di scarico. In tal modo la contropressione dei gas di scarico aumenta e causa un sovraccarico termico dei componenti del motore e della guarnizione testa cilindro. Ne consegue una perdita di potenza del motore. 16 1. Causa del guasto sovraccarico termico della guarnizione metallica a 2 strati QUADRO DEI DANNI 2. Causa del guasto sovraccarico termico della guarnizione testa cilindri in metallo - materiale morbido In questo tipo di progettazione lo strato funzionale QUADRO DEI DANNI metallico è integrato nella tenuta della camera di combustione, Il materiale morbido libero presso i passaggi dell'acqua si presenta rotto nella zona della superficie di tenuta. presenta consistenti rigonfiamenti.. Un marcato annerimento indica l'infiltrazione di gas di combustione. CAUSA CAUSA La deformazione del componente ha provocato l’infiltrazione Dopo il montaggio del motore il sistema di raffreddamento di gas di combustione. Il conseguente sovraccarico termico non è stato sfiatato in modo sufficiente. Si è verificato ha distrutto lo strato metallico. un surriscaldamento del motore a causa dell'eccessiva temperatura del refrigerante. La formazione di vapore ALTRE POSSIBILI CAUSE ha provocato il rigonfiamento del materiale morbido della • Qualità scadente del carburante (numero di ottani troppo guarnizione nella zona di passaggio dell'acqua. Di basso) • Rapporto di compressione troppo elevato conseguenza il materiale morbido della guarnizione si è staccato dal supporto metallico. • Errata registrazione del motore (candele con grado termico errato) • Forza di serraggio delle viti insufficiente (qualità delle viti, serraggio delle viti) ALTRE POSSIBILI CAUSE • Funzionamento limitato del circuito di raffreddamento a causa della pompa dell’acqua o del termostato • F lusso limitato dell’acqua nel sistema di raffreddamento PROVVEDIMENTI Prima del montaggio verificare molto accuratamente la qualità della superficie di tenuta e assicurare la planarità della testata. Eventualmente farla rettificare. (per es. nel radiatore) dovuto alla presenza di depositi calcarei • Impiego di additivo refrigerante non omologato dal costruttore del motore PROVVEDIMENTI Dopo il montaggio effettuare un accurato sfiato del sistema di raffreddamento. 17 Quadro dei danni e cause delle "perdite di olio e di refrigerante" Eseguire un controllo preciso: dov’è la perdita? Guarnizione testa cilindri per veicoli industriali: dipende dalla scanalatura Molti guasti imputati alla guarnizione hanno spesso la loro Nei motori di veicoli industriali vengono impiegate guarnizioni origine altrove, per es. nei tubi di sfiato del basamento, con diversi tipi di costruzione. Nella maggior parte dei casi nel collettore di alimentazione, in componenti periferici si tratta di guarnizioni in metallo-elastomero, con elementi di (scatola della distribuzione sul blocco cilindri, ecc.). Prima tenuta in elastomero inseriti o incollati per vulcanizzazione. di attribuire la causa del danno alla guarnizione, devono A seconda del design sono realizzate delle scanalature sul essere verificate esattamente le condizioni tecniche generali blocco cilindri e sulla testata, dimensionate in modo tale da del motore. L’acqua o l’olio possono, per es., essere stati garantire il funzionamento affidabile degli elementi di tenuta soffiati via dalla ventola o dal senso di marcia e viene in tutte le condizioni di esercizio del motore. imputata erroneamente alla guarnizione una mancanza di tenuta. È particolarmente importante che le guarnizioni con questo tipo di costruzione vengano pulite accuratamente da sporco La testata è stata montata a regola d'arte? e residui prima del montaggio. L'inosservanza di questa Dopo le riparazioni sono molto comuni reclami relativi a prescrizione comporta mancanze di tenuta. perdite di olio o di refrigerante. In molti casi tuttavia la causa va ricercata nell’errato montaggio della testata, non eseguito Già al momento del montaggio della testata sul blocco cilindri, al 100 per cento a regola d'arte, per esempio senza osservare un modo di procedere non accurato può causare un esattamente le istruzioni di montaggio prescritte. danneggiamento per schiacciamento degli