Počas prevádzky motora súprava tesnenia oleja kľukového hriadeľa Zaberá kľúčovú úlohu zabrániť úniku oleja a napadnutia externých kontaminantov. Jeho skutočnou technickou výzvou však nie je len stabilné tesnenie za normálnych pracovných podmienok, ale aj spoľahlivosť pri riešení náhleho spätného tlaku. Keď sa motor náhle spomalí alebo sa zaťaženie náhle zmení, v kľukovej skrine sa môže generovať okamžitý vysoký tlak. Ak olejové tesnenie nemôže rýchlo reagovať, spôsobí to zlyhanie tesnenia, úniky alebo ešte vážnejšie problémy s mazaním. Návrh tradičných olejových tesnení sa často zameriava na tesniaci výkon počas rotácie vpred, ale prispôsobivosť na podmienky spätného tlaku je nedostatočná, čo uľahčuje opustenie polohy tesnenia v dôsledku nárazu tlaku oleja v extrémnych podmienkach. Jedným z hlavných prielomov vysokokvalitných súprav kľukového hriadeľa odolného voči opotrebeniu je optimalizácia konštrukcie uhla hysterézie tesniaceho peru, takže môže spôsobiť okamžitý samo-ztiahnutý účinok, keď sa spätný tlak náhle zvýši, namiesto toho, aby sa začal otvoriť tlakom oleja, čím sa minimalizuje riziko netesnosti.
Podstatou konštrukcie uhla hysterézie je, aby sa geometrický tvar a vlastnosti materiálu tesniacej pery spolupracovali tak, aby sa správali v rozpore s konvenčnou intuíciou pod spätným tlakom. Tesnenie pery obyčajného oleja zvyčajne prijíma symetrickú alebo jednorazovú štruktúru, ktorá môže účinne zmestiť časopis počas rotácie vpred. Pri spätnom tlaku však nárazová sila olejového filmu tlačí tesnenie pera smerom von a poškodí tesniaci kontaktný povrch. Vysoko kvalitná súprava používa asymetrickú konštrukciu pier a charakteristiky hysterézy elastického materiálu, takže keď pôsobí reverzný tlak, tesniaca pery nielen uvoľní, ale bude generovať ďalšiu upínaciu silu v dôsledku dynamického účinku tekutiny a deformácie materiálu. Tento jav je podobný pracovnému princípu niektorých jednosmerných ventilov, ale výzvou olejových tesnení je, že musia udržiavať tesnenie v obojsmernom dynamickom prostredí, a nie jednoduché otváracie a zatváracie funkcie.
Kľúčom k dosiahnutiu tohto účinku je presné riadenie uhla sklonu tesniaceho peru, tuhosti materiálu a mikroskopickej morfológie kontaktného povrchu. Návrh hysterézneho uhla nie je jednoduchým zvýšením alebo znížením určitého uhla, ale výpočtom optimálneho rovnovážneho bodu medzi rozložením tlaku tekutiny a odozvou materiálového kmeňa, takže smer deformácie tesniaceho peru pri spätnom tlaku je len na zvýšenie tesnenia skôr ako jeho oslabenie. Napríklad niektoré vysoko výkonné olejové tesnenia používajú progresívnu štruktúru pier s strmým uhlom na strane blízko časopisu a jemnejším uhlom zvonka. Týmto spôsobom, keď dôjde k tlaku reverzného oleja, sila tekutiny vynúti vnútornú stranu pery tak, aby sa namiesto toho, aby sa otočil smerom von, namiesto toho, aby sa otočil smerom von, bližšie. Zároveň sú optimalizované elastické moduly a tlmiace charakteristiky materiálu, aby sa zabezpečilo, že rýchlosť deformácie odozvy sa synchronizuje so zmenou tlaku, aby sa zabránilo okamžitému úniku spôsobenému oneskorením.
