关于气门油封唇口结构对泄漏量影响的研究

通过计算机辅助工程(CAE)仿真分析,研究单橡胶密封唇结构和多橡胶密封唇结构气门油封在不同气压载荷条件下,主唇口与气门杆接触宽度、径向抱紧力的变化情况。通过气门油封专用泄漏量试验台,测量不同橡胶密封唇结构气门油封在交变气压载荷条件下的泄漏量。通过发动机台架试验,研究匹配不同橡胶密封唇结构气门油封的气门的积碳情况。根据CAE分析结果,具有二道唇和气唇结构的三唇口气门油封,对气压载荷的承载能力最好,主唇口与气门杆接触宽度、径向抱紧力随正负交变气压载荷的变化最小。在0.4 MPa气压载荷条件下,三唇口气门油封主唇口与气门杆接触宽度变化率为0%,径向力减小2.5%;在-0.4 MPa气压载荷条件下,三唇口气门油封主唇口与气门导管接触宽度变化率为0%,径向力增加0.5%。根据泄漏量和发动机台架试验结果,三唇口气门油封泄漏量稳定,不同试样的泄漏量变差可以控制在0.5 mg/h以内,匹配该油封的气门经2 000 h发动机台架试验后,几乎没有积碳。研究结果可以为气门油封的选型和匹配设计提供指导。

回转式骨架油封收缩变型模型研究

骨架油封作是橡胶同钢材结合的零件,其在硫化过程中各个部位会有不同程度的收缩,因而在参数化模型中难以控制。对回转式骨架油封制品收缩变型规律进行分析,重点研究其在模具设计中变型最为复杂的唇口部位。通过对唇口各参数的数学关系进行求解,建立唇口部位收缩变型参数关系数学模型。在此基础上对回转式骨架油封制品及模具型腔模型进行全尺寸约束,保证模型在制品收缩变型基础上得出准确的模具型腔形状。该研究结果为回转式骨架油封的智能化设计提供了一种可行性途径。

往复式骨架油封模具自动化设计技术研究

针对骨架油封模具设计周期长的问题,通过对往复式骨架油封进行研究,以模具设计为出发点,对模具中关键分型线的确定方法进行了研究,并分析了余胶槽、顶杆和相关壁厚等关键地方的变形规律,建立了数学模型。采用自顶向下的建模方法对模具总体装配及零件进行建模,依据模具设计规则,从油封三维模型的几何特征中提取构成模具型腔的各个零件及其分型线的关键特征,形成封闭的型腔特征曲面,进而利用这些特征曲面切除装配结构中的各个模板零件内侧特征,获得模具型腔结构特征,完成模具详细设计。该设计方法实现了骨架油封模具随油封尺寸自动变形设计,大大提高了设计效率。

基于特征的骨架油封模块化配置设计

为解决因油封截面控制尺寸繁多而导致的设计工作重复量大的问题,研究骨架油封模块化设计方法。通过骨架油封结构模块化配置设计,实现油封装配支撑部、主唇部和副唇部的配置,从而可快速构成不同结构的油封产品形式;通过对骨架油封的重要特征及局部特征的参数化和系列化设计,实现满足特定密封性能要求的油封产品结构参数化设计。在此基础上,开发基于特征的油封模块化、参数化配置设计系统进行油封模块化设计方法,提高设计工作效率和准确率。

激励对往复式骨架油封密封性能的影响

为改善往复式骨架油封的泄漏问题,建立油封唇口密封区流体润滑的数值计算模型,模型考虑密封面粗糙形貌以及油封唇口的径向变形,通过求解雷诺方程分析密封区的流体力学特性,获得密封区的油膜厚度和压力分布,并分析激振频率和振幅对密封性能的影响规律。结果表明:随着激振频率的增加,内外行程中密封区的最小膜厚呈先增加后减小的变化趋势,激振频率越大,往复式骨架油封的密封性越差;内外行程中密封区的的最小膜厚随激振振幅的增加呈非线性增加,激振振幅越大,往复式骨架油封的密封性越好。综合考虑,为提高密封效果,往复式骨架油封适用于小频高幅的工作场合。

橡塑往复密封数值模拟及仿真的研究现状

往复密封性能是影响机械设备高效性、可靠性和安全性的关键因素。随着往复密封设计的需要以及实际应用环境的复杂化,往复密封理论研究的重要性日益凸显。围绕往复密封的数值模拟及仿真研究现状,从力学与弹性流体润滑效应研究、瞬态效应及热效应的研究三方面进行详细阐述,并讨论了现存问题。