關于某柴油機后油封密封的研究

孫霞++林浩

摘 要：本文通過對某發動機后油封密封問題的質量攻關，從密封原理等的結構進行了細致全面的分析，并對各原因進行了理論分析和試驗論證，確認了后油封壓入深度及平面度等多項關鍵要因，并針對各要因，分別采取了相關措施。

關鍵詞：柴油機；后油封；密封

中圖分類號：TK423 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）06-0065-01

長期以來，漏油、漏水、漏氣的“三漏”問題一直是困擾國產發動機質量水平提升的一大難題，隨著國內技術人員在“三漏”課題上的研究和探索，該問題已經有了明顯的改善。但是，在對于一些“三漏”問題仍然與國外存在較大差距。這其中的典型代表就是后油封密封，后油封密封相比于其它密封方式在密封原理、實效機理、實效模式上更加復雜。

1 后油封密封原理

自由狀態下，油封的唇口內徑比軸徑小，具有一定的過盈量。安裝后，油封唇口的過盈壓力和自緊彈簧的收縮對旋轉軸產生一定的徑向壓力。工作時，油封唇口與旋轉軸表面形成一個0.25～0.5mm左右寬的密封接觸環帶。

2 后油封漏油失效模式分析

2.1 故障模式分類

（1）后油封唇口漏油，機油從油封唇口與曲軸的密封環帶處泄漏。（2）后油封外圈漏油，機油從油封外圈與主軸承孔結合面泄漏。（3）發動機后側其它部位漏油造成的后油封漏油誤判。

2.2 故障原因分析

（1）后油封唇口漏油原因分析。1）曲軸軸徑形位公差及表面粗糙度。后油封屬于典型的動密封，曲軸軸徑形位公差及表面粗糙度對密封質量有重要影響，其關鍵特殊特性包括表面粗糙度Ra、圓度/圓柱度、圓跳動等[1]。2）油封質量。油封質量對唇口部位密封的主要影響因素包括：其一，油封材質。目前油封普遍采用硅橡膠、聚四氟乙烯等作為原材料；其二，油封骨架的形變造成密封唇口的圓度超標；其三，油封唇口的硬度，油封唇口硬度過高會加劇對曲軸表面的磨損。其四，油封回油線的方向、連續性不良也會造成密封失效；其五，油封在包裝、倉儲、運輸過程中異常劃傷。3）其他部件對唇口密封的影響。四、裝配質量對后油封密封的影響。（2）后油封外圈漏油。油封外圈密封屬于靜密封，主要影響因素為油封安裝孔的圓度及其與油封外圈的配合。（3）其它部件造成的后油封漏油誤判。由于不可目測（拆卸前），后油封臨近的其它密封部位漏油會造成后油封漏油誤判，對于此柴油機，后部密封部位主要包括油底殼后端、后端主油道碗形塞、第五主軸承蓋結合面等密封部位。

3 針對后油封密封的改進措施

3.1 唇口密封的改進措施

3.1.1 曲軸質量控制

（1）現曲軸表面粗糙度要求為Ra0.2～0.8，后油封安裝法蘭外圓圓度要求為0.02mm，滿足要求；（2）增加唇口密封帶表面缺陷檢測，要求：目測密封帶不得有任何磕碰、劃傷，并不得采用打磨修復手段進行翻修；（3）嚴格控制曲軸發蘭端倒角角度為15度，并去毛刺保證無尖角劃傷。

3.1.2 油封質量控制

針對后油封質量，提出了改進方案：（1）油封材質仍采用硅橡膠材料；（2）通過對油封供應商的過程審核，發現其油封骨架制造工藝流程的缺陷；（3）后油封唇口硬度進行嚴格控制，要求廠家每批供貨必須提交樣件檢測報告并封樣；（4）設計專用護套保護油封唇口，護套材質、加工精度、及油封、包裝方式嚴格規定。

3.1.3 裝配過程改進

對裝配工藝流程進行了全面的分析驗證，提出了關鍵控制措施：（1）裝配前檢查：檢查內容包括油封唇口劃傷、曲軸發蘭面磕碰劃傷、清潔度、倒角及毛刺等，裝配前必須將曲軸發蘭面擦凈；（2）裝配時不得戴手套作業，防止雜質進入唇口部位；（3）后油封壓入時必須采用專用設備或工裝整體壓入，壓裝后保持5S左右；（4）壓裝采用專用導套做引導，保證導套表面光潔，不得劃傷油封唇口。

3.2 后油封外圈漏油的改進措施

嚴格控制后油封安裝孔的圓度值，要求為0.008mm；在后油封外圈安裝進行涂膠，具體工藝要求為：安裝前涂適量三合膠，要求膠線均勻、連續，寬度3-5mm，要求涂膠后立即裝配，并清理多余膠線。

3.3 與后部漏油強相關的其它密封改善

結合發動機結構特點，為減少發動機后油封漏油的誤判，制定了改進措施：（1）后部主油道碗形塞壓裝采用壓堵機進行自動壓裝，控制壓裝深度合平面度，并進行壓裝后試漏；（2）油底殼采用去墊涂膠方式，由機器人控制膠線寬度、均勻性及涂膠量，油底螺栓用電動板手擰緊；（3）在第五主軸承蓋與缸體的結合處涂515密封膠，涂膠后立即裝配第五主軸承蓋并擰緊，間隔時間不允許超過8分鐘。

4 項目意義及效果

（1）后油封密封質量水平大幅提升。采用售后一個月千臺故障率和三個月千臺故障率指標對后油封漏油質量進行評價，通過該項改進大大降低了顧客抱怨，提升了品牌美譽度。（2）解決了關聯密封件質量水平。通過該項改進，同時改善了碗形塞密封、油底密封及曲軸加工的質量水平，為產品質量的持續改進奠定了基礎。（3）提高經濟效益。由于后油封的市場維修復雜，維護費用較高，改善后每年可降低成本約60萬元/年，并降低了潛在品牌價值損失。

5 結語

在不改變零部件結構、材料及密封機理的前提下，通過工藝過程改進、特性參數識別等方式，探索出了影響此發動機后油封密封的關鍵要因，并進行了有針對性的、卓有成效的改進，取得較好的成果。

參考文獻

[1]周龍保.內燃機學[M]，機械工業出版社，2015.