elementi di tenuta in elastomero. Un errato centraggio della guarnizione testa cilindri, dovuto per es. alla mancanza delle boccole di centraggio, può causare UN CASO PRATICO mancanze di tenuta o perdite. Questo si verifica quando gli Il motore di un autocarro presentava una perdita d'acqua elementi di tenuta della guarnizione testa cilindri non sono non visibile esternamente. La causa: la canna del cilindro posizionati dove previsto originariamente. Le guarnizioni aveva un punto poroso visibile solo al microscopio. Durante testa cilindri montate in questo modo si riconoscono spesso la marcia l’acqua penetrava nella camera di combustione dalla deformazione dei fori di passaggio delle viti. Le perdite ed evaporava. Anche in questo caso la causa non era la presso i fori del circuito di lubrificazione sono causate molto guarnizione testa cilindri, bensì un difetto del materiale, frequentemente dallo spostamento della guarnizione testa ossia una cavità nella canna del cilindro. cilindri. 18 Dipende dalle superfici Le caratteristiche delle superfici dei componenti hanno Utilizzare solo antigelo/anticorrosivo omologati un'influenza fondamentale sulla funzione di tenuta. I diversi Tra i fattori che possono essere causa di perdita di liquidi tipi di costruzione delle guarnizioni testa cilindri (metallo - vanno comprese anche le influenze chimiche dei liquidi stessi. materiale morbido, strati metallici in Metaloflex™ e metallo- Tra questi rientrano anche l'antigelo e l'anticorrosivo. Molti elastomero) pongono determinati requisiti per le superfici liquidi reperibili oggi sul mercato non sono omologati dai dei componenti. Le superfici del blocco cilindri e della testata costruttori di motori. Questi prodotti distruggono con additivi devono essere rettificate con precisione e non presentare aggressivi il materiale di tenuta e causano perdite. Anche i malformazioni. Punti particolarmente critici sono quelli di cosiddetti ermetizzanti, mescolati all’acqua di raffreddamento, unione tra un componente e l’altro, per es. nel caso di hanno lo stesso effetto. Gli emollienti chimici fanno gonfiare accoppiamento con flangia della scatola della distribuzione. il materiale di tenuta e provocano in breve tempo la distruzione Qui è necessaria particolare cura, per evitare nei punti di della guarnizione. Anche i sigillanti applicati sulle guarnizioni separazione gradini o deformazioni, che impediscono un testa cilindri possono avere un effetto negativo, disturbando accoppiamento dinamico. la funzione degli elementi di tenuta inseriti nella guarnizione. Le guarnizioni testa cilindri di Elring generalmente non necessitano dell'aggiunta di materiali sigillanti. 19 Quadro dei danni e cause delle "perdite di olio e di refrigerante" 1. Causa del guasto perdita d’olio, distruzione dell'elemento di tenuta durante il montaggio della testata (autocarro) 2. Causa del guasto perdita d’olio, pasta sigillante sull’elemento di tenuta (autocarro) QUADRO DEI DANNI QUADRO DEI DANNI Gli elementi di tenuta in elastomero si sono staccati dal L’elemento di tenuta in elastomero si è staccato dal supporto. supporto e si sono tranciati/strappati. Nella scanalatura di tenuta si trovano particelle di sporco. CAUSA CAUSA Per difficoltà di centraggio la testata è stata riposizionata Sul supporto metallico è stata applicata pasta sigillante. In diverse volte durante il montaggio, come risultato si è avuta seguito alla vulcanizzazione l’elemento di tenuta in elastomero o una eccessiva pressione in alcune parti degli elementi di è stato troppo compresso e si è staccato. La conseguenza tenuta, o gli stessi elementi tagliati dai bordi della testata. è stata la fuoriuscita d’olio. I depositi di particelle di sporco provenienti dall’olio hanno aumentato i danni. ALTRE POSSIBILI CAUSE • L’elemento di tenuta si è staccato in seguito al passaggio di gas • L’elemento di tenuta è stato compresso troppo perché le ALTRE POSSIBILI CAUSE • L’elemento di tenuta è stato danneggiato durante il montaggio/posizionamento della testata canne sporgono poco PROVVEDIMENTI PROVVEDIMENTI Prima del montaggio verificare molto accuratamente la qualità Preparazione ed esecuzione accurate dei lavori di montaggio. della superficie di tenuta e assicurare la planarità della Dopo ripetuti posizionamenti della testata deve essere testata. Eventualmente farla rettificare. Non utilizzare pasta controllato l'eventuale danneggiamento della guarnizione sigillante. Provvedere ad un regolare cambio dell’olio. testa cilindri. 