Ďalšou výhodou tohto dizajnu je jej tolerancia voči chybám montáže a denníku. Ak počiatočná sila tradičných olejových tesnení nie je dostatočná pri spätnom tlaku v dôsledku odchýlky inštalácie alebo dlhodobého opotrebenia, je veľmi ľahké uniknúť. Olejové tesnenia s optimalizovanými uhlami hysterézie môžu stále udržiavať účinné tesnenie prostredníctvom dynamického samočiatkového účinku aj v prípade mierneho opotrebenia alebo zvýšeného radiálneho zákutia časopisu. Dôvodom je skutočnosť, že jeho návrh nielen berie do úvahy požiadavky na statické tesnenie, ale tiež zahŕňa adaptívne schopnosti za dynamických podmienok do základných ukazovateľov výkonnosti. Napríklad, keď sa motor náhle spomalí, tlak v kľukovej skrine sa môže okamžite zvýšiť. V tomto okamihu, ak sa olejové tesnenie spolieha iba na upínaciu silu počiatočného rušenia, nevyhnutne zlyhá pri vysokom tlakovom náraze. Návrh uhla hysterézie premieňa spätný tlak na ďalšiu tesniacu silu, aby vytvoril mechanizmus pozitívnej spätnej väzby, takže čím vyšší tlak, tým silnejší je tesniaci účinok, aby mohol zostať stabilný v extrémnych pracovných podmienkach.
Z hľadiska materiálovej vedy závisí účinnosť konštrukcie uhla hysterézie aj od presného pomeru zloženého materiálu tesniaceho pery. Vysoko kvalitné súpravy tesnenia kľukového hriadeľa odolného voči opotrebovaniu zvyčajne prijímajú viacvrstvovú kompozitnú štruktúru, v ktorej musí mať vnútorná vrstva materiál v priamom kontakte s časopisom s nízkym koeficientom trenia a vysokým odporom opotrebenia, zatiaľ čo podporná vrstva musí poskytovať dostatočnú elastickú regeneračnú silu. Pri pôsobení spätného tlaku spôsobujú, že charakteristiky hysterézy materiálu spôsobujú, že jeho deformácia úplne nesleduje zmenu tlaku, ale existuje určité fázové oneskorenie, ktoré je určené na zvýšenie radiálnej upínacej sily tesniacej pery. Niektoré pokročilé materiály môžu navyše udržiavať stabilné mechanické vlastnosti pri vysokých teplotách, vyhnúť sa útlmu tesnenia spôsobenej tepelným zmäkčením, a tak pokrývajú širší rozsah pracovných podmienok.
V praktických aplikáciách sa hodnota tohto návrhu odráža iba v znížení rýchlosti úniku, ale aj v jeho príspevku k dlhodobej spoľahlivosti motora. Porucha oleja je často postupná a počiatočný malý únik urýchli zhoršenie a kontamináciu mazacieho oleja, čo spôsobí vážnejšie opotrebenie. Súprava na olej tesnenia so samočiatlivými funkciami reverzného tlaku môže účinne blokovať tento začarovaný cyklus a predĺžiť životnosť kľúčových komponentov motora. Najmä pre motory s vysokou hustotou výkonu alebo častým začiatkom zastavenia je obzvlášť dôležité zlepšenie tejto dynamickej tesnenia.
Vysoko kvalitná súprava olejovej tesnenia kľukového hriadeľa odolného voči opotrebovaniu transformuje tradičný problém s tesnením spätného tlaku na priaznivý faktor pre zvýšenie tesnenia prostredníctvom návrhu uhlov hystézy, čo odráža vývoj koncepcie koncepcie modernej tesnenia z pasívnej obrany po aktívnu adaptáciu. Jeho jadro spočíva v hlbokej integrácii mechaniky tekutín, deformácie materiálu a mechanickej štruktúry, takže kontaktný povrch na tesnení na úrovni milimetra môže udržiavať dlhodobý a spoľahlivý výkon v zložitých dynamických prostrediach. Toto kontraintuitívne, ale vysoko skonštruované riešenie nielenže predstavuje pokrok technológie tesnenia oleja kľukového hriadeľa, ale tiež nastavuje novú referenčnú hodnotu pre trvanlivosť celého systému motora.
