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 運用有限元軟件對平型、加強筋型和凸臺型T 形缸墊的應力、應變以及接觸應力分布規(guī)律開展研究，比照分析這幾種T 形缸墊的密封性能。結果說明，加強筋能提高缸墊的密封能力，但不同的加強筋構造對密封能力有著不同的影響，設計不合理的加強筋，還容易導致T 形氣缸蓋罩墊過快失效和老化。平型氣缸蓋罩墊適用于密封周期長但密封力要求不高的情況；而加強筋型氣缸蓋罩墊則適用于密封力要求高但密封周長不長的情況；凸臺型氣缸蓋罩墊的綜合性能高，能滿足密封周期長和密封力要求比較高的情況。 T形氣缸蓋罩墊已廣泛應用于發(fā)動機上，它安裝在氣缸蓋密封槽和氣缸蓋之間，當安裝入密封槽后，由于橡膠在氣缸蓋

2、的壓縮下產生變形，在橡膠與氣缸蓋之間產生了接觸力，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，因此對于氣缸蓋罩墊的密封情況研究比較困難，隨著計算機技術以及有限元數(shù)值計算方法的不斷發(fā)展，不少學者已經采用有限元方法對橡膠!密封件開展了分析，包括對橡膠的超彈性體力學行為以及接觸問題的分析，也有學者運用有限元分析法對氣缸蓋罩墊開展了分析，例如萬欣等人對有I 形和T 形兩種氣缸蓋罩墊的密封性能開展了比照分析，郭晨海等對氣缸蓋罩墊的密封性能開展分析，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。 本文作者主要運用有限元軟件對幾種不同構

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

4、如圖1( c) 所示為凸臺型氣缸蓋罩墊的構造截面圖，其頂端部也有加強筋，與加強筋型氣缸蓋罩墊不同的是加強筋尺寸比較大且位于頂端部的中間，可認為是帶有凸臺的階梯式構造。 圖1 T形氣缸蓋罩墊截面圖 氣缸蓋罩墊預先安裝在密封槽內，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生接觸應力即密封力從而到達密封效果，其裝配關系如圖2 所示。 圖2 T形氣缸蓋罩墊裝配圖 4、結論 (1) 采用有限元分析法對幾種T 形氣缸蓋罩墊開展分析，得出了它們的應力、應變以及接觸應力的分布規(guī)律。 (2) 比照分析了這幾種T 形氣缸蓋罩墊的密封性能，分析說明加強筋能提高缸墊的密封能力，不同的加強筋構造對密封能力有著不同的影響。但設計不合理的加強筋，容易導致T 形氣缸蓋罩墊過快失效和老化。 (3) 根據這幾種氣缸蓋罩墊的特點，提出平型氣缸蓋罩墊適用于密封周期長但密封力要求不高的情況；加強筋型氣缸蓋罩墊則相反，適用于密封力要求高但密封周長不長的情