20 Quadro dei danni e cause delle "influenze meccaniche" Danni dovuti a distacco verificarsi ingenti danni al motore. In questi casi anche la 2. Guasto della guarnizione testa cilindri su veicoli industriali in seguito ad errore di montaggio guarnizione testa cilindri presenta naturalmente notevoli QUADRO DEI DANNI danneggiamenti. Il profilo metallico di tenuta della camera di combustione è Per effetto meccanico di pezzi che si staccano possono stato completamente schiacciato dallo spallamento della 1. Guasto della guarnizione testa cilindri in seguito al distacco della precamera canna. Lo spallamento della canna del cilindro è saltato per QUADRO DEI DANNI figura a destra) – la conseguenza è stata una grave danno al La guarnizione metallica multistrato testa cilindri ha motore. le forze estreme sviluppate al momento dell'avvio (vedi subito un forte danneggiamento meccanico nella zona della precamera. CAUSA CAUSA La precamera del primo cilindro si è staccata durante la Al momento del montaggio della guarnizione testa cilindri marcia ed è caduta nella camera di combustione. Si sono non è stata verificata la corrispondenza tra diametro della verificati di conseguenza gravi danni alla testata, nella camera di combustione e guarnizione montata. È stata distribuzione e ai pistoni. utilizzata una guarnizione con un disegno simile a quella sostituita, ma con un diametro più piccolo della camera ALTRE POSSIBILI CAUSE di combustione. • L a sporgenza della precamera non è conforme alle prescrizioni del costruttore ALTRE POSSIBILI CAUSE • Non è stata utilizzata una guarnizione testa cilindri PROVVEDIMENTI originale Elring, bensì un’imitazione scadente e troppo Prima di montare la testata controllare assolutamente il sottile corretto posizionamento e la sporgenza delle precamere. PROVVEDIMENTI Prima del montaggio appoggiare la guarnizione testa cilindri sullo spallamento della canna e verificare che ciò avvenga senza sforzo. 21 Quadro dei danni e cause del "ciclo di combustione irregolare" Un motore che "batte in testa" rovina la guarnizione Danni alle guarnizioni testa cilindri causati dal ciclo di 1. Causa del guasto "ciclo di combustione incontrollato con guarnizione metallica multistrato" combustione irregolare si verificano molto spesso. QUADRO DEI DANNI Un leggero annerimento nella zona della superficie di tenuta Frequentemente nei motori a benzina i danni sono provocati dello strato funzionale indica il processo di distruzione, cau- dal battito in testa del motore. In questo caso si sviluppano sata da una distratta messa a punto. cicli di combustione incontrollati. Questi causano problematiche sovrasollecitazioni termiche CAUSA e meccaniche dei componenti. La guarnizione testa cilindri è Un ciclo di combustione incontrollato ha prodotto vibrazioni uno dei componenti più a rischio del motore e può resistere ad alta frequenza. Le onde d'urto provocate hanno distrutto solo per breve tempo a queste estreme sollecitazioni. Il la zona della superficie di tenuta. processo incontrollato di combustione genera onde d’urto con un incremento della pressione molto forte (oltre 100 bar) ALTRE POSSIBILI CAUSE e inoltre con temperature elevatissime (molto superiori a • Qualità scadente del carburante (numero di ottani +3700 °C). Le guarnizioni testa cilindri con danni da battito troppo basso) in testa si riconoscono spesso dallo schiacciamento dei • Rapporto di compressione troppo elevato bordi di tenuta delle camere di combustione. • Sistema di iniezione • Registrazione del motore LE CAUSE SCATENANTI POSSONO ESSERE: • Utilizzo di carburante non antidetonante con numero di ottani troppo basso • Candele con grado termico errato • Rapporto di compressione troppo elevato • Benzina mescolata a gasolio NEI MOTORI DIESEL • Errata messa in fase dell'iniezione • Sgocciolamento degli ugelli • Spessore di montaggio della guarnizione testa cilindri non corretto • Al momento della scelta della guarnizione testa cilindri non sono state considerate le sporgenze dei pistoni 22 • Cattiva qualità del carburante PROVVEDIMENTI Osservare le indicazioni di montaggio. Osservare le istruzioni generali di montaggio del costruttore del motore. 