УПЛОТНИТЕЛЬНАЯ ПРОКЛАДКА

Заявляемая полезная модель относится к области двигателестроения, а именно, к уплотнительным прокладкам которые могут использоваться в частности, в качестве прокладки для головок цилиндров автомобильных двигателей, а также для других поверхностей, между которыми должно быть обеспечено уплотнение, например в качестве разнообразных фланцевых прокладок.
Аналогом заявляемой полезной модели является прокладка из прокладочного материала содержащего металлическую пластину с выполненным одно и/или двухсторонним покрытием уплотнительным материалом (см. Г.В.Порошин «Производство асбостальных листов».: Химия, 1984, с 7-12).).
Недостатком данного материала является то, что покрытие обладает низкими упруго-эластическими свойствами и подвержено старению под воздействием повышенной температуры, масла, охлаждающей жидкости, что приводит к прорыву газов, течи масла и охлаждающей жидкости.
Наиболее близким аналогом заявляемой прокладки является прокладка из прокладочного материала по патенту на полезную модель RU 93889 U1 (F02F 11/00, 10.05.2010).
Указанный прокладочный материал содержит металлическую пластину с выполненным одно и/или двухсторонним покрытием уплотнительным материалом. Металлическая пластина выполнена из пружинной хромированной и/или нержавеющей стальной пластины с нанесенным трехслойным покрытием уплотнительным материалом, выполненным из адгезионного, эластомерного и антипригарного слоев.
Применение указанного прокладочного материала для изготовления прокладок позволяет повысить герметичность уплотнения поверхностей. Однако в соответствии с директивами 2002/95/ЕС и 2000/5 3/ЕС автомобильные компоненты не должны содержать шестивалентный хром, который может присутствовать в покрытии. Нержавеющая стальная пластина может иметь низкую термостойкость и прочность, что может привести к разрушению материала прокладки. Адгезионный слой может разрушаться под воздействием агрессивных сред двигателя, при этом эластомерный слой может отслаиваться и куски эластомера могут засорять системы смазки и охлаждения. Эластомерный слой может разрушаться в процессе эксплуатации автомобиля, так как подвержен тепловому, механическому и химическому воздействию. При хранении прокладки могут слипаться друг с другом, так как антипригарный слой может не выполнять функцию антиадгезионного покрытия.
Существенные признаки наиболее близкого аналога:
- металлическая пластина с одно или двухсторонним покрытием уплотнительным материалом;
- выполненным из адгезионного, эластомерного и антипригарного слоев.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель является:
- создание прокладки из материала, который позволяет уплотнить сопрягаемые фланцы в течении длительного времени эксплуатации;
- предотвращение повреждения прокладок в процессе хранения и транспортировки. Технический результат - повышение герметичности уплотнения и надежности прокладки.
Получение указанного технического результата решает уплотнительная прокладка, содержащая, по меньшей мере, одну металлическую пластину с нанесенным одно или двухсторонним трехслойным покрытием уплотнительным материалом, выполненным из адгезионного, эластомерного и антипригарного слоев. Металлическая пластина выполнена из пружинной нержавеющей стали с содержанием хрома не менее 16%, никеля не менее 3,5%., которые обеспечивают высокую термостойкость и прочность материала прокладки или пружинной низкоуглеродистой стали с цинковым или алюминиевым покрытием толщиной 0,0005…0,005 мм для предотвращения коррозии материала прокладки (применяется для случаев, где не требуется высокая прочность и термостойкость материала, например для прокладок системы охлаждения).
Для улучшения уплотнительных свойств и сохранения их в течение сравнительно продолжительного времени по меньшей мере, в одной металлической пластине вокруг отверстий камер сгорания прокладок головки цилиндров или газовых каналов других прокладок могут быть выполнены углубления или выступы, называемые «зигами» («гофрами»), а вокруг отверстий различной формы каналов охлаждения, смазки, штанг толкателей клапанов, цепи газораспределительного механизма, называемых функциональными, крепежных отверстий, а также по наружному контуру прокладки могут быть выполнены половины углубления или выступа, называемые «полузигами».
Заявитель является разработчиком и производителем металлических уплотнительных прокладок для ДВС и вначале проводит опытно-конструкторские работы, на основании которых экспериментальным путем определяются применяемые материалы для прокладок, их покрытий и их размеров.
На основании проведенных экспериментальных работ и полученных данных выяснено, что:
- для обеспечения надежного сцепления эластомерного покрытия с металлической пластиной между ними выполнен адгезионный слой (праймер) толщиной 0,0002…0,020 мм. Для обеспечения стойкости к воздействию охлаждающей жидкости в зависимости от природы эластомерного слоя, адгезионный слой выполнен на основе силана или хлоропренового каучука. Адгезионный слой на основе силана выполняется толщиной 0,0002…0,003 мм. Адгезионный слой на основе хлоропренового каучука выполняется толщиной 0,003…0,020 мм;
- для обеспечения надежного уплотнения шероховатостей поверхности фланцев на адгезионном слое выполнен эластомерный слой толщиной 0,003…0,250 мм. Для прокладок головки цилиндров эластомерный слой выполняется толщиной 0,018…0,033 мм для стороны контактирующей с фланцами сопрягаемых деталей, 0,003…0,019 мм для стороны контактирующей с другим слоем прокладки для многослойных прокладок. В процессе эксплуатации прокладка головки цилиндров подвергается термическому и механическому воздействию за счет изменения теплового зазора между головкой и блоком цилиндров, а также воздействию охлаждающей жидкости, паров бензина, дизельного топлива и масла. Для обеспечения стойкости к вышеуказанным воздействиям эластомерное покрытие выполняется на основе фтористого каучука. В целях экономии в ряде случаев, целесообразно эластомерное покрытие выполнять не на всей поверхности металлической пластины, а только там где требуется обеспечить уплотнение, особенно в области зигов и полузигов.
Остальные прокладки из уплотнительного материала с трехслойным покрытием менее подвержены термическому и механическому воздействию и в целях экономии, в ряде случаев, целесообразно выполнять эластомерное покрытие на основе бутадиен-нитрильного каучука. Для таких прокладок эластомерный слой на основе фтористого каучука выполняется толщиной 0,03…0,06 мм, на основе бутадиен-нитрильного каучука - 0,06…0,250 мкм в зависимости от степени неплоскостности и шероховатости фланцев сопрягаемых деталей.
Для исключения пригорания в процессе эксплуатации, а также слипания и повреждения прокладок в процессе хранения и транспортировки на эластомерном слое выполняется антипригарный слой толщиной 0,003…0,01 мм на основе политетрафторэтилена или парафина или дисульфида молибдена или силиконового полимера.
Заявляемая прокладка иллюстрируется следующими рисунками.
На фиг.1 представлена уплотнительная однослойная прокладка с односторонним покрытием уплотнительным материалом.
1 - металлическая пластина;
2 - адгезионный слой;
3 - эластомерный слой;
4 - антипригарный слой.
На фиг.2 представлена уплотнительная однослойная прокладка с двухсторонним покрытием уплотнительным материалом.
1 - металлическая пластина;
2 - адгезионный слой;
3 - эластомерный слой;
4 - антипригарный слой.
На фиг.3 представлена уплотнительная однослойная прокладка с односторонним покрытием уплотнительным материалом с частичным нанесением эластомерного слоя.
1 - металлическая пластина;
2 - адгезионный слой;
3 - эластомерный слой;
4 - антипригарный слой.
Заявляемая прокладка позволяет уплотнить сопрягаемые фланцы в течении длительного времени эксплуатации и предотвратить повреждения прокладок в процессе хранения и транспортировки.