Automobilový průmysl bez použití různých druhů plastů si dnes už
nedovedeme představit. Z klasických aplikací se nyní plasty přesouvají
i do oblastí, kde jejich použití ještě před několika lety nebylo
z důvodu vysokých nároků možné, a dominovaly zde kovy nebo
jejich slitiny. Jedním z takových příkladů je víko hlavy válců od firmy
Robert Bosch s.r.o. v Českých Budějovicích.
Přísné požadavky kladené na víka hlav válců
je možné splnit pouze použitím vysoce
kvalitních materiálů. Tyto materiály musejí
odolávat teplotnímu zatížení přes 120 °C,
musejí být chemicky rezistentní proti médiím
používaným v motorech a mít dostatečnou
mechanickou pevnost. Proto je zde použit
polyamid PA6.6, který je navíc dobře zpracovatelný
a dá se zde vhodnou optimalizací
vstřikovací formy a procesních parametrů
dosáhnout vynikající kvality povrchu. Bez
dalších úprav je tak možné použít plastová
víka i tam, kde jsou požadavky nejen funkční,
ale i designové.
PROČ PLASTY?
Mezi hlavní výhody plastových vík hlav válců
(PCHC – plastic cylinder head cover) oproti
víkům kovovým patří především nižší hmotnost,
výrazně nižší cena a možnost integrace řady dalších
funkcí. Tato součást se tak od jednoduchého
plechového víka určeného k zakrytí oblasti ventilů
změnila v komplexní modul, který daleko
lépe využívá zástavbový prostor a usnadňuje
finální kompletaci motoru v automobilkách.
TECHNICKÉ ŘEŠENÍ VÍK HLAV VÁLCŮ
Víko hlavy válců je po celém obvodu
opatřeno drážkou, ve které je vloženo těsnění
z elastomeru. Profil těsnění umožňuje
spolehlivé utěsnění i v případech tvarově
komplikovaných kontur. Při montáži
na motor dosedne těsnění na hlavu válců
a je stlačeno utažením speciálně konstruovaných
šroubových elementů, pomocí
nichž je víko na hlavu upevněno. Toto
řešení zaručuje nejen vynikající těsnost,
ale také velmi dobré tlumení a zamezuje
tak přenášení rezonancí z hlavy motoru
do víka a vzniku nežádoucích vibrací
a hluků.
DALŠÍ INTEGROVANÉ FUNKCE
J e d n í m z n e j č a s t ě j š í c h p o ž a d a v k ů
výrobců motorů na PCHC je integrovat
funkci odlučování oleje. Systém odlučování
je pak přímo součástí víka a není
tak nutné řešit technické problémy, vznikající
nutností propojit externí odlučovač
s prostorem pod víkem. Systém je
navržen tak, aby efektivně pracoval ve
všech provozních režimech motoru. Tím
přispívá ke snižování emisních hodnot ve
výfukových plynech, což je v současnosti
jeden z nejdůležitějších parametrů při
konstrukci moderních motorů. Vzhledem
k použití flexibilního řešení a stavebnicového
principu je možné uspokojit velmi
různorodé požadavky většiny zákazníků
a optimalizovat systém jak na zážehové,
tak i vznětové motory.
Mezi další komponenty, často integrované
do víka, patří např. schránka na vzduchový
filtr, senzor pro měření množství
nasávaného vzduchu, šrouby pro upevnění
vstřikovacích jednotek a různé další
upevňovací klipy nebo zalisované závitové
vložky.
Možností je celá řada a závisí na konkrétních
požadavcích zákazníka, pro kterého
je víko konstruováno.
MODERNÍ KONSTRUKČNÍ METODY
Při konstrukci víka se s výhodou využívá
simulačních metod, které pomáhají navrhnout
tvar víka tak, aby bylo eliminováno
jeho nadměrné namáhání (např. v oblasti
šroubů). Vhodně zvoleným rozmístěním
a tvarem výztužných žeber lze pak dosáhnout
designu s požadovanou pevností při
minimalizaci množství použitého materiálu,
tedy i hmotnosti a ceny výsledného
produktu.
Stejně tak se využívá simulací s ohledem
na dosažení tvaru, který bude dobře
vyrobitelný metodou vstřikování do formy
(Moldflow analýza).
Spojení nejmodernějšího SW a zkušeností
konstruktérů umožňuje vytvořit produkt,
který zaručuje spolehlivou funkci v provozu
a zároveň je ve vysoké kvalitě vyrobitelný
danou technologií.
TESTOVÁNÍ VÍK HLAV VÁLCŮ
Všechna víka jsou ve fázi vývoje
důkladně testována. Testy simulují podmínky
při reálném provozu na motoru
podle požadavků konkrétních zákazníků
a slouží k prověření výrobku před uvolněním
do sériové výroby. Zkouší se odolnost
vůči vibracím, extrémním teplotám,
ověřuje se funkce při působení chemikálií
a další.
V Českých Budějovicích je ročně vyrobeno
okolo 1 milionu plastových vík pro
různé zákazníky. Také při výrobě jsou prováděny
pravidelné ověřovací testy, které
kontrolují stabilitu procesu vstřikování
a montáže. Jedná se především o měření
těsnosti a funkčnosti systému odlučování.
Velmi se osvědčila strategie, kdy je ve
výrobním závodě v Českých Budějovicích
umístěno rovněž vývojové oddělení a zkušebna
dílů.
Zkušenosti a data nasbíraná v průběhu
výroby jsou velmi hodnotná pro vývoj
dalších aplikací a krátké komunikační
cesty. Vysokou měrou rovněž přispívají
k dosažení potřebné kvality výrobku a podstatně
zkracují čas potřebný pro vývoj.