0引言
油底壳位于引擎下部，又称为下曲轴箱，它的主要功能是就是为润滑系统贮存机油并与框架一起构成曲轴箱，形成良好密封。铸铝油底壳由于优异NVH 及散热性能，加上硅胶有加大幅度的成本节省，因此采用硅胶【Room Temperature Vulcanizing （PTV ）silicones 】的铸铝油底壳得到越来越普遍的应用。随着轿车的普及，消费者对汽车的要求越来越高，如今发动机三漏(漏油、漏水、漏气)问题成为广大媒体及消费者关注的焦点。目前最为普遍的三漏问题之一就是油底壳密封面，特别是T 型区（T-Joints ）结合面（两个密封面汇集区）的渗油问题。如图1所示，该区域是密封的薄弱区。
图1T-Joints
示意图1油底壳渗油原因分析
发动机漏油不仅造成机油浪费；严重的还可以造成机油不足，进而导致发动机各用油摩擦副受损。我们知道，售后渗油车辆的维修不仅涉及较多的维修成本，还使得品牌受到冲击，进而影响整车销量。各个OEM 每年投入大量的人力物力，专注于漏油问题的处理。随着内燃机强化程度
的不断提高，以及为保护环境而对各种有害排放物限制的日趋严格，对内燃机的密封和密封件的要求日趋苛刻，密封的可靠性和密封件的寿命已经成为评估内燃机设计、制造技术和产品质量高低的重要依据，也成为评价汽车质量的一个重要指标，如何保证发动机密封技术研究日益成为当前汽车发展的重要课题。本文以某款发动机缸体—正时罩盖—油底壳结合面T 型区渗油为例，查问题的根本原因，并寻求解决措施。
密封机理的研究，实质就是研究如何防漏的问题。由于目前的机械加工方法无法保证法兰表面的绝对镜面，样件在加工过程中，刀具与零件表面间的摩擦、加工使用的方法、切屑分离时表面层金属的塑性变形以及工艺系统中的高频振动等都会对样件表面的粗糙度产生影响。
图2
密封面的微观结构
在显微镜下，研究结果表明，即使两个法兰表面都是
最好的机械加工表面，两者之间的接触面积也只有25%-40%，如图2所示。如果硅胶能够填充零件1和零件2中的间隙，并且两物体贴合良好，不产生分离，那么是可以密封的，但实际上受多种外界因素制约，表面的微观震动变形、螺栓力矩松脱、热胀冷缩等，因此达到完全100%的密
硅胶密封铸铝油底壳T 型区渗油分析及解决方案
Analysis and Solution to the Oil Leakage for the Aluminum Alloy Sealed Oil Pan at T-Joints Zone
倪伟；庞淑娟
（奇瑞汽车股份有限公司动力总成技术中心，芜湖241009）
摘要：随着消费者对汽车的要求越来越高，发动机三漏问题成为如今广大媒体及消费者关注的焦点，而最为普遍的三漏问题之一
就是油底壳密封结合面渗油。发动机漏油不仅造成机油浪费；严重的会造成机油不足，进而导致发动机损坏，售后渗油车辆的维修，不仅涉及较多的维修成本，还使得品牌受到冲击，进而影响整车销量。各个OEM 每年投入大量的人力物力，专注于漏油问题的处理。本文通过对引起硅胶密封油底壳渗油的机理进行详细分析，并对油底壳，特别是T 型区的密封胶自身性能、密封面结构等多方面进行现状分析，从而到铝合金油底壳密封面机油渗漏问题的真正原因：优异的粘结性和良好的密封结构设计是保证发动机密封的最重要因素，为发动机油底壳T 型区实现零渗漏提供了分析思路及具体解决方案。
Abstract:With the increasing demand for cars,the engine leakage (oil spills,leaks,leaks)issues have become the focus of attention for the media and consumers today.One of the most common leakage problems is the oil pan sealing.Engine oil leakage is not only a waste of oil that can cause oil shortage
seriously,which results in engine damage.The maintenance of aftermarket oil leakage vehicle not only involves more maintenance costs,but also makes the brand affected,thereby affecting the vehicle sales.Each year OEM put a lot of manpower and material resources,focusing on the treatment of oil leakage.This paper analyzes the cause mechanism of silica gel sealing oil pan leakage in detail,and analyzes the sesame shell,especially the T-type sealant self-performance,sealing surface structure,so as to find out the real causes of the leakage.Excellent adhesion and good sealing structure design is the most important factor to seal the engine.This paper provides the analysis ideas and specific solutions to realize zero leakage of the T zone of engine oil pan.
