于萍 許健 劉玉銘 侯麗

摘要：本文闡述了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)濾密封圈的失效背景，深入分析了密封圈的失效原理，通過失效件檢測(cè)及故障再現(xiàn)，簡(jiǎn)述了硫化工藝及硫化過程中的相關(guān)控制參數(shù)對(duì)密封圈性能的影響。本文主要通過對(duì)該滲油問題的分析，提供了失效原因及對(duì)應(yīng)的解決方案。

Abstract： This paper describes the failure background of the filter seal ring of the automobile engine， and analyzes the failure principle of the seal ring in depth. Through the failure detection and failure reproduction， the influence of the curing process and the related control parameters in the curing process on the performance of the seal ring is briefly described.In this paper， the failure causes and corresponding solutions are provided through the analysis of the oil seepage problem.

關(guān)鍵詞：機(jī)濾密封圈;失效;滲油

Key words： oil filter seal ring;failure;oil leakage

中圖分類號(hào)：U472.2? ? ? ?   ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）23-0142-02

0? 引言

機(jī)濾是發(fā)動(dòng)機(jī)的重要元件，主要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑油進(jìn)行精細(xì)過濾，避免較大顆粒的雜質(zhì)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)油道，損傷潤滑零部件表面或堵塞發(fā)動(dòng)機(jī)的潤滑油道，造成發(fā)動(dòng)機(jī)損壞;同時(shí)，機(jī)濾通過密封圈結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)與裝配位置的密封，避免該處出現(xiàn)潤滑油的泄露[1]。

機(jī)濾的密封圈材質(zhì)對(duì)溫度有一定的要求，既要滿足低溫環(huán)境下的使用，又要滿足高溫環(huán)境下耐老化的要求，同時(shí)考慮到發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油稀釋問題，密封圈的材質(zhì)還需要同時(shí)耐汽油性能[2]。常用的材質(zhì)一般選用AEM、FKM、HNBR或VMQ。密封圈的硫化工藝根據(jù)不同的廠家會(huì)有不同的控制要求，但硅橡膠、氟橡膠、氟硅橡膠一般都采用二段硫化工藝，即：

一段硫化：將混煉膠條進(jìn)行首尾搭接，實(shí)現(xiàn)初次硫化、加熱成型;

二段硫化：將一段硫化后的產(chǎn)品經(jīng)過冷卻、打邊后進(jìn)行再次硫化，進(jìn)一步提高密封圈的硅膠性能，提高抗拉強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、硬度等。

如果硫化工藝使用不規(guī)范，或漏工序，則會(huì)導(dǎo)致密封圈的性能出現(xiàn)失效風(fēng)險(xiǎn)。

本文主要通過機(jī)濾密封圈的斷裂失效的問題分析，提供對(duì)應(yīng)的解決思路和優(yōu)化方案，為其它零部件密封圈的失效分析提供一定的參考方向[3]。

1? 失效背景

某國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)濾為環(huán)保機(jī)濾，即機(jī)濾殼體為塑料件，保養(yǎng)更換時(shí)僅更換濾芯和密封圈即可。密封圈采用AEM材質(zhì)，工作溫度滿足-40℃-150℃。

機(jī)濾結(jié)構(gòu)如圖1所示。

該機(jī)濾搭載的汽車在運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)機(jī)濾密封圈處出現(xiàn)滲油問題，如圖2所示。

排除機(jī)濾殼體和安裝孔的異常，拆解機(jī)濾進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)機(jī)濾密封圈永久變形量偏大，如圖3。

失效后的密封圈目視觀察，截面成矩形結(jié)構(gòu)，極大影響密封圈的密封效果。

2? 分析過程

針對(duì)上述失效問題進(jìn)行分析。因密封圈出現(xiàn)了嚴(yán)重的永久變形，與正常保養(yǎng)使用后的密封圈差異明顯，排查方向主要有以下幾個(gè)方面：①故障件密封圈永久變形量比正常件大;②將故障件重新復(fù)裝在原發(fā)動(dòng)機(jī)上，搭載75小時(shí)左右，再次滲油;③將故障機(jī)濾更換新的密封圈，搭載在800小時(shí)耐久發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架上，搭載100h，無漏油;④故障發(fā)動(dòng)機(jī)更換新的機(jī)濾后，進(jìn)行耐久試驗(yàn)，保養(yǎng)周期內(nèi)無漏油。

根據(jù)以上排查，滲油主因鎖定在密封圈材質(zhì)和生產(chǎn)工藝上。經(jīng)材料檢測(cè)，失效件材料成分合格，下一步，主要對(duì)密封圈的生產(chǎn)工藝進(jìn)行詳細(xì)的排查。

密封圈的工藝流程如圖4所示。

排查中發(fā)現(xiàn)，密封圈在二段硫化工序存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，主要表現(xiàn)為：

①二段硫化爐內(nèi)用于放置一段硫化密封圈的平面金屬網(wǎng)（如圖5），周邊無防護(hù)措施，一段硫化后的密封圈放上后很容易從金屬網(wǎng)上掉落;

②掉落的密封圈無法識(shí)別是否已進(jìn)行二次硫化，操作工人存在直接將掉落品混入正常二段硫化后產(chǎn)品的可能性;

③一段硫化的密封圈和二段硫化的密封圈在外觀及尺寸上無明顯差異，目測(cè)無法識(shí)別。

針對(duì)以上問題，將一段硫化后的密封圈直接裝在機(jī)濾上進(jìn)行模擬驗(yàn)證，機(jī)濾在正常工作26h后即出現(xiàn)一場(chǎng)滲漏問題，拆解密封圈，發(fā)現(xiàn)密封圈的永久變形現(xiàn)象與整車故障現(xiàn)象相似。

模擬驗(yàn)證樣件如圖6所示。

為了解決未進(jìn)行二段硫化的密封圈混入二段硫化后的產(chǎn)品中，針對(duì)二段硫化工序進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)：

①放置密封圈的金屬網(wǎng)周邊增加防掉落裝置，如圖7結(jié)構(gòu)：②掉落品一律做報(bào)廢處理，不允許撿起后重新放入料盒中，避免混放問題出現(xiàn)。

3? 處理方案

根據(jù)以上分析，機(jī)濾密封圈失效的根本原因?yàn)槊芊馊ξ催M(jìn)行二次硫化，導(dǎo)致密封圈性能下降，從而出現(xiàn)滲油失效問題。

為了解決這一問題，主要采用以下處理方案：

3.1 密封圈生產(chǎn)過程

①二段硫化工序金屬網(wǎng)改善為四周帶擋邊的金屬板，改善密封圈掉落問題;②密封圈掉落品一律報(bào)廢處理，避免出現(xiàn)一段硫化品和二段硫化品的混放問題。

3.2 售后處理

售后庫存全部報(bào)廢處理，使用改善后密封圈。

4? 結(jié)語

針對(duì)機(jī)濾密封圈的滲油失效問題，總結(jié)如下：①材質(zhì)的選擇對(duì)密封圈的性能有著很大的影響，根據(jù)使用條件選用不同的材質(zhì);②密封圈的選用，除了考慮材質(zhì)和尺寸結(jié)構(gòu)，還需要進(jìn)一步了解密封圈的生產(chǎn)工藝，不同的工藝參數(shù)對(duì)密封圈的性能都有比較大的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳家瑞.汽車構(gòu)造[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.

[2]顧永泉.流體動(dòng)密封[M].東營：石油大學(xué)出版社，1990：327-347.

[3]翁國文.橡膠硫化[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2005.