汽车发动机曲轴后油封漏油原因分析及改进措施

汽车发动机曲轴后油封漏油原因分析及改进措施

刘波

【摘要】针对汽车制造出厂或项修发动机投入使用后,短期内出现发动机曲轴后油封渗漏、漏油现象的主要原因是在曲轴运行时是处于倾斜的状态,分析漏油的原因,并提出相应改进措施.

【期刊名称】《黑龙江科技信息》

【年(卷),期】2017(000)032

【总页数】2页(P17-18)

【关键词】曲轴后油封;漏油;原因;改进措施

【作者】刘波

【作者单位】神东煤炭集团车辆管理中心,内蒙古鄂尔多斯 017000

【正文语种】中文

在市场竞争的前提下汽车行业若想占有一定的优势,产品质量及服务质量是最好的保障。目前,在汽车投入使用后出现短期内曲轴后油封渗油、漏油现象,增加了油耗和使用成本,且污染环境,严重影响车辆安全驾驶和运行效率。通过对此现象进行深入的研究,得出造成曲轴后油封漏油故障的主要原因是曲轴后油封在压入时产生偏斜、扭曲,下面对其原因进行了分析。

发动机油封是一种技术含量较高的精密橡胶零件,它是通过柔性橡胶密封唇与轴的接触来防止机油泄漏,设计结构上大体分为单唇型、双唇型、单向回流型、双向回流型等形式。目前,庆铃系列、尼桑D22等轻型汽车发动机曲轴后油封采用双唇、

单向回流型式。双唇中,一个为主唇口,形成油膜；另一个为防尘副唇口。油封主唇口与旋转轴之间为过盈配合,安装后,油封刃口的过盈压力和自紧弹簧的收缩力对旋转轴产生一定的径向压力,形成0.25至0.5毫米宽的密封接触环带,在润滑油压力的作用下,油液渗入油封刃口与转轴之间形成极薄的一层油膜。油膜在油液表面张力的作用下,在转轴和油封刃口外沿形成一个“新月”面,从而实现旋转轴的密封。油封的密封能力,取决于密封面油膜的厚度、模具的精确程度。有些国产模具制作出的油封,回油线粗细不一,深浅不一,长短不一,且不均匀,油封内外圈加工尺寸、同轴度、径向跳动误差较大；过盈量过小,唇口不能跟随或补偿轴的偏心,产生缝隙而泄漏；过盈量过大,则可能导致接触面的摩擦力加大,使唇口温度升高,老化加剧而降低使用寿命,达不到很好的密封效果。

因而在选择油封材质时,应根据其不同的转速、温度、介质、压力条件、相关件质量等要素,来设计其硬度、压缩永久变形等指标。若选用的油封材质硬度过高时油封易于老化漏油,硬度太低则会导致油封腰部变形漏油。目前,尼桑D22使用油封材料为氟橡胶混合结构,耐磨性和密封性较好。

油封材质中包含橡胶成分,应在干燥、干净的环境中独立码放整齐,确保唇口完整。存储时间不宜超过一年,除非可以对尺寸、径向力等指标进行检测,长时间存储会导致橡胶老化、龟裂,影响密封效果。

油封在安装、使用过程中存在一定的偏心是不可避免的,究其原因是在进行轴加工时出现圆度偏差问题,从而导至轴安装时出现偏心和跳动问题。因此在油封安装过程中,严格遵循相关技术规范和工艺标准,装配前检测轴、座孔、油封尺寸等技术要求是否符合标准,是否有伤痕、倒角毛刺、磨损、异物、缺陷及锈迹；使用油封装配组件或专用工具,在接触面涂抹机油后匀速压入油封座圈,确保曲轴后油封在压入时未产生偏斜、扭曲,如果环境低于10℃,应将油封放在不超过30℃的环境中充分预热后方可安装；安装完成后,用深度尺检查油封的平面度小于0.2,压入深度满足