关键词：油底壳；渗油；T 型区；硅胶密封；表面能Key words:oil pan ；oil leakage ；T-Joints ；PTV silicones ；surface energy
封非常困难。
硅胶是一种液态高分子材料。涂敷前为具有流动性的粘稠物，能容易填满两结合面间的间隙，对金属面有一定的黏附力，密封性能良好。由于使用方便，价格便宜，在内燃机中的应用日益增多。对于油底壳—缸体—正时罩盖的密封，以使用
A 种硅胶为例，阐述渗漏的根本原因，如图3所示。
图3密封泄露分析
从图中来看，两结合面之间产生泄露，有两种通道：渗漏路径1，硅胶与零件的结合面，如果硅胶与密封面不能可靠地粘结，就不可能保证可靠密封，洁净的、活性的表面是保证胶品和粘结表面粘结良好的前提；渗漏路径2，硅胶自身的抗污染能力，硅胶抗油污渗透能力。对于T 型区，还要关注两两结合面的硅胶通道问题，T 型区密封的泄漏通道，如图
4所示，设计时，必须考虑横向硅胶与纵向硅胶的可靠连接。
图4T 型区密封的泄露通道
只有充分了解硅胶密封的原理，才能去从根本上解决渗油问题。对于硅胶与结合面的渗油，最重要的就是解决表面粘结的问题。
影响表面粘结的主要有三大因素：
①投锚效果，它是粘合时产生结合力的机理之一，胶体进入被结合材料表面的空穴或凹凸部分，通过固化形成机械引力，从而产生结合力。如图5所示。
②表面湿润性：湿润是指固体（或液体）表面上的气体被液体取代的过程。它是液体在固体表面分子间力作用下的均匀铺展现象，表面处理前，常带有油污、脱膜剂、风化
层、碳化层或锈蚀层等，这些不清洁、不坚实的表面层，如不清除处理，会影响胶接性能。所谓的湿润性，它是对液体在固体表面分子间力的作用下的均匀铺展的现象，这是评价液体对固体的亲和性。最简单的办法是通过打印笔划线检测，通过对表面划线的收缩情况进行判断。但其最在的最问题是测量精度不准确。为更好评价粘结剂对粘结表面的充分湿润，我们通常用表面能来衡量，表面能是创造物质表面时对分子间化学键破坏的度量。表面能大，粘结性性能好，
表面能越小，表面能就越低。如图6所示，通过杨氏方程进行解释。
图6界面张力
接触角θ是指在气、液、固三项交界处，γsl 与γ1之间的夹角。
平衡时候，有γs =γsl +γ1cosθ若θ<90°，则固体表面是亲水性的，即液体较易润湿固体，其角越小，表示润湿性越好；若θ>90°，则固体表面是疏水性的，即液体不容易润湿固体，容易在表面上移动。图7
试验显示了水滴在基体表面上，湿润好与湿润差的直观对比。
图7湿润差VS 湿润好
③液态的硅胶在未固化时，流动相当复杂。它与胶品
自身的粘度有关，也与沟槽的性状、表面情况、所受压力、间隙有关。如图8所示，耐压性适用牛顿粘性法则中的毛细管层流理论。
Q=b ·h 3·ΔP/12η·L 其中：Q ——
—泄漏量；
b ———法兰长度；
图5投锚效果
图8
毛细管层流理论
h ———间隙；ΔP ———压力差；η———粘度；L ———法兰面宽。2密封解决措施
评价项目测量值
备注硬度延伸率拉伸强度表干时间老化（耐油）剪切力挤出率
40±5肖氏A ≥400%≥1.7MPa 8分钟优良1.2N/mm 220~50g/min /
评估抗分离能力
/
发动机漏油
影响装配时间
//
φ3mm 孔径，6bar 压力
表1某硅胶的性能
由于硅胶的本身是一种广泛应用于在油底壳密封的胶品，现在重点分析如何保证渗油路径1的可靠密封。对于本文试验中的胶品，相关性能可以参照表1。
①T 型区密封的优化。
通过对整个密封带进行设计优化，确保横向胶槽和竖向胶槽可以有效连接，如图9所示，这样保证了T 型区硅胶的连贯性。
图9T 型区密封设计
②清洁的、活性的表面是保证胶品可靠粘结的前提，推荐的方法是对硅胶粘结的样件表面装配前，可以采用
1455湿巾擦拭，在粘结面形成活化涂层、Plasma 工艺处理、等离子清洗处理等措施。图10为采用1455湿巾擦拭
后的，粘结面表面能的变化情况。
③为了保证密封面在各种工况微观变形下，仍能可靠密封，提高结合面的耐压性，合理的密封面结构设计是保
证硅胶粘结面零泄漏的最关键因素，胶线设计的好坏，直接关系密封区抗分离的大小。