2. Guasto della guarnizione testa cilindri causato da battito in testa QUADRO DEI DANNI Sui bordi metallici di tenuta della camera di combustione sono chiaramente visibili ammaccature e deformazioni. Questo ha provocato la fusione del profilo e del materiale morbido. In questi punti il metallo del profilo della camera di combustione è perciò visibile e il materiale morbido evidenzia tracce di bruciatura. CAUSA La registrazione del motore (anticipo all'accensione) non è stata condotta secondo le indicazioni del costruttore. Ne consegue una sovrasollecitazione termica e meccanica del motore. La combustione incontrollata genera onde d'urto con pressioni estreme ed elevate temperature, che sollecitano oltre il limite i componenti del motore. I danni più frequenti si verificano sui pistoni e sulla guarnizione testa cilindri. ALTRE POSSIBILI CAUSE • Qualità scadente del carburante (numero di ottani troppo basso) • Rapporto di compressione troppo elevato • Candele con grado termico errato o difettose • Errata registrazione dell’accensione PROVVEDIMENTI Osservare le indicazioni di montaggio. Verificare la registrazione del motore subito dopo il montaggio. www.elring.it 23 Montaggio a regola d'arte della guarnizione testa cilindri in sette passi Osservare le indicazioni generali di montaggio del costruttore del motore 1. Pulire accuratamente le SUPERFICI DI TENUTA dei 3. Controllare le SUPERFICI DEI COMPONENTI: componenti (testata / blocco cilindri), sgrassare, rimuovere • Rimuovere gli accumuli di materiale con una carta abrasiva i residui di rivestimento e di guarnizione. • Accertare la planarità dei componenti, eseguendo il controllo con una stecca sull'intero componente: per lungo = 0,05 mm, in obliquo = 0,03 mm Gli avvallamenti devono venire eliminati (rettifica) R max Rz 15 – 20 µm Rmax 20 – 25 µm Wt 11 – 20 µm 15 µm 15 – 20 µm 8 – 10 µm 2. I FORI FILETTATI delle viti della testata devono essere 4. Centrare la GUARNIZIONE TESTA CILINDRI sul blocco puliti da impurità e olio. Controllare le perfette condizioni motore (senza pasta sigillante): e la corretta avvitabilità delle filettature. • P restare molta attenzione a non danneggiare il rivestimento 24 11 µm 5. POSIZIONARE LA TESTATA 7. SERRAGGIO DELLE VITI • Evitare di danneggiare la superficie di tenuta graffiandola •O sservare la sequenza di serraggio prescritta dal costruttore • P restare attenzione a eventuali residui, come trucioli • Se è necessaria una registrazione successiva, osservare le di metallo, che possono raggiungere la guarnizione dalla relative prescrizioni testata START STOP Nm 0° X° 90° 270° 180° 6. VITI DELLA TESTATA Raccomandazioni del costruttore del motore: • Utilizzare tassativamente viti e rondelle nuove • Oliare leggermente la filettatura e la superficie di appoggio della testa delle viti www.elring.it NEW • Quando viene montata una rondella, oliare solo tra questa e la testa della vite • Attenzione: non oliare assolutamente la superficie di appoggio della rondella alla testata 25 WWW.ELRING.IT 26 ALFA ROMEO | AUDI | BMW | CHEVROLET | CHRYSLER | CITROËN | DACIA | DAEWOO | DAIHATSU | DAF | DEUTZ | DODGE | FIAT | FORD | HONDA | HYUNDAI | IHC | IVECO | JEEP | KIA | LADA | LANCIA | LAND ROVER | MAN | MAZDA | MERCEDES-BENZ | MINI | MITSUBISHI | MWM | NISSAN | OPEL | PEUGEOT | PORSCHE | RENAULT | ROVER | RVI | SAAB | SCANIA | SEAT | SKODA | SMART | SSANGYONG | SUBARU | SUZUKI | TOYOTA | VAUXHALL | VOLKSWAGEN | VOLVO 27 +49 7123 724-799 +49 7123 724-798 499.245 0214 IT [email protected] ElringKlinger AG | Divisione Aftermarket Max-Eyth-Straße 2 | 72581 Dettingen/Erms | Germania Tel. +49 7123 724-601 | Fax +49 7123 724-609 [email protected] | www.elring.it Le informazioni contenute in questo stampato, basate su moli anni di esperienza, possono non essere complete. 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