技术要求,如果不满足要求重新安装。

汽车投入使用后未按照维修保养手册保养维护,导致汽车出现高温、超负荷、烧机油、润滑不良、进气不畅等现,油封长期处于较差的工作环境引发漏油。

通过分析、实践对比分析得出,造成曲轴后油封漏油的主要原因是油封在压入时产生偏斜、扭曲。下面对影响后油封压入偏斜、扭曲问题的相关因素进行分析。

通过对汽车装配组件的质量进行检测,随机抽取了200多个组件中均没有明显刮痕和砂孔；所检测的油封组件的合格率也可以达到100%,均没有形成变形现象,但是无法保证在安装时出现的变形问题；对定位装置的精确度进行检测之后也可以全部符合设计要求。

针对压入的速度进行检测,调整压入速度,以不同的速度进行压入,观察压入速度对油封的影响作用。第1次压入的速度值设为3s/台,第2次将速度调整为5s/台,经过实验观察油封的压入深度变化对比发现,在改变压入速度的情况下,油封压入深度的变化并不明显,油封的压入质量也没有得到显著改善,由此可见,压入速度的变化并不是造成曲轴后油封压入偏斜的因素。

针对发动机油封座孔安装面的喷油情况进行实验,将座孔的安装面涂抹不均匀的油封,左侧操作喷油、右侧不操作,装配之后对两侧的油封压入情况进行检测,可以发现经过喷油的油封深度为7.0mm,而没有喷油的右侧油封深度为7.6mm,倾斜度达到了0.6mm,已经超出了标准倾斜度的要求,可见油封座孔安装面的喷油情况是造成油封压入偏斜的主要原因之一。

对曲轴和压头组件的接触端进行观察可以发现,曲轴为倒角平面,而压头的压头面为平面,在进行自动压装时,很容易发生偏移现象,致使油封的压装偏斜和反边的现象,在对不合格的油封进行检测之后发现有部分油封压装形成反边,可见曲轴与压头的自动压装运行可靠性也是产生油封偏斜问题的主要原因之一。

缸体内的气压过低或者不稳定现象属于汽车制造装配过程中较为常见的现象。因缸

体内部的气压与生产线上的气压属于共用的关系,生产线上相关设备的不稳定性会对缸体内的气压状况产生直接影响,由此可见,生产线上的气压会对缸体的内部气压状况造成直接影响。通常情况下,生产线上的气压是设定在0.3～0.8MPa,为了研究保持缸体气压稳定性的方法,针对不同气压状态下缸体的气压变化做出对比,依据对比结果可以发现,当气压为0.8MPa时,缸体内的油封质量要明显高于0.3MPa的油封质量,经过不断实验和对比得出气压保持在(1±0.1)MPa时,缸体内压入的油封质量为最佳质量。

通过上述对比分析可以发现,能够对汽车发动机曲轴后油封的压入质量产生直接影响的因素包含安装面的喷油状况,安装面表面的喷油均匀度是保证油封压入质量的关键因素；压头定位的准确性,在进行自动装配操作时,对压头定位准确性的要求较高,需要达到精准定位才能确保不出现偏斜和反边的现象,影响油封压入的质量；缸体气压不稳,致使油封压入的质量受到严重影响,要想确保缸体内的气压保持在一定水平和稳定性能,就需要对生产线上的气压进行有效控制。

根据上述分析,针对影响发动机曲轴后油封压入质量的相关问题进行了改进,希望可以通过此次改进,缓解曲轴后油封的漏油现象,推进汽车制造、维修行业的进一步发展。

在装配环节中的安装面表面喷油的均匀度将对油封压入的质量造成直接影响,为此,我们采取对比分析的方式对喷油时间和喷油效果进行分别测试,测试结果显示,当喷油时间为0.4s时,安装面表面的喷油效果最佳,可以达到均匀喷油的设计要求,并且润滑效果也为最佳状态。为了验证这个喷油时间的可靠性,先后进行了300余次压入油封的实验,平均的合格率可达97%以上,对比以往的喷油效果和压入油封质量,其效果有了很大的改善,可见,这次改进操作具有一定的可行性。

根据曲轴接触端的尺寸将压头端面设计成油封压头凹深5mm,倾角15°。改造后压头对中性提高了,没有再出现上下左右偏移的现象。改进后,通过722次油封压入试