T形氣缸蓋罩墊密封性能的有限元分析

1、T形氣缸蓋罩墊密封性能的有限元分析 運(yùn)用有限元軟件對(duì)平型、加強(qiáng)筋型和凸臺(tái)型T 形缸墊的應(yīng)力、應(yīng)變以及接觸應(yīng)力分布規(guī)律開(kāi)展研究，比照分析這幾種T 形缸墊的密封性能。結(jié)果說(shuō)明，加強(qiáng)筋能提高缸墊的密封能力，但不同的加強(qiáng)筋構(gòu)造對(duì)密封能力有著不同的影響，設(shè)計(jì)不合理的加強(qiáng)筋，還容易導(dǎo)致T 形氣缸蓋罩墊過(guò)快失效和老化。平型氣缸蓋罩墊適用于密封周期長(zhǎng)但密封力要求不高的情況；而加強(qiáng)筋型氣缸蓋罩墊則適用于密封力要求高但密封周長(zhǎng)不長(zhǎng)的情況；凸臺(tái)型氣缸蓋罩墊的綜合性能高，能滿足密封周期長(zhǎng)和密封力要求比較高的情況。 T形氣缸蓋罩墊已廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)上，它安裝在氣缸蓋密封槽和氣缸蓋之間，當(dāng)安裝入密封槽后，由于橡膠在氣缸蓋

2、的壓縮下產(chǎn)生變形，在橡膠與氣缸蓋之間產(chǎn)生了接觸力，該接觸力即密封力，從而起到密封作用，防止漏氣和漏油。由于氣缸蓋罩墊的密封空間封閉且密封原理涉及多方面的知識(shí)，因此對(duì)于氣缸蓋罩墊的密封情況研究比較困難，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)以及有限元數(shù)值計(jì)算方法的不斷發(fā)展，不少學(xué)者已經(jīng)采用有限元方法對(duì)橡膠!密封件開(kāi)展了分析，包括對(duì)橡膠的超彈性體力學(xué)行為以及接觸問(wèn)題的分析，也有學(xué)者運(yùn)用有限元分析法對(duì)氣缸蓋罩墊開(kāi)展了分析，例如萬(wàn)欣等人對(duì)有I 形和T 形兩種氣缸蓋罩墊的密封性能開(kāi)展了比照分析，郭晨海等對(duì)氣缸蓋罩墊的密封性能開(kāi)展分析，得到氣缸蓋罩墊中密封力的分布規(guī)律并分析漏油的可能原因。 本文作者主要運(yùn)用有限元軟件對(duì)幾種不同構(gòu)

3、造的T 形氣缸蓋罩墊的密封性能開(kāi)展分析，得出它們的應(yīng)力、應(yīng)變、接觸應(yīng)力等分布規(guī)律，并將這幾種T 形氣缸蓋罩墊的密封性能開(kāi)展比照，根據(jù)它們的特點(diǎn)提出它們分別適用于哪種密封情況，為T(mén)形氣缸蓋罩墊的選用以及設(shè)計(jì)提供參考。 1、缸墊的構(gòu)造及裝配 T 形氣缸蓋罩墊有多種構(gòu)造形式，本文作者主要對(duì)以下幾種構(gòu)造開(kāi)展研究，如圖1 所示。T 形氣缸蓋罩墊的整體構(gòu)造差異不大，主要不同點(diǎn)在于頂端部有無(wú)加強(qiáng)筋以及加強(qiáng)筋的形狀。如圖1( a) 所示為平型T 形氣缸蓋罩墊的構(gòu)造截面圖，其頂端部是平的，無(wú)加強(qiáng)筋構(gòu)造。如圖1(b)所示為加強(qiáng)筋型T 形氣缸蓋罩墊的構(gòu)造截面圖，其頂端部有加強(qiáng)筋，但加強(qiáng)筋尺寸很小且均勻分布在頂端部。

4、如圖1( c) 所示為凸臺(tái)型氣缸蓋罩墊的構(gòu)造截面圖，其頂端部也有加強(qiáng)筋，與加強(qiáng)筋型氣缸蓋罩墊不同的是加強(qiáng)筋尺寸比較大且位于頂端部的中間，可認(rèn)為是帶有凸臺(tái)的階梯式構(gòu)造。 圖1 T形氣缸蓋罩墊截面圖 氣缸蓋罩墊預(yù)先安裝在密封槽內(nèi)，再將氣缸蓋向下壓縮至裝配位置，使氣缸蓋罩墊與氣缸蓋以及密封槽接觸產(chǎn)生接觸應(yīng)力即密封力從而到達(dá)密封效果，其裝配關(guān)系如圖2 所示。 圖2 T形氣缸蓋罩墊裝配圖 4、結(jié)論 (1) 采用有限元分析法對(duì)幾種T 形氣缸蓋罩墊開(kāi)展分析，得出了它們的應(yīng)力、應(yīng)變以及接觸應(yīng)力的分布規(guī)律。 (2) 比照分析了這幾種T 形氣缸蓋罩墊的密封性能，分析說(shuō)明加強(qiáng)筋能提高缸墊的密封能力，不同的加強(qiáng)筋構(gòu)造對(duì)密封能力有著不同的影響。但設(shè)計(jì)不合理的加強(qiáng)筋，容易導(dǎo)致T 形氣缸蓋罩墊過(guò)快失效和老化。 (3) 根據(jù)這幾種氣缸蓋罩墊的特點(diǎn)，提出平型氣缸蓋罩墊適用于密封周期長(zhǎng)但密封力要求不高的情況；加強(qiáng)筋型氣缸蓋罩墊則相反，適用于密封力要求高但密封周長(zhǎng)不長(zhǎng)的情