2014年广州国际密封会议上的发言分析.ppt

MCS型花纹型金属气缸垫 MCS型花纹型金属气缸垫是二十世纪末期新出现的一种在MLS型基础上改进的气缸垫（表5）[8]，主要用于轻型和中型乘用车，其特点是在原密封限位片处的功能层板上压制各种花纹形密封筋（表5MCS型），当密封限位片无法实现时，可在薄中板上压制边长约半毫米的方形截面的凸凹蜂窝状密封筋，以取代原来的平面型密封限位片。花纹型筋不改变气缸垫的厚度，不影响密封性能。但要注意的是平面密封片的厚度和各位置的宽度要能够足以压制花纹形密封筋。该密封筋的特点是刚度好，适应较高的压力，最高可达210kg/cm2，抗疲劳及耐久性强、节省材料、开发速度快、节省时间、有较高的价格优势和性能优势。；例如某种发动机其使用功率由85KW降到20KW时，平面密封片只回弹0.8μm，而花纹形密封筋回弹了4μm。这种具有花纹形密封筋的高级设计，可以达到预想的功能，是功能与成本和效率的高度统一。但由于花纹形密封筋的线性负荷高，对接触表面比较软的如铝合金表面，应适当调整花纹形密封筋的高度。由于这种花纹形密封筋具有密封限位片的功能和相同的优点，MCS型金属气缸垫的应用将有逐步扩大的趋势。方案的提出者于21世纪初通过了一系列的台架试验并已形成规范，正式批量生产，相应资料已公布于众[8]。我国几个主要厂家也已定型制造，并通过了台架试验，批量生产为主机厂供货。 * 综上所述，为解决同一发动机的密封，可以有多个设计方案，多个密封模型，要注意进行方案的比较，进行技术经济分析，选择最佳方案。 * 水油孔密封设计系列化 图6水油孔系列化设计图 油孔密封设计的目的是，使油路通畅。水孔密封设计主要针对冷却液进行调控，使水路流通快捷，冷却效果好，各部件受热变形相对均匀。 在为发动机厂设计气缸垫时，要根据发动机的结构进行具体的设计，例如缸间梁宽度为9mm，设想一下，如果分别改为7mm和5mm，则发动机缸筒直径分别增加了2mm和4mm，成了二个新规格的发动机了，三个机型成了系列化设计了，而后二种气缸垫可在前一种的基础上只改变上下板的缸孔和中板水孔尺寸就可以了，节省了开发成本和开发时间。如图6所示。 * 水油孔密封 水孔密封通常采用倾斜形密封筋，油孔用倾斜形密封筋、弧形筋或水油孔皆用橡胶环密封，当曲轴箱内挥发的油气压力较高时，其密封水油孔的橡胶环的硬度应取较高值。 整体水孔密封筋走向如前所述。 * 密封涂料 多层金属气缸垫两层金属板之间需有一侧涂以密封涂料，通常用丁腈橡胶和硅橡胶，以密封金属钢带的微观不平度，防止流体微观泄漏。而气缸垫外表面由于与表面比较粗糙的气缸体、气缸盖表面接触，更应涂以密封涂料，在缸口密封筋及水油孔密封筋处通常用印刷氟橡胶密封。 * 结束语 发动机向高效能、低排放、轻量化、高功率密度方向发展，这就需要发动机有更高的爆发压力和更轻巧的结构，导致发动机热应力增加而刚性降低，废气再循环结构也会影响气缸垫。这就对设计工作提出了更大的挑战。 本次仅是根据实际工作经验对常规气缸垫的设计作的一个介绍。 * 最后 谢谢大家！ * 此图应改为竖版为宜 待与刘工商议 * 2014年第十六届国际摩擦密封材料技术交流暨产品展示会发言题目 金 属 气 缸 垫 的 设 计 杭州内燃机缸垫有限公司 董事长兼总经理 苗文旱 总工程师 刘振家 2014.05.19 于广州 * 气缸垫功能及设计者的责任 * 气缸垫是安装在发动机气缸盖与气缸体之间的多功能垫片：它是一种连接件，将气缸盖与气缸体连接在一起，传递力矩；是一种调整件，调整压缩余隙；还是一种密封件，它同时密封温度为1000℃~2500℃、爆发压力为8~30Mpa的燃气，温度为80℃~110℃、压力为0.3~0.6Mpa的冷却液，温度可达160℃、压力约为1 Mpa的润滑油，这是三种化学性能、物理性能差别极大的流体。气缸垫是处于高温、高压和脉动负荷条件下工作的，可想而知它的功能是多么奇特，它所处的工作环境是多么苛刻，它起的作用是多么关键。气缸垫、发动机与密封流体三者之间相互作用、相互制约的结果导致了发动机的成功与失败。所以要从气缸垫密封设计及他们相互关系与平衡上来考虑问题。为此，气缸垫的设计者运筹帷幄于设计室、试验室，进行道路试验于千里之外，以确保气缸垫的性能可靠。 金属气缸垫的特点 1）机械强度及抗疲劳强度高，能够承受高温、高压及脉动负荷。 2）抗灼热损失及耐烧蚀能力强，传热快（是石棉垫的四倍多），热变形均匀，这里指的是燃烧室密封部位，用的材料是低碳钢和奥氏体不锈钢。 3）应力松弛及弹性衰减