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火花塞孔密封性分析

徐发扬，曾庆强

（长安汽车股份有限公司汽车工程研究院，重庆401120）

摘要：火花塞孔漏油的原因通常有制造，外力和结构本身刚度等方面。针对某样机在实验中发生火花塞孔的漏油现象，

本文应用Abaqus软件从外力方面进行分析，考虑了螺栓预紧力、凸轮轴承力和力矩对火花塞孔密封的影响。同时分析在结

构上增加螺栓对火花塞孔密封的影响。为以后的改进提供参考依据。

关键词：凸轮轴盖，密封，火花塞，刚度，Abaqus

SealingAnalysisofSparkPlug

XuFayang,ZengQingqiang

（AutomobileEngineeringInstituteofChangAnAutomobileCo.Ltd，Chongqing,401120,China）

Abstract:Theoilleakageofsparkplugisusuallycausedbymanufacturing,loading,structuralstiffnessitself,andsoon.

Aimedattheoilleakageofasampleengineintheexperiment,thispaperanalyzestheloadingwiththeuseofsoftwareAbaqus,and

isconcernedthathowpre-compactforceofthebolt,carryingofthecamshaftandmomenteffectthesealingofthesparkplug’shole.

Meanwhile,thepapermakesanalysisonhowtheincreaseofbolteffectstheleaktightnessofthesparkplugandprovidesreference

forfurther.

Keywords:CamshaftCover,Sealing,SparkPlug,Stiffness,Abaqus

1前言

某样机在实验中被发现火花塞孔出现漏油现象。导致火花塞孔漏油常有：（1）制造方面的原因，如平

整度和粗糙度等；（2）外荷载的影响，主要包括螺栓预紧力、凸轮轴承力和力矩；（3）结构刚度。本文用

有限元方法利用Abaqus考察了四颗螺栓（方案一）时凸轮轴盖与缸体接触面的压力和张开量，特别是火花塞

孔附近。同时考虑在下图示位置增加一颗螺栓对火花塞孔密封的影响（方案二）。

此处加一螺栓

图1几何模型图2凸轮轴盖的有限元模型

2计算模型

计算模型包括：凸轮轴盖、缸体、螺栓、凸轮轴。

Bolt

Camshaftcover

Camshaft

Bloc

图3计算模型

求解软件采用Abaqus，接触见下表。为便于收敛，对与螺栓的接触采用tied接触类型。计算包括两

个方案（未增加螺栓和增加螺栓），根据气阀的工作状态每个方案计算五个共况：一、在螺栓预紧力作用

下凸轮轴盖的密封；二、在螺栓预紧力和进气凸轮轴承力作用下凸轮轴盖的密封；三、在螺栓预紧力、

进气凸轮轴承力和力矩作用下凸轮轴盖的密封；四、在螺栓预紧力和排气凸轮轴承力作用下凸轮轴盖的

密封；五、在螺栓预紧力、排气凸轮轴承力和力矩作用下凸轮轴盖的密封；其中凸轮轴承力和力矩由

AVL-Tycon软件计算得到。

表1接触属性

ContactMasterSlaveType

Bolt-blockBoltBlockTied

Bolt-camshaftcoverBoltCamshaftcoverTied

Block–camshaftcoverBlockCamshaftcoverSmallsliding

Camshaft-BlockCamshaftBlockSmallsliding

Camshaft-camshaftcovercrankshaftcamshaftcoverSmallsliding

3计算结果

3.1火花塞孔的张开量

工况一：螺栓预紧力作用下火花塞孔处的张开量

图4火花塞孔张开量（方案一）图5火花塞孔张开量（方案二）

结果显示张开量小于0.01微米。而增加一颗螺栓后的张开量变大。最大张开量为0.43微米。

工况二结果：

图6火花塞孔张开量（方案一）图7火花塞孔张开量（方案二）

增加螺栓前火花塞孔张开量小于0.01微米，增加螺栓后最大的张开量为0.63微米。

工况三结