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1、2015年4月潤(rùn)滑與密封Apr.2015第40卷第4期LUBRICATIONENGINEERINGVo1.40No.4DOI:10.3969/j.issn.0254—0150.2015.04.027增壓發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究沈人杰(上海汽車集團(tuán)股份有限公司技術(shù)中心上海201804)摘要:針對(duì)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)存在的法蘭高溫變形和密封墊片壓縮回彈性能差的問(wèn)題,結(jié)合CAE有限元分析和密封墊片試驗(yàn)數(shù)據(jù),提出法蘭結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法和變凸筋的密封墊片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架和車輛耐久性試驗(yàn),驗(yàn)證了密封的有效性和持久性。該優(yōu)化方法通過(guò)軟化局部法蘭,使得排氣歧管法蘭各
2、處剛性趨于一致,從而解決排氣歧管和增壓器結(jié)合面漏氣問(wèn)題;根據(jù)內(nèi)部密封介質(zhì)壓力和密封結(jié)合面法蘭在熱循環(huán)中變形量情況,在法蘭不同密封區(qū)域選擇不同的凸筋結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了持久可靠的密封效果。關(guān)鍵詞:密封:法蘭結(jié)構(gòu);渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī);排氣系統(tǒng)中圖分類號(hào):TH136文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):0254—0150(2015)4—121—4ResearchonSealingStructureofTurboEngineExhaustSystemShenRenjie(SAICMotorCorporationLimitedTechnicalCenter,Shanghai201804,China
3、)Abstract:Fortheproblemsofflangedeformationathightemperatureandpoorcompression—recoveryperformanceofthegasketonturboengineexhaustsystem,theflangestructureoptimizationmethodandthemulti—beadgasketstructuredesignwereproposedbasedonCAEcalculationandgaskettestdata.Robustanddurablesealingp
4、erformanceswerevalidatedbyenginebenchtestandvehicledurabilitytest.Theflangedesignwasoptimizedbymeansofsofteningexhaustmanifoldpar-tialflangetoachieveconsistentrigidity,andthegasleakageproblembetweenexhaustmanifoldandturbochargerwassolved.Accordingtoinnermediapressureandflangedeformat
5、ioninthermalcycle,differentbeadstructuresweredesignedondifferentsealingzone,androbustanddurablesealingperformancebetweenexhaustmanifoldandturbochargerwasa—chieved.Keywords:sealing;flangestructure;turboengine;exhaustsystem隨著我國(guó)汽車保有量的不斷增加,傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽度從過(guò)去的500℃左右提高到現(xiàn)在900oC以上]??淋嚨奈矚馀欧乓殉蔀槲覈?guó)大氣污染的
6、主要來(lái)源之一??痰母邷嘏艢馐沟门艢庀到y(tǒng)法蘭結(jié)合面的密封變得十為了有效地控制汽車對(duì)環(huán)境造成的污染,政府出臺(tái)了分困難,而法蘭結(jié)合面泄漏不僅會(huì)引起用戶的質(zhì)量抱日趨嚴(yán)格的排放法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)。另外。為了減少有限怨,而且可能會(huì)影響排放和燃料消耗量達(dá)標(biāo)l4]。為保的自然資源的消耗和降低大氣中二氧化碳濃度.傳統(tǒng)證增壓發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)密封可靠性。本文作者對(duì)排氣內(nèi)燃機(jī)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性也變得越來(lái)越重要_2]。系統(tǒng)密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。汽車制造企業(yè)已采取各種解決方案來(lái)應(yīng)對(duì)排放法1法蘭結(jié)構(gòu)的優(yōu)化規(guī)和整車油耗要求,比如渦輪增壓器、缸內(nèi)直噴、廢發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)密封面是一個(gè)動(dòng)態(tài)的結(jié)合面,發(fā)氣再循環(huán)等等
7、,這些解決方案針對(duì)的是發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒做動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)。受高溫排氣影響排氣歧管受熱膨功的不同階段,但總體目標(biāo)是為了提高燃燒效率,凈脹.發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)或停機(jī)時(shí),排氣歧管又因?yàn)闇鼗艢?。在?yīng)用這些技術(shù)過(guò)程中,發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒壓力和度降低而收縮,但由于法蘭結(jié)合面受到緊固件的約溫度明顯提高,而溫度提高對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)提出了束,排氣歧管在熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力的共同作用下會(huì)發(fā)更高的要求,尤其是渦輪增壓技術(shù),使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫生變形甚至開(kāi)裂。高溫不但造成排氣歧管的法蘭變形,而且使得發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的滲透性增強(qiáng)。收稿日期:2014—06—30以前往往是通過(guò)提高法蘭剛度來(lái)抵抗法蘭變形,作者簡(jiǎn)介:沈人杰(
8、1981一),男,碩士,