排氣系統(tǒng)密封墊設(shè)計(jì)

【摘要】本產(chǎn)品提供了一種應(yīng)用在機(jī)動(dòng)車(chē)輛發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的排氣系統(tǒng)密封裝置。密封裝置由301H板密封墊片和柔軟石墨組成的三道密封材料構(gòu)成，密封墊片套裝在排氣管上，軟質(zhì)密封墊片分別與排氣管法蘭、消聲器法蘭貼緊，排氣管法蘭與消聲器法蘭通過(guò)螺栓組件連接。本產(chǎn)品的技術(shù)方案，采用面密封，密封性能良好，不容易發(fā)生泄漏，安裝后不容易松動(dòng)，使用壽命長(zhǎng)。

【關(guān)鍵詞】密封墊片

1.前言

消聲器襯墊是汽車(chē)排氣系統(tǒng)密封的主要零部件之一，在排氣系統(tǒng)中主要用于控制催化器法蘭盤(pán)與消聲器法蘭盤(pán)之間的間隙，保持排氣管路的密封性，如圖1所示。在汽車(chē)的裝配過(guò)程中，消聲器襯墊的種類(lèi)和尺寸一般都要進(jìn)行嚴(yán)格選擇，保證排氣系統(tǒng)的密封性。具體來(lái)說(shuō)，襯墊對(duì)于整車(chē)性能的影響主要體現(xiàn)在以下幾方面：

①有利于成型加工；②有利于降低成本，節(jié)約原材料；③不含石棉等有害物質(zhì)；④符合ELV原則；⑤密封性能滿(mǎn)足裝配一致性，且良好。以上是目前市場(chǎng)上使用的各種排氣系統(tǒng)密封襯墊。

2.現(xiàn)用密封襯墊介紹

下圖是目前某車(chē)型所使用的消聲器襯墊，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具體如下：

1、雙層0.25mm厚的301H板組合而成；

2、靠一圈直徑為62mm的凸起密封，屬于線(xiàn)密封；

3、密封圈加工過(guò)程涉及到模具開(kāi)發(fā)，較為繁瑣：

此種結(jié)構(gòu)有以下幾點(diǎn)不足之處：

（1）雖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、形狀對(duì)稱(chēng)，但制造過(guò)程需要開(kāi)發(fā)模具，成本較大。

（2）雙層301H板中間無(wú)任何緩沖物質(zhì)，靠一圈凸起起到線(xiàn)密封作用，當(dāng)排氣系統(tǒng)前后法蘭盤(pán)平面度出現(xiàn)誤差的情況下，因無(wú)緩沖性能，無(wú)法抵消誤差而導(dǎo)致密封不良的情況出現(xiàn)。

（3）不能保證裝配一致性：此種襯墊兩定位孔直徑為直徑較配合螺栓直徑為要稍大一點(diǎn)，孔與螺栓配合產(chǎn)生一定間隙，當(dāng)螺栓螺紋側(cè)壓襯墊定位孔安裝時(shí)，起密封作用的凸起會(huì)錯(cuò)位到排氣管孔內(nèi)部，不會(huì)與法蘭盤(pán)相接處，密封性能失效。

3.襯墊結(jié)構(gòu)優(yōu)化

將現(xiàn)使用襯墊結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，如下圖所示：

優(yōu)化后消聲器襯墊有以下幾個(gè)提升：

（1）由線(xiàn)密封變更為面密封，裝配過(guò)程中有效避免了因裝配一致性不足而導(dǎo)致的漏氣問(wèn)題；

（2）雙層301H板中間增加1mm厚的石墨物質(zhì)，起到一定的緩沖作用，避免由法蘭盤(pán)平面度誤差帶來(lái)的不足；

（3）加工方便，無(wú)需開(kāi)發(fā)模具，節(jié)約成本。

4.排氣管路襯墊漏氣案例簡(jiǎn)介

某車(chē)型消聲器襯墊漏氣， 對(duì)故障件確認(rèn)：密封環(huán)（凸起）作用失效，定位孔附近有螺紋壓痕；消聲器襯墊依靠中間凸起（環(huán)狀）密封，由故障件可確定密封環(huán)一端壓平、另一端熏黑且未壓平，密封環(huán)作用失效；且兩端定位孔由于裝配問(wèn)題有螺紋壓痕；初步斷定，裝配達(dá)不到一致性，導(dǎo)致密封環(huán)跑偏，密封作用失效

裝車(chē)驗(yàn)證裝車(chē)時(shí)，當(dāng)定位孔直徑邊緣與螺栓邊緣緊貼裝配時(shí)，襯墊本身受重力作用會(huì)整體下移0.7mm（因定位孔與螺栓配合位置有間隙），而密封圈凸起直徑只比排氣管孔徑大2mm，也就是密封圈凸起位置會(huì)下移1mm；襯墊凸起（密封環(huán)）與排氣管只差0.3mm，當(dāng)定位孔被螺栓孔螺紋側(cè)壓時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致密封環(huán)部分不能與法蘭面接觸，最終密封失效。

通過(guò)以上分析，得出以下結(jié)論：1.襯墊由兩層鋼板組合而成，中間無(wú)任何緩沖物質(zhì)，當(dāng)出現(xiàn)法蘭盤(pán)平面度有誤差的情況下，密封作用失效；2.襯墊定位孔直徑比螺栓直徑大，當(dāng)螺栓側(cè)壓定位孔時(shí)，密封環(huán)（凸起）跑偏，致使裝配達(dá)不到一致性，密封失效；

5.總結(jié)

以上通過(guò)實(shí)例說(shuō)明了汽車(chē)排氣系統(tǒng)連接裝置在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該注意避免的一致性方面的缺陷。產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)將影響產(chǎn)品性能的不穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)成本，形狀和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的越簡(jiǎn)單，質(zhì)量就越有保證。