气门导杆油封密封性能的研究

摘要

随着汽车工业的快速发展，用户对发动机总成的可靠性、密封性等要求越来越高。气门油封作为发动机气门组的重要零件之一，主要用于发动机气门导杆的密封，即可以防止机油进入进(排)气管，造成机油流失，又可以防止汽油与空气的混合气体以及排放废气泄漏，防止发动机机油进入燃烧室。
　　气门油封，属于油封的一种。一般由金属骨架和橡胶共同硫化而成，密封唇部装有自紧弹簧或钢丝。气门油封的工作状态是在气门导杆上做高速往复运动，与汽油和机油相接触，最高温度可达200℃，因此气门密封需要采用耐热性和耐油性优良的材料，通常制作材料为氟橡胶。气门油封为了满足气门导杆与导套之间的润滑，必须供给少量的润滑油，同时又要防止过量的润滑油进入气缸燃烧室燃烧，因此又可称其为控制流量的密封。气门油封的参数设计对其密封是至关重要的，其密封唇部的形状设计成尖角还是圆角、弹簧中心线到唇口最小直径尺寸的轴向距离R值的大小以及唇口过盈量、两个往复运动的角度等，是影响流量大小的重要因素。唇口若尖角，初始密封好，但无润滑、易磨损、寿命低；唇口若圆角，圆角大流量大，圆角小流量小；弹簧力的大小又是提高导杆油封寿命的关键。
　　目前，随着汽车发动机转速的提高及对排放的不断提高，对气门油封的要求越来越严格。它要求气门油封应能承受高低温、高速度等条件，并且有摩擦阻力小、磨损量小、使用寿命长、耐介质、密封可靠等性能。为达到此目的，国内外众多发动机制造商、专业密封件厂以及一些研究院所，一直不断的在提高油封材料性能并改进气门油封结构。
　　本课题针对气门油封进行弹性模量测定、径向力测定、寿命实验等各种实验，并对设计参数进行总结，采用理想模型，运用弹流理论计算油膜厚度，以验证气门油封唇口的最佳参数。