增压发动机排气系统密封结构优化研究.pdf

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1、2015年4月润滑与密封Apr．2015第40卷第4期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．40No．4DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2015．04．027增压发动机排气系统密封结构优化研究沈人杰(上海汽车集团股份有限公司技术中心上海201804)摘要：针对涡轮增压发动机排气系统存在的法兰高温变形和密封垫片压缩回弹性能差的问题，结合CAE有限元分析和密封垫片试验数据，提出法兰结构优化方法和变凸筋的密封垫片结构设计，并通过发动机台架和车辆耐久性试验，验证了密封的有效性和持久性。该优化方法通过软化局部法兰，使得排气歧管法兰各

2、处刚性趋于一致，从而解决排气歧管和增压器结合面漏气问题；根据内部密封介质压力和密封结合面法兰在热循环中变形量情况，在法兰不同密封区域选择不同的凸筋结构，实现了持久可靠的密封效果。关键词：密封：法兰结构；涡轮增压发动机；排气系统中图分类号：TH136文献标志码：A文章编号：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随着我国汽车保有量的不断增加，传统内燃机汽度从过去的500℃左右提高到现在900oC以上]。苛车的尾气排放已成为我国大气污染的

6、主要来源之一。刻的高温排气使得排气系统法兰结合面的密封变得十为了有效地控制汽车对环境造成的污染，政府出台了分困难，而法兰结合面泄漏不仅会引起用户的质量抱日趋严格的排放法规与标准。另外。为了减少有限怨，而且可能会影响排放和燃料消耗量达标l4]。为保的自然资源的消耗和降低大气中二氧化碳浓度．传统证增压发动机排气系统密封可靠性。本文作者对排气内燃机汽车的燃油经济性也变得越来越重要_2]。系统密封结构进行优化设计。汽车制造企业已采取各种解决方案来应对排放法1法兰结构的优化规和整车油耗要求，比如涡轮增压器、缸内直喷、废发动机排气系统密封面是一个动态的结合面，发气再循环等等

7、，这些解决方案针对的是发动机燃烧做动机高速运转时。受高温排气影响排气歧管受热膨功的不同阶段，但总体目标是为了提高燃烧效率，净胀．发动机低负荷运转或停机时，排气歧管又因为温化排气。在应用这些技术过程中，发动机燃烧压力和度降低而收缩，但由于法兰结合面受到紧固件的约温度明显提高，而温度提高对发动机排气系统提出了束，排气歧管在热应力和机械应力的共同作用下会发更高的要求，尤其是涡轮增压技术，使发动机排气温生变形甚至开裂。高温不但造成排气歧管的法兰变形，而且使得发动机排气的渗透性增强。收稿日期：2014—06—30以前往往是通过提高法兰刚度来抵抗法兰变形，作者简介：沈人杰(

8、1981一)，男，硕士，