王慕康
广东天诚密封件股份有限公司,广东揭阳,522000
摘要:橡胶密封圈是汽车经常使用的一个零部件,对于确保汽车各部位如发动机、轴承的严密性有非常大的帮助。从实践看,目前汽车橡胶密封圈的种类非常多,在具体应用时存在一些注意事项。本文首先对橡胶密封圈的应用现状进行介绍,并分析常见质量问题,据此提出相应的改进措施,切实有效地从技术层面增强橡胶密封圈的质量。
关键词:汽车零件;橡胶密封圈;技术应用
从汽车零部件的具体情况看,许多零部件上都有橡胶密封圈,密封圈在各个部位发挥着良好的密封作用,充分地保障着汽车的整体性能和稳定运行。根据制成材料的不同,可以将橡胶密封圈分为多个类型,每一类型的橡胶密封圈具有不同的性能、参数和使用环节。由此可见,探讨汽车橡胶密封圈的应用有着积极的现实意义。
一、汽车橡胶密封圈的应用现状
当前,现代汽车制造业飞速发展,汽车制造水平稳步提升,年生产量逐步增多,技术标准越来越高。与此同时,汽车生产也对密封圈提出了更高的要求,密封圈的体积大小、是否耐高温和高压、有无出色的物理或化学性能对其能否被应用有着决定性的影响。总体而言,密封性能高低是对汽车的质量作出恰当评价的重要标准,橡胶密封圈作为汽车静密封的一种关键形式,汽车上使用了大约100至400个密封圈,普遍位于汽车的发动机及附件、传动系统、制动系统或者转向系统之中,如泵、阀等小总成中有着非常多的密封圈,对汽车内部液体和介质发挥着较好的密封作用,并能够在很大程度上防止灰尘的侵入。鉴于需要密封的介质、密封的压力、密封轴及密封的结构对材质的要求不同,密封圈的结构设计和原材料也存在很大的差异。在汽车运行过程中,经常会因密封圈损坏导致漏水、漏气或漏油等问题,严重影响汽车的正常使用,甚至威胁到司机及乘客的人身财产安全。是故,选用高质量、性能好的橡胶密封圈尤为重要。
二、制动缸的橡胶密封圈的应用
(一)制动缸橡胶密封圈的失效原因
一般而言,制动缸有2个至4个橡胶密封圈,第一活塞中密封圈是最为重要的一个,又被称为主皮碗[1],如果这一密封圈失效,空气就会随着破损处进入制动缸,从而造成制动液的泄露,或者引发制动液变质与缸体锈蚀等问题,极大地降低汽车的制动能力,发生制动失灵现象。总的来讲,引发制动缸橡胶密封圈失效的原因主要包括材料选择不当、材料配方不科学、结构设计不到位、安装不当、制动系统存在偏差等。从当前汽车制动系统中的介质来看,大部分采用的都是非石油基制动液DOT3、DOT4[2],因此,最好选用耐该介质的、温度范围比较宽的、抗老化性能优越的三元乙丙橡胶作为原材料。
(二)制动主缸橡胶密封圈的材料和结构
首先,就材料而言,为了确保橡胶密封圈具有良好的抗压缩性能和适中的硬度,通常会将其硬度控制在72到82的范围内,过软会使得密封唇的强度、刚性达不到要求,从而引发渗透问题。过硬又会使得其回弹性较差,一样会引发渗漏。从结构来看,该部位的橡胶密封圈主要有两种结构,分为为Y型和U型[3],从而达到配合活塞运动的效果。主密封唇和配合的密封面之间应留有一定的过盈,并确保过盈合适。在橡胶密封圈的具体生产过程中,一定要禁止在主密封唇和副密封唇之间分模,避免对密封圈的密封性能造成不利影响。同时,还应当确保不存在缺胶、流痕、飞边或者毛刺等问题。
一定要保障活塞表面始终光滑,活塞的端部可以有一定的倒角,但不应有尖角或者毛刺,不然很容易对划伤密封圈,导致密封圈破损。配合面的主缸的内壁也应是光滑整洁的,要处理好表面,防止出现锈蚀、凸起或凹陷等问题并影响到密封圈的性能。
三、发动机缸套的橡胶密封圈的应用
(一)发动机缸套橡胶密封圈的效果
发动机的运作有进气、气体压缩、高温爆发、排放废气等环节,就发动机的运作流程来看,发动机缸套的橡胶密封圈应当具备良好的抗高温、高压、高功率和耐介质的性能要求。当前,随着汽车制造技术的改进和升级,发动机的质量越来越轻、体积越来越小,功率越来越大,但同时密封部位也越来越多,密封空间越来越小,温度高的问题更加凸显,这对密封材料的要求变得更高。水冷式的发动机缸套一般用1个至3个密封圈对冷却液进行密封,密封圈一般安装在支承密封带或座孔配合处。
(二)发动机阻水密封圈的材料选择
发动机缸套的密封圈又可以称为阻水圈,若应用2个至3个密封圈,则位于下部的密封圈一般是硅橡胶材质的,上面的一般是氟橡胶材质的,这样的材料配置比较合理,上面的米密封圈主要负责密封冷却液,而下面的则负责密封油和冷却液。若只应用1个密封圈,则应采用氟橡胶材质的密封圈,因为该类材料的密封圈耐软化、开裂的性能更为优良。
四、轮毂的橡胶密封圈的应用
(一)轮毂橡胶密封圈的作用及设计
通常情况下,货车会应用轮边行星齿轮作为减速装置,这一装置就必须要使用橡胶密封圈。从大小来看,轮毂橡胶密封圈是汽车橡胶密封圈中最大的一类,直径可以超过300毫米,线径一般不小于5毫米,主要用于密封轮毂内的润滑脂。轮毂密封圈一般是O型圈,结构较为简单,设计成本低且实用,密封性能比较好且不易受到运动方向的制约。在具体设计时,还应当注意对密封圈的装配拉伸率、压缩率进行综合考虑,装配时的最大预拉伸率不应超过8%。
(二)轮毂橡胶密封圈的材料选用与生产装配
该部位密封圈主要用于密封润滑脂,因此要选用丁腈橡胶、氟橡胶或者丙烯酸酯橡胶这类耐油性高的材料。并且,由于紧邻制动部位,温度一般较高,车辆若长期用于山区、矿区或者路况不好的地区,最好选用氟橡胶。在具体生产时,一定要严格控制每一个环节,尽量减少飞边等问题,并采用45度角的分模[4]。在装配时,一定要严加小心,防止出现扭曲、划伤、磕碰等问题,尽量安装到位。
五、结语
总之,橡胶密封圈的应用范围十分广泛,但最主要的应用领域还是汽车,因此,必须高度重视密封圈在汽车中的应用,切实保障密封质量。
参考文献
[1]李振环,孔建,杨家义等.汽车ABS系统用多极磁性橡胶密封圈的研制、应用及展望[J].液压气动与密封,2017,37(03):1-5.
[2]周兆剑.氦气检漏技术在汽车制动部件中的应用[J].汽车零部件,2013(11):29.
[3]周宇飞,朱熠,张彦彪.3种典型汽车橡胶密封圈的应用研究[J].汽车工艺与材料,2013(05):1-3+23.
[4]刘桂明,张伯洪.矩形橡胶密封圈结构的变异及模具设计与制造[J].世界橡胶工业,2008(07):30-35.
作者简介:王慕康(1994-1),男,汉,广东揭阳人,本科,助理工程师,研究方向:汽车相关密封件的设计开发、有限元分析。