汽车排气管V形金属密封环设计与优化

作     者：李卫民 张凯璇 杨瀚文 刁家宇 LI Weimin;ZHANG Kaixuan;YANG Hanwen;DIAO Jiayu

作者机构：辽宁工业大学机械工程与自动化学院辽宁锦州121001 

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

年 卷 期：2023年第48卷第7期

页      面：159-166,220页

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：辽宁省教育厅科学研究经费项目(JZL202015401) 

主　　题：汽车排气管 V形金属密封环 轴向压缩量 密封性能 结构优化 

摘      要：针对汽车排气管密封问题,设计一种适合汽车排气系统密封的V形金属密封环。该密封环采用平面接触、小接触压力方式,在满足密封要求的同时避免了较大的预紧力;在波谷处采用圆弧过渡,降低了密封环的整体刚度,侧边倾斜一定角度以增大密封环的回弹性能。利用ANSYS Workbench软件对V形金属密封环常温预紧和高温工况下的密封性能进行分析,在保证密封强度要求下确定安装时合适的轴向压缩量;分析密封环结构参数对密封性能的影响,发现壁厚、环宽、波谷半径、接触圆半径、开口角度对密封性能影响较大。基于Design-Expert软件对密封环结构参数进行多目标优化,从而降低了密封环最大等效应力,提高了最大接触压力,减小了密封环质量,并通过相关实验验证有限元模型的可靠性。