Posúdenie životného cyklu tesniaceho systému hnacej jednotky GMW 3155, test tepelného cyklu

Norma „GMW 3155 Thermal Cycle Test for Life Assessment of Powertrain Seal Systems“ (Tepelný cyklus testu pre posúdenie životnosti systémov tesnení hnacieho ústrojenstva), ktorú vydala spoločnosť General Motors (GM), opisuje testovaciu metódu používanú na odhad životnosti tesnenia hnacieho ústrojenstva v súlade s jeho zamýšľanou konštrukciou systému. Systém zahŕňa tesnenie, upevňovacie prvky, štrukturálne rozhrania a cirkulujúce médium.

Táto testovacia metóda sa používa na komponentoch a zostavách (až po celé motory a prevodovky) na identifikáciu a elimináciu okrajových tesniacich konštrukcií alebo materiálov. Konštrukcia významne ovplyvňuje výsledky testov. Mali by sa používať diely pripravené na výrobu alebo určené na výrobu.

Táto metóda je vhodná na hodnotenie všetkých statických tesnení a tesnení hnacieho ústrojenstva, ktoré sú počas prevádzky vystavené tepelným cyklom. Je založená na európskych a severoamerických aplikáciách v osobných automobiloch a ľahkých úžitkových vozidlách. Iné regionálne alebo dopravné aplikácie, ako napríklad ťažké nákladné vozidlá, nemusia byť vystavené tepelným cyklom opísaným v tejto norme.

Táto skúška umožňuje voliteľné použitie mechanických zariadení na vyvíjanie pohybu alebo zaťaženia na akúkoľvek testovaciu zostavu. Aplikácie s vysokou teplotou (napr. hlava valcov, výfuk, turbo) alebo tesnenia recirkulácie výfukových plynov nepatria do rozsahu tejto skúšky.

Systém cirkulácie testovacej kvapaliny každej testovacej jednotky musí umožňovať nepretržitú a postupnú oxidačnú degradáciu testovacieho oleja až do konca testu. Degradácia kvapaliny sa meria pomocou vhodných testov pre kvapaliny v priemysle. Bez opatrení na odvzdušnenie alebo recirkuláciu pozitívneho vetrania kľukovej skrine tento test nesimuluje degradáciu oleja za prevádzkových podmienok motora.

GMW 3155 je technická norma, ktorá definuje metódu tepelno-cyklického testovania používanú na hodnotenie trvanlivosti a tesniaceho výkonu tesniacich systémov hnacieho ústrojenstva. Táto norma sa široko používa v automobilovom priemysle na overovanie tesniacich komponentov, ako sú tesnenia, upchávky a rozhrania, za simulovaných reálnych prevádzkových podmienok.

Hlavné ciele normy GMW 3155 sú nasledovné:

• Odhad životnosti tesniacich systémov.
• Na identifikáciu slabých alebo nedostatočných tesniacich konštrukcií.
• Na overenie tesniacej vlastnosti za podmienok tepelného namáhania.

Test hodnotí kompletné systémy vrátane nasledujúcich:

• tesnenia
• spojovací materiál
• Štrukturálne rozhrania
• Cirkulujúce kvapaliny (olej, chladiaca kvapalina, vzduch)

Vo všeobecnosti sa používajú v rôznych komponentoch, od jednotlivých tesnení až po kompletné motory a prevodovky.

Test je primárne založený na princípe tepelného cyklovania. Podstatou normy GMW 3155 je tepelné cyklovanie, ktoré simuluje skutočné prevádzkové podmienky vystavením komponentov opakovaným teplotným zmenám.

Kľúčové vlastnosti sú nasledovné:

• Striedanie cyklov vysokých a nízkych teplôt
• Nepretržité testovanie približne 12 – 18 týždňov (prevádzka 24 hodín denne, 7 dní v týždni)
• Skutočná spotreba automobilových kvapalín:
• Motorový olej
• Prevodový olej
• chladiaca kvapalina
• počasie
• Kritériá výkonnosti:
• Tesniaci systém musí absolvovať skúšku bez neprijateľného úniku.
• Limity úniku sú definované v podporných špecifikáciách GM.

