耐高温机械密封装置在排气辅助制动系统中的应用

　　【编者按】本文介绍一种耐高温的机械密封装置，应用于汽车排气辅助制动系统中。该装置安装于发动机附近，其尾气排放温度高达700℃以上，环境恶劣，经实践检验，制动效果令人满意。

　　高温、高压工况下的流体密封一直是工程技术上的棘手问题。弹性密封和机械密封是当前技术上的两种主要形式。普通的工程塑料、合成橡胶等密封元件，虽密封性能优良，但难以适应高温工况。机械密封元件都采用金属材料，耐高温性能优良。

　　机械密封装置主体结构

　　机械密封装置结构如图1所示。其中阀座5以三螺孔固定于发动机的排气歧管出口处，阀座另一端和排气管法兰相连。图2是该制动系统的密封部位局部放大图。

图2 机械密封装置结构M处局部放大

　　制动功能的实现

　　汽车尾气在高温、高压下，经排气歧管、排气辅助制动器、排气管和消声器后排入大气。转动轴在电磁阀控制的气缸推动下，通过传力叉转动角度，开起和关闭固定其上的蝶形阀板，控制从排气歧管出来的汽车尾气，影响发动机活塞两端的压缩比，形成背压，通过连杆使曲轴降低转速，消耗能量，从而达到辅助制动效果。由于该装置耐高温，可以和歧管出口处直接连接，毗邻发动机气缸，所以其背压能迅速、实时反应。

　　从图1和图2可知，转动轴4和轴套1、6有一定的运动间隙，轴套1外圆与阀座5是过盈配合，为盲孔，应无气体泄漏问题。轴套6外径与阀座5亦为过盈配合，内孔与转动轴有运动关系，间隙是不可避免的，而该间隙正是高温、高压尾气逃逸的惟一通道。高温、高压气体在蝶阀3关闭（制动）和开起（非制动）时，均会有一定量的尾气泄漏，严重时会产生啸叫，恶化附近环境。动垫片与转动轴一起转动，静垫片与阀座固定不动，它们之间的间隙组成型腔。

　　合理选择垫片数量，隔成若干型腔，形成梯级迷宫路径，可以使气体逃逸路径延长，如图2中箭头所示，增加沿程阻力。合理增加动、静垫片数量还可以减小型腔容积，使上、下游的节流效果更加明显，增大流体的压力损失，使能量消耗在梯级节流过程中，把尾气泄漏量控制在工程容差之内，达到密封要求。

　　公差配合选择

　　在实际装配过程中，如果动垫片内孔与轴外径，静垫片外圆与阀座孔的配合过松（间隙过大），垫片会产生轴向窜动，气流会走捷径沿轴向逃逸；如果配合过紧（过盈配合），则装配难度加大，同时过盈量大，会使垫片变形，影响轴向型腔的形成，使转动轴转动受阻，造成制动控制失灵。

　　选择合适的配合种类时，要考虑高温和常温两个状态，以及装配工艺性等制约因素。

　　配合选择的原则：一是轴向垫片之间的间隙尽量小；二是径向配合微间隙或无间隙；三是诸元素形成的型腔尽量小。

　　零部件材料原则上选用不锈钢材料，其轴向热膨胀性状趋同。垫片的轴向间隙控制在0.05～0.10mm，经试验证明，此间隙范围是可行的。垫片与孔、轴的径向配合采用过渡配合K7/h6（基轴制）、H7/K6（基孔制）或微间隙配合H7/h6，以上都经过了比较和验证。二者差别在于过渡配合K7/h6、H7/K6的配合过盈率为42%～45%，偏重于提高密封性，而微间隙配合H7/h6则倾向于装配工艺性。

　　垫片轴向尺寸确定后，动垫片外径、静垫片内径的选择就决定了型腔容积，上、下游等容积容腔可以提高零件的互换性，利于组织生产，降低成本。

　　如何保证动、静垫片之间轴向间隙均匀是装配要点，需要设计特殊工装来保证。

　　结语

　　该耐高温汽车排气辅助制动器总成，经江铃N800项目配套验证，已投入批量生产，并已申请专利。

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。