摘 要：發(fā)動(dòng)機(jī)的密封圈是確保發(fā)動(dòng)機(jī)缸體嚴(yán)密性的重要元件，對(duì)于保障發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作有著重大意義。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)密封圈失效原因進(jìn)行分析有助于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題所在，有助于制定合理的預(yù)防方案和措施加以解決。另一方面，失效原因還能夠幫助客戶或者生產(chǎn)商改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，從而推動(dòng)汽車行業(yè)的整體發(fā)展。有鑒于此，本文將立足于分析密封圈的失效原因，并據(jù)此探究合理的解決方法。

關(guān)鍵詞：汽車發(fā)動(dòng)機(jī);密封圈;橡膠開裂;失效原因;解決措施

實(shí)踐中，汽車在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)密封圈失效的問(wèn)題，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的潤(rùn)滑油泄露并產(chǎn)生一系列連鎖反應(yīng)，引發(fā)制動(dòng)失效、燃油泄露乃至轉(zhuǎn)向卡住等重大安全隱患?？梢?，要評(píng)價(jià)一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量好壞和技術(shù)水平高低，就必須要關(guān)注其中的密封圈的性能。易言之，密封圈性能好，能夠確保發(fā)動(dòng)機(jī)密封性滿足使用要求，該發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量就十分可靠。實(shí)際上，這也是每一位汽車工程師終身奮斗的目標(biāo)，是故，研究發(fā)動(dòng)機(jī)密封圈的失效原因和解決方法有十分重大的現(xiàn)實(shí)價(jià)值。

1 密封圈的密封原理

市面上最為常見的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)密封圈是“O型密封圈”，該種類型密封圈的形狀是圓形，是一種能夠產(chǎn)生自動(dòng)的雙向作用的密封元件，密封性能優(yōu)秀[1]。并且，從工作原理上看，此種密封圈是一種擠壓式的密封圈，即借助密封圈的彈性實(shí)現(xiàn)缸體蓋罩之間的接合，密封圈接觸面的接觸壓力要大于發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)被密封介質(zhì)的壓力，通過(guò)這種原理來(lái)確保內(nèi)部介質(zhì)不發(fā)生泄露。在具體安裝該類型的密封圈時(shí)，其縱向或者橫向的最初壓縮量對(duì)其促使的密封能力有著十分關(guān)鍵的決定作用，要高度重視和關(guān)注這一點(diǎn)。系統(tǒng)壓力在密封圈上作用而產(chǎn)生的力實(shí)際就是密封圈全部的密封力。這一密封力會(huì)伴隨著系統(tǒng)壓力的增加而持續(xù)加大。通過(guò)壓力的作用，密封圈的形狀相似于表面張力非常高的液體，即壓力能夠朝著其他各個(gè)方向等值傳輸。

2 密封圈的失效原因

通常而言，導(dǎo)致密封圈失效的原因無(wú)非有以下五種，一為密封圈老化;二為密封圈過(guò)度磨損;三為密封圈存在劃傷問(wèn)題;四為密封圈部分或整體變形;五為密封圈區(qū)域開裂。

2.1密封圈老化、開裂

毋庸置疑，不論何種類型，何種質(zhì)量的密封圈經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用都會(huì)出現(xiàn)一定的老化問(wèn)題。但整體來(lái)看，材料的選擇尤為重要。較好的原材料所制作的密封圈的使用壽命更長(zhǎng)，老化速度也就相對(duì)較慢，有著更好的耐老化性和耐高溫性，其擴(kuò)張強(qiáng)度、抗撕裂強(qiáng)度以及伸長(zhǎng)率都比質(zhì)量較低的原材料制作的密封圈好。然而，在現(xiàn)實(shí)中，許多密封圈生產(chǎn)商為降低生產(chǎn)成本，追求最大化的利潤(rùn)，經(jīng)常使用各種成本較低、質(zhì)量較次的橡膠來(lái)生產(chǎn)密封圈，這在一定程度上加速了密封圈的老化問(wèn)題。而且由于市場(chǎng)上各種類型的密封圈種類繁多，質(zhì)量參差不齊，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力巨大，許多企業(yè)為占據(jù)市場(chǎng)份額而不得不使用質(zhì)量較差的材料以獲取成本優(yōu)勢(shì)，這也在某種程度上促就了汽車密封圈開裂的問(wèn)題，而密封圈老化或者開裂必然會(huì)導(dǎo)致其逐步失效。

2.2密封圈過(guò)度磨損、劃傷或變形

過(guò)度的磨損也是密封圈經(jīng)常失效的一個(gè)原因。過(guò)度磨損一般不是密封圈的原材料所導(dǎo)致的，而是汽車過(guò)度使用、發(fā)動(dòng)機(jī)超常工作所產(chǎn)生。實(shí)踐中，許多客戶都不注重保養(yǎng)自己的汽車，經(jīng)常要開到幾萬(wàn)公里或者等到汽車徹底無(wú)法啟動(dòng)時(shí)才會(huì)去保養(yǎng)汽車，這顯然會(huì)導(dǎo)致汽車發(fā)動(dòng)機(jī)密封圈過(guò)度磨損的問(wèn)題。并且，由于發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)的不同，部分發(fā)動(dòng)機(jī)的制造水平并不高，可能存在一定的精度誤差，密封圈承受著缸體的壓力，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)期、高強(qiáng)度工作還會(huì)劃傷密封圈或者導(dǎo)致密封圈變形，影響密封圈的密封效能，進(jìn)而使得發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部介質(zhì)泄露出來(lái)，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作乃至汽車的行車安全。