Norma GMW 3155 je špeciálne navrhnutá pre automobilový priemysel na nasledujúce účely:

• Komponenty hnacieho ústrojenstva:
• Tesnenia motora
• Tesnenia prevodovky
• Pripojenia chladiaceho systému
• Rozhrania olejových tesnení
• Oblasti použitia:
• Overenie vývoja produktu
• Kvalifikácia dodávateľa
• Overenie predvýrobného návrhu
• Analýza porúch a ich zlepšovanie

Je obzvlášť vhodný pre statické tesnenia vystavené teplotným cyklom v osobných automobiloch a ľahkých úžitkových vozidlách.

• Norma GMW 3155 sa často používa v spojení s inými normami GM:
• GMW 3137 Meranie dynamického tesniaceho napätia
• Skúška úniku vzduchu GMW 3149
• GMW 3152 Meranie statického tesniaceho tlaku.

Tieto doplnkové testy pomáhajú pri analýze nasledujúcich faktorov:

• Rozloženie kontaktného tlaku
• Runaway Ways
• Predbežná a následná kontrola tesnosti

Napriek svojej komplexnej povahe má norma GMW 3155 určité obmedzenia:

• Nie je vhodné pre aplikácie s extrémne vysokými teplotami (napr. tesnenia výfukových systémov alebo turbodúchadiel).
• Nenapodobňuje dokonale podmienky degradácie motorového oleja.
• Je určený predovšetkým pre aplikácie v ľahkých úžitkových vozidlách.

Moderné systémy pohonu fungujú za nasledujúcich podmienok:

• Vysoké teplotné výkyvy
• Chemická expozícia
• Mechanické namáhanie

Bez prísneho overovania, ako je napríklad norma GMW 3155,

• Poruchy tesnenia môžu viesť k poškodeniu motora.
• Únik kvapaliny môže spôsobiť bezpečnostné a environmentálne problémy.

Preto sa táto norma považuje za nevyhnutnú na zabezpečenie trvanlivosti, bezpečnosti a výkonu automobilových tesniacich systémov.

Norma GMW 3155 je dôležitá, pretože priamo rieši jedno z najkritickejších rizík spoľahlivosti automobilových systémov: zlyhanie tesnenia v reálnych prevádzkových podmienkach. V moderných vozidlách môže aj malý únik viesť k závažným problémom s výkonom, bezpečnosťou a nákladmi. Hlavné dôvody, prečo sa táto norma považuje za dôležitú, sú nasledovné:

• Zabraňuje úniku kvapaliny (dôležité pre fungovanie vozidla): Systémy pohonu vyžadujú na správne fungovanie tesnenia tesniace tesnenia. Táto norma zabezpečuje, že tesnenia odolávajú dlhodobému tepelnému namáhaniu bez úniku.
• Simuluje reálne prevádzkové podmienky: Vozidlá sú neustále vystavené teplotným zmenám. Táto norma opakuje tieto tepelné cykly počas mesiacov a odhaľuje chyby, ktoré by krátkodobé testy mohli prehliadnuť. Vďaka tomu je oveľa realistickejšia ako jednoduché laboratórne testy.
• Zaisťuje dlhodobú trvanlivosť: Na rozdiel od základných kontrol kvality táto norma hodnotí výkonnosť počas celej životnosti:
• Detekuje únavu materiálu.
• Určuje stratu tesniacej sily.
• Hodnotí účinky starnutia (tvrdnutie, kontrakcia, relaxácia).
• Znižuje náklady na záruku a poruchy v teréne: Táto norma pomáha výrobcom vyhnúť sa nákladným poruchám v teréne tým, že včas overuje návrhy.
• Podporuje robustný dizajn a výber materiálov: Testovanie odhalilo nasledujúce slabé stránky:
• Tesniace materiály (guma, elastoméry)
• Návrhy spojov (zaťaženie skrutiek, geometria príruby)
• Povrchové úpravy a tolerancie

Záverom možno povedať, že norma GMW 3155 je významnou validačnou normou v automobilovom inžinierstve, ktorá sa zameriava na dlhodobý výkon tesniacich systémov za podmienok tepelných cyklov. Simuláciou reálnych prostredí umožňuje výrobcom dodávať spoľahlivé a bezúnikové systémy pohonných jednotiek.

Naša organizácia s kompetentnými a skúsenými zamestnancami už mnoho rokov rozumie potrebám svojich klientov, poskytuje im pokročilé testovacie služby a pomáha im pri zavádzaní, implementácii a zlepšovaní systémov manažérstva. V tomto rámci poskytujeme aj testovacie služby v súlade s normou GMW 3155.