为了保证硅胶连接面鲁棒性，我们对容胶槽的结构设计，结合面的宽度，间距等做了适当的定义。经过试验证明，该设计可以有效保证硅胶结合面的密封。如图11密封面法兰设计所示，对油底壳螺栓孔周边设计保证最小距离a≥5mm，非螺栓周边的密封法兰最小宽度要求b≥8mm 。
图11密封面法兰设计
为了确保结合面处面压均匀性，法兰的刚度需要尽可能强些，多设计一些弧状设计，同时尽可能保证两螺栓联线的中心通过法兰中心面。这样法兰面的整体受力较好。如图12所示螺栓的推荐布局。
图12螺栓的布局
3台架试验验证
根据文章所属，在某1.6L
发动机上进行密封试验测试。为保证充分验证效果，分别在台架上和整车路试上进行搭载试验。
（图13）试验用燃油为93#（RON ）无铅汽机油，机油使用中石化SM 5W-30，
试验时机油加到标尺上限偏下部位。温度对密封区域敏感，原因是不同材料膨胀系数不同，在高低温交替变化的粘结表面，微观振动急剧变化。发动机完成100h 密封循环实验后，
拆解照片如图14。从拆解的照片来看，结合面密封良好，硅胶和结合面粘结性好，
有效地防止了渗油的发生。图10表面处理前后接触角测量
0引言
当代新型二冲程柴油机的喷油泵均配备了可变喷油定时机构（VIT 机构），确保柴油机在负荷变化时，能够自动调整其供油提前角且与喷油泵供油量相适应，确保柴油机具有较高的最高爆炸压力在部分负荷
运行时，在高负荷运行时使之不超过标准爆压，因而VIT 机构能够有效提高柴油机的燃油效率及燃油经济性[1][4][5]。
1VIT 机构的组成[2]1.1高压油泵
该类型高压油泵的定时变化是通过喷油正时调节杆（VIT 齿条），控制柱塞套筒的升高或降低，从而改变提前角的增大或减小。VIT 调节齿条具有调节刻度0~9，调节刻度值每增大一格，相当于使油泵套筒高度下降1mm 。
1.2位置伺服器
位置伺服器根据从位置传感器输出的控制空气的压力的大小，调节其活塞的位置，通过拉动VIT 齿条，调节供油正时。
1.3控制机构控制机构用以控制位置伺服器中活塞的移动，安装在
主机机旁应急操纵台的侧面。
2
VIT 机构的工作原理及调整方法2.1VIT 机构的工作原理
图1VIT 机构原理图
2.1.1当柴油机工作于低负荷时如图1a 所示，此时C 作为杠杆A 的支点，顺时针方向偏转，杆A 与传感器的顶杆E 不接触，位置传感器输出的控制空气压力为零，相应地VIT 齿条控制柱塞套筒处于刻度值最小位置，供油提前角最小，此时VIT 机构不起作
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—作者简介：夏祥春（1981-），男，河南永城人，本科，工程硕士，讲
师，研究方向为机械设计与制造、机械设备故障诊断与维修。
4结论
本文通过对引起硅胶密封油底壳渗油的机理进行详细分析，并对油底壳T 型区的密封胶自身性能、密封面结构等多方面进行现状分析，从而到铝合金油底壳密封面机油渗漏问题的真正原因：优异的粘结性和良好的密封结构设计是保证发动机密封的最重要因素，为发动机油底壳T 型区实现O 渗漏提供了分析思路及具体解决方案。
参考文献:
[1]倪伟.发动机油底壳设计的探讨[J].内燃机与动力装置，2012（2）.
[2]loctite,www sealing guideline for liquid sealants,version:1.2,2013.
[3]Philip J.Brown,The effects of substrate surface contamination on
adhesives.SAE 910503.
图14密封循环实验后的T 型拆解
图13密封循环工况设置
MC 柴油机高压油泵VIT 机构失效原因分析及修理
夏祥春
（永城职业学院机电工程系，永城476600）
摘要：通过对柴油机高压油泵VIT 机构的介绍，探讨柴油机VIT 机构的作用、原理及调整方法，结合柴油机的修理实例，对VIT
机构失效的故障进行分析，探讨其故障的原因，总结修理经验，为同类修理提供技术参考。
关键词：柴油机；高压油泵；VIT 机构；失效