3 解決密封圈失效的對(duì)策

3.1選擇質(zhì)量較好的材料

如上所述，原材料的選擇與密封圈的性能、使用壽命有著非常密切的關(guān)系。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，生產(chǎn)商應(yīng)選擇質(zhì)量較好的橡膠材料來(lái)制作密封圈。具體而言，一方面，密封圈不僅要能夠充分地抵御發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部介質(zhì)如機(jī)油、燃油的腐蝕和溶脹，而且還應(yīng)當(dāng)具備良好的耐磨性能、彈性、硬度以及壓縮變形能力。例如，某種型號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)鏈條蓋覆蓋了發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油泵、水泵渦室，此時(shí)密封圈不僅要密封機(jī)油，而且還必須要密封冷卻質(zhì)[2]，要想確保密封圈完成這一目標(biāo)，理應(yīng)選擇氫化丁腈橡膠作為密封圈的原材料，如果生產(chǎn)商選擇使用丁腈橡膠，則由該種材料制成的密封圈會(huì)在接觸機(jī)油后發(fā)生體積膨脹問(wèn)題，就難以再正常地裝配到密封圈的圈槽中[3]，質(zhì)言之，此種類型的密封圈無(wú)法使用。

3.2準(zhǔn)確計(jì)算密封參數(shù)

首先，要設(shè)定合理的壓縮率，范圍應(yīng)控制在8%到30%的范圍之內(nèi)[4];其次，要設(shè)定科學(xué)的充填率，確保密封圈充填完整。例如，某種型號(hào)的增壓式發(fā)動(dòng)機(jī)在經(jīng)歷637小時(shí)的臺(tái)架耐久實(shí)驗(yàn)之后，在拆解機(jī)油的冷卻轉(zhuǎn)接頭時(shí)，可以清楚地觀察到該發(fā)動(dòng)機(jī)的密封圈已經(jīng)出現(xiàn)磨損和膠體融化的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析和計(jì)算，發(fā)現(xiàn)是因?yàn)樵撁芊馊Φ奶畛渎屎蛪嚎s率偏大導(dǎo)致的問(wèn)題，從而使得發(fā)動(dòng)機(jī)缸體裝配后產(chǎn)生了較大的接觸應(yīng)力，從而出現(xiàn)了溶膠問(wèn)題。對(duì)此，必須重新更正壓縮率和填充率，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)密封圈的結(jié)構(gòu)和尺寸，驗(yàn)證尺寸設(shè)計(jì)的合理性[5]。另外，還必須正確使用和安裝密封圈，滿足密封圈的工作環(huán)境和工作要求，保證其性能的正常發(fā)揮。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，導(dǎo)致密封圈失效的原因是多方面的，既有密封圈材質(zhì)的問(wèn)題，也有發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)的問(wèn)題，在具體的生產(chǎn)過(guò)程中，要高度注意選擇更為合適、質(zhì)量更好的材料，并依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)特點(diǎn)設(shè)定合理的壓縮率和填充率，為密封圈性能的發(fā)揮提供一個(gè)可靠的環(huán)境，切實(shí)地保障發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的嚴(yán)密性，從整體上促進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)制造水平的穩(wěn)步提升。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳勇斌.某發(fā)動(dòng)機(jī)端蓋密封圈復(fù)合沖模的改進(jìn)[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2018（05）：103-105.

[2]黃顯淞，雷莉，韋玉昆.發(fā)動(dòng)機(jī)密封圈失效分析及解決[J].裝備制造技術(shù)，2017（11）：202-204.

[3]謝孟愷，張建波，樸學(xué)奎，顏顏.民用飛機(jī)液壓發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵密封圈與發(fā)動(dòng)機(jī)短艙熱兼容性分析[J].科技信息，2012（32）：653-654.

[4]張紅瑞，郭振東，戴洪江.奧迪發(fā)動(dòng)機(jī)噴油器密封圈損壞引發(fā)的冷起動(dòng)困難[J].汽車技術(shù)，2005（01）：46.

[5]余英.O形橡膠密封圈在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體堵漏修復(fù)中的應(yīng)用[J].工程機(jī)械，1993（03）：38-40.

作者簡(jiǎn)介：

陳思東（1991-），男，漢，廣東揭陽(yáng)人，本科，助理工程師，研究方向：高分子材料，橡膠、彈性體材料配方設(shè)計(jì)開發(fā)及材料性能檢測(cè)分析。

（廣東天誠(chéng)密封件股份有限公司，廣東 揭陽(yáng)522000）