葉偉 滕云 佟宇 劉巖 謝汶樺 袁爽 沈源 王瑞平，2

（1.寧波吉利羅佑發(fā)動機零部件有限公司；2.浙江吉利羅佑發(fā)動機有限公司）

發(fā)動機漏機油問題危害很大，既影響發(fā)動機清潔度，增加機油消耗，又污染環(huán)境，必須予以重視和解決[1]。滲油與漏油不同，具有現(xiàn)象不明顯、顯現(xiàn)周期長和難排查等特點，其中缸蓋-缸蓋罩-缸體三結(jié)合面處滲油問題較為常見。作為發(fā)動機制造的一項關(guān)鍵技術(shù)，在缸體、缸蓋生產(chǎn)線及裝配線上都安排了試漏，可以及時分析和避免發(fā)動機總成出現(xiàn)漏油現(xiàn)象[2]，但滲油問題至今沒有有效的解決措施，尤其是三結(jié)合面處滲油。文章以某款發(fā)動機缸蓋-缸蓋罩-缸體三結(jié)合面處的滲油問題為例，說明解決三結(jié)合面滲油問題的思路和方法。

1 三結(jié)合面滲油原因及排查

缸蓋與缸體之間通過金屬缸墊密封，前端正時鏈罩與缸蓋和缸體通過密封膠密封，基本的配合結(jié)構(gòu)，如圖1所示，其中紅線圈出部位為三結(jié)合面結(jié)構(gòu)。具體滲油位置，如圖2紅色圈內(nèi)所示，黑色箭頭區(qū)域為缸蓋-缸體-鏈罩三結(jié)合面處。

1.1 缸體與缸蓋裝配后的高度差

通過尺寸鏈排查發(fā)現(xiàn)，該發(fā)動機缸體與缸蓋前端面高度差的范圍為：±0.246 mm，存在2種高度差分布狀態(tài)，如圖3所示。從圖3可以看出，在缸體與缸蓋結(jié)合面存在過大的高度差，會導(dǎo)致密封不嚴。

對比X平臺（系列）和Y平臺（系列）的發(fā)動機可知，X平臺（系列）的發(fā)動機缸體與缸蓋前端面高度差的范圍為：±0.219 mm；Y平臺（系列）為：±0.267 mm，這2個平臺（系列）未有滲油問題發(fā)生，所以高度差不是該處滲油的主要原因，但可以通過調(diào)整公差，進一步縮小此高度差，使密封效果更佳。

高度差產(chǎn)生的主要原因是缸蓋與缸體的相對運動。缸體與缸蓋之間靠結(jié)合面上的2個定位銷套定位，如圖4所示，若定位銷套與安裝孔的配合間隙設(shè)計不合理，會導(dǎo)致缸蓋、缸體安裝時的定位精度較低。表1示出調(diào)整前后銷套和安裝孔的相關(guān)尺寸及公差，從表1可以看出，調(diào)整后提高了缸體與缸蓋裝配時的定位精度，降低了缸體與缸蓋裝配后密封面的高度差，因此密封性能得以提升。

表1 缸體與缸蓋間銷孔與銷套參數(shù)變更對比mm

1.2 支架安裝螺栓擰緊狀態(tài)

此發(fā)動機前端布置有發(fā)動機前支架，其上3個固定螺栓分布情況，如圖5所示。其中，1#螺栓處為滲油最嚴重處，因此1#螺栓對此處密封的影響最大，當1#螺栓未按照規(guī)定力矩擰緊或在運行過程中螺栓松脫，力矩衰退，會導(dǎo)致結(jié)合面密封不嚴并滲油。

支架固定螺栓的擰緊力矩應(yīng)為（58±2）N·m。分別對該系列庫存發(fā)動機和臺架試驗室發(fā)動機進行排查，排查結(jié)果，如表2所示。通過排查發(fā)現(xiàn)，部分發(fā)動機上的1#螺栓（起重要緊固作用）的力矩有所衰減，且衰減幅度較大。但是從表2中也能看到，1#螺栓力矩不衰減的部分發(fā)動機也出現(xiàn)滲油，故緊固螺栓力矩衰減與該處密封面滲油之間不存在因果關(guān)系。

表2 發(fā)動機前支架1# 螺栓實測擰緊力矩與滲油關(guān)系

另外，發(fā)動機前支架安裝螺栓力矩偏小也有可能導(dǎo)致滲油問題。通過與其他平臺（系列）有類似結(jié)構(gòu)的發(fā)動機對比，某款成熟發(fā)動機（不滲油）也有類似于圖5中所示的1#螺栓，其既起到緊固發(fā)動機前支架的作用，又作為密封螺栓使用，緊固力矩僅為（50±5）N·m，進一步說明目前圖5中1#螺栓擰緊力矩是合理的。

1.3 密封面結(jié)構(gòu)

要減小兩結(jié)合面的泄露，就必須使接觸面最大程度地嵌合，提高密封面的接觸程度，增大接觸面積[3]。通過對比其他成熟機型的同類結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)問題發(fā)動機滲油位置正時鏈罩與缸體、缸蓋密封面的寬度相當，甚至更寬一點，如表3所示。從表3可以看出，滲油發(fā)動機正時鏈罩與缸體、缸蓋密封面的寬度合理，不是滲油的誘因。但通過與密封膠供應(yīng)商確認，適當加寬密封面的寬度有利于密封。

