气门油封结构参数设计及优化

作     者：雷刚 谭巍 樊伟 范冬冬 LEI Gang;TAN Wei;FAN Wei;FAN Dongdong

作者机构：重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室重庆400054 浙江吉利汽车研究院有限公司浙江宁波315336 

出 版 物：《润滑与密封》 (Lubrication Engineering)

年 卷 期：2021年第46卷第7期

页      面：121-127页

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：重庆市重点产业共性关键技术创新专项重点研发项目(cstc2017zdcy-zdyfX0020) 

主　　题：气门油封 密封性能 结构参数 正交设计 

摘      要：为研究发动机气门油封结构参数对油封密封性能的影响,在有限元分析基础上,对油面唇角、气面唇角、安装过盈、唇口圆角半径、弹簧刚度等结构参数进行正交试验设计,研究油封结构参数对气门油封唇口最大接触压力和单位周长径向力的影响;以最大接触压力和最小单位周长径向力为优化目标,获取气门油封最优参数组合。研究结果表明:油封唇口圆角半径对油封唇口最大接触压力和单位周长径向力的影响程度都为最大;气面唇角对单位周长径向力有较显著的影响;油面唇角对油封唇口最大接触压力有较强的影响,但对单位周长径向力影响较小;弹簧刚度对单位周长径向力和最大接触压力影响均较小。结合均值最优水平分析,获得满足优化目标的油封参数组合,优化后油封比初始油封最大接触压力提升了85.61%,单位周长径向力降低了20.54%,在保证油封密封性的前提下,大大改善了油封唇口的磨损情况,提高了油封的使用寿命。