发动机气缸盖罩密封减振系统分析

随着汽车工业的高速发展，人们生活水平的不断提高，汽车舒适性也越来越成为人们在购买汽车时考虑的一项重要指标，在现代汽车设计中这一性能也已经成为了汽车五大重要性能中的一项.驾驶过程中噪音小，振动小，是舒适性的一大重要体现，减振降噪性能也就是我们常说的汽车NVH 性能。引起汽车振动及噪音的来源有很多，也都有相应的措施及解决方案。发动机气缸盖罩密封减振系统主要是在满足密封功能的基础上减少发动机气缸盖罩的振动及噪音以提高舒适性。

发动机噪音是汽车噪声的一个重要组成部分，从启动、运行到怠速都会不同程度地产生噪音。它的噪声会辐射到各个方向，然而对于汽车驾驶员或则乘客来说，产生直接影响的应该算是发动机的上表面，也就是噪音从发动机气缸盖罩传递到人的耳朵里。随着发动机技术的快速发展，爆发压力的不断提高，特别是现在涡轮增压器的广泛应用，发动机运行过程中产生的振动及噪音也就会越来越大。振动及噪音通过发动机缸盖传递到气缸盖罩，然而气缸盖罩是一个薄壁零件，振动辐射相对较强，从而对车辆驾驶员及乘客产生直接影响。为了降低振动和噪音，在满足密封功能的基础上曾加减振螺栓以达到这一效果。

发动机橡胶减振特别是密封减振系统的研究在国内还不不成熟，目前主要通过台架试验来直接验证密封减振效果，使得设计反复更改，且很难达到预期的效果，比如减振效果达不到，密封垫密封失效导致泄漏等情况。 主要原因是设计阶段缺乏验证，如没有优良的有限元分析能力，有效的减振分析软件来模拟。本系统将在设计初期建立发动机模型，模拟发动机的振动频率，可以比较直观的看到整个系统的密封情况及气缸盖罩的减振效果。

密封减振系统主要由密封垫片与减振螺栓组成（如下示意图）。

传统的密封条设计只要考虑密封垫片本身的压缩量，满足密封要求即可，缸盖与缸盖罩一般是刚性接触的，这样就会导致缸盖的振动直接传送到缸盖罩，从而没有减振的功能。与传统的密封相比，密封减振系统增加了特殊的减振螺栓。密封垫片的截面也有所改变。目的是为了防止气门室罩盖与缸盖大面积刚性接触，以达到隔振的效果。但由于橡胶压缩量的控制要求，需要有一个金属部件用来限位，所以在螺栓总成上增加了金属衬套以控制螺栓橡胶圈与密封垫片的压缩量.

密封垫片结构一般选用T型密封条或者金属镶嵌式结构的密封垫。密封垫片结构的选择主要根据结合面的结构而定.一般带有槽的结合面，就选用T-型密封条技术，而如果结合面是一个平面，则垫片的结构需要采用金属镶嵌式密封垫技术。 垫片材料可以是硅橡胶，聚丙烯酸脂等.主要依据应用环境而定.该设计主要考虑两大功能--密封和减振， 所以在设计时主要分两大部分考虑，但是在设计过程中要结合起来，才能确保整个系统的功能满足要求.设计主要分三大步骤.首先初步确立垫片与螺栓橡胶圈的截面，通过有限元分析得出两截面的载荷变形曲线.有了载荷变形，也就得出了系统中两弹性元件的刚性数据。通过刚性数据以及这个系统的重量，根据相关的公式可以求出系统的固有频率。在设计时，有专门的NVH 分析工具，只要将载荷变形曲线以及相关的参数输入NVH 分析工具. 除了可以得出密封减振系统的固有频率以及垫片的压缩量等数据。

在有限元分析阶段，要模拟发动机在螺栓拧紧状态下各个部位的变形，要确保每个点的橡胶压缩量满足设计要求以满足密封.

结束语

密封减振系统除了可以应用在发动机的缸盖罩外，还可以用在发动机进气歧管，油底壳等，特别是重型柴油机，对油底壳部位的减振要求比较苛刻.目前在柴油机市场得到了广泛的应用，随着汽车工业的发展，相信这套密封减振会得到越来越多的推广和应用

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