表3 各發(fā)動機平臺（系列）密封面寬度對比mm

圖6示出不同平臺（系列）發(fā)動機正時鏈罩密封面結(jié)構(gòu)對比圖。從圖6可以看出，滲油機型與其他2個平臺（系列）發(fā)動機相同位置的密封結(jié)構(gòu)相比，正時鏈罩密封面上有儲膠槽結(jié)構(gòu)，不利于密封面上面壓的建立；故考慮將密封面上的儲膠槽取消，同時在正時鏈罩內(nèi)側(cè)增加儲膠倒角。修改后的正時鏈罩面壓試驗結(jié)果，如圖7所示，與修改前相比，面壓紙上的痕跡更連貫，面壓效果更好，說明此修改有利于滲油問題的改善。

1.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計

滲油除了跟密封有關(guān)，結(jié)構(gòu)上易存油也是滲油的主要原因，圖8示出滲油處的局部結(jié)構(gòu)。此處的結(jié)構(gòu)存在2個問題：1）鏈條張緊器同時起到潤滑導(dǎo)軌和鏈條的作用，在發(fā)動機運行的過程中，鏈條張緊器會噴出大量的機油；2）缸蓋上在滲油部位剛好是一個水平結(jié)構(gòu)，鏈條張緊器噴出的大量機油堆積在此處不易及時流走，加大了滲油風(fēng)險。

結(jié)構(gòu)不合理應(yīng)為此處滲油的一個主要原因，但是因為發(fā)動機開發(fā)已經(jīng)接近尾聲，不允許對該處的結(jié)構(gòu)進行較大的改動，綜合考慮，將缸蓋上此處的水平結(jié)構(gòu)更改為傾斜結(jié)構(gòu)。

1.5 結(jié)合面受外力

由于發(fā)動機前支架1#螺栓距離缸體與缸蓋結(jié)合面僅4.5 mm，發(fā)動機在運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動極易通過發(fā)動機前支架傳遞至此處，發(fā)動機長時間運行后，導(dǎo)致結(jié)合面位置變形，引起滲油。

另外，在三結(jié)合面處，當其中一個密封蓋上同時布置其他受力部件（如支架）時，易發(fā)生滲油問題。在排除了其他滲油原因后，應(yīng)將受力結(jié)構(gòu)取消、進行單獨布置或增加固定螺栓。

1.6 其他

除了以上原因外，以下3個方面也值得關(guān)注：

1）密封面的加工狀態(tài)。因為不同的機加工方式下，零件的有效接觸面積不同[4]，所以應(yīng)合理控制表面粗糙度。

2）密封面清潔度。尤其是靠密封膠密封，密封面油污過多時，會影響密封膠的正常密封效果。

3）密封墊片三結(jié)合面處結(jié)構(gòu)設(shè)計。三結(jié)合面處多是密封墊與密封膠2種密封方式結(jié)合，密封墊端部與密封膠密封處有一段過渡區(qū)，此處的密封結(jié)構(gòu)應(yīng)特殊處理。

2 解決措施

1）鏈罩密封面取消膠槽，同時在結(jié)合面內(nèi)側(cè)增加倒角形式的儲膠槽。

2）加大鏈罩周邊緊固螺栓力矩，安裝力矩由9 N·m增加到11 N·m，同時，前支架螺栓裝配時涂螺紋密封膠，防止螺栓力矩衰減。

3）考慮到三結(jié)合面處多采用密封膠密封，該位置出現(xiàn)的滲油是一種“滲透泄露”，密封膠的品質(zhì)很重要，故采用延展性更好的密封膠是一個有效措施。

4）滲油處增加固定螺栓，同時改變原前支架螺栓位置，如圖9所示。

5）從機油快速回流角度考慮，將缸蓋滲油處水平結(jié)構(gòu)改為傾斜狀，同時為了減小前支架的振動對密封的影響，在缸蓋上增加一個大倒角，如圖10所示，保護密封膠在發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中不受磨損。事實證明，該措施有效。

6）縮小缸體與缸蓋定位銷間隙，減小缸體與缸蓋裝配后的高度差。

將以上措施全部實施后，經(jīng)過多次臺架驗證以及整車道路試驗，均未出現(xiàn)滲油，滲油問題得到解決。

3 結(jié)論

在任何結(jié)合面處，保證密封的4個要素[5]是：1）直線性、不平度、光滑度、清潔度及密封面形狀設(shè)計等在內(nèi)的結(jié)合表面的狀況；2）密封介質(zhì)的狀況，包括密封墊的結(jié)構(gòu)設(shè)計和材料的質(zhì)量，密封膠的選配及質(zhì)量；3）緊固力的大小和分布；4）裝配質(zhì)量。除以上4個要素外，三結(jié)合面滲油時，還應(yīng)該考慮存油結(jié)構(gòu)及外力影響等。

檢測三結(jié)合面滲油時，可以通過各種方法來觀察，比如面壓試驗；在機油中加入熒光劑，觀察滲油狀況；螺栓擰緊后做標記，觀察滲油處的螺栓松動情況等。同時，對標分析也是解決滲油難題的有效途徑。

在設(shè)計之初，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)缸蓋-缸蓋罩-缸體三結(jié)合面的結(jié)構(gòu)，如果要保留此結(jié)構(gòu)，必須從以上方面出發(fā)，做好防滲油和漏油的措施。