车辆密封与泄漏治理
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1.2 车辆泄漏治理概述

泄漏是指从运动副的密封处越界漏出的少量不做有用功的流体的现象。

1.2.1 泄漏的分类

泄漏是一个不可忽视的质量问题,漏油、漏水、漏气严重影响车辆的正常运转、外观、工作效率及使用寿命,并会引起环境污染,浪费能源。因此,产品的密封性能是评价其性能、质量的重要指标。泄漏治理与车辆安全、稳定、节能环保、降本减耗有密切的联系。泄漏治理是现场一项专业性强的技术工作,又是一项涉及因素复杂的管理工作,历来是车辆维修工作的难点之一。系统的泄漏可分为两种类型,一种是外部泄漏,另一种是内部泄漏。

(1)外部泄漏

压力容器、管道等的泄漏可被很容易地发现,因为可以看到泄漏出的介质。维护人员和操作者应经常检查整个系统的每个元件,及时发现泄漏点并立即着手解决泄漏问题。对于车辆,外部泄漏带来严重的安全隐患。例如,发动机冷却水的泄漏引起发动机温度异常升高甚至损坏,润滑系统泄漏导致轴承损坏。

(2)内部泄漏

由于系统中元件的磨损,随着时间的推移,在元件内部产生的泄漏会越来越明显,轻微的内部泄漏可能察觉不到,但是,随着内部泄漏的增加,系统过热将成为问题。车辆的内部泄漏常常导致效率下降及控制精度下降。

系统中的元件一旦发生泄漏,不仅会造成介质的浪费和环境的污染,更严重的会使整个系统发生故障,中止工作,以致发生安全、质量事故。为了减少系统的故障,提高系统的效率,防止环境污染和减少介质的损耗,必须注意泄漏问题,并分析造成泄漏的原因,采取相应的措施,达到减少泄漏以至避免泄漏的目的。

1.2.2 泄漏相关因素

(1)工作压力

在相同的条件下,系统的压力越高,发生泄漏的可能性就越大,因此应该使系统压力的大小符合系统所需要的最佳值,这样既能满足工作要求,又能避免不必要的过高的系统压力。

(2)工作温度

系统所损失的能量大部分转变为热能,这些热能一部分通过元件本身、管道等的表面散发到大气中,其余部分就储存在介质中,使温度升高,造成密封元件加快老化、提前失效,引起严重泄漏。

(3)介质的清洁程度

系统的介质常常会含有各种杂质:元件安装时没有清洗干净,附在上面的铁屑和涂料等杂质进入介质中;侵入车辆内的灰尘和脏物;介质氧化变质所产生的胶质、沥青质和碳渣等。油中的杂质能使元件滑动表面的磨损加剧,阀的阀芯卡阻、小孔堵塞,密封件损坏等,从而造成阀损坏,引起油泄漏。

(4)密封装置

正确地选择密封装置,对防治系统的泄漏非常重要。密封装置选择得合理,能提高车辆的性能和效率,延长密封装置的使用寿命,从而有效地防止泄漏。否则,密封装置不适应工作条件,造成密封元件过早地磨损或老化,就会引起介质泄漏。此外,元件的加工精度、系统管道连接的牢固程度及其抗振能力、车辆维护的状况等,也都与泄漏相关。

1.2.3 防漏治漏的基本途径

车辆的泄漏,涉及密封件的设计、生产、使用等各个环节,因此需要运用系统观点分析、诊断泄漏原因,进行综合治理,预防、均压、疏导与封堵兼用。防漏治漏的基本途径如下。

①均压 使密封部位内外侧的压力差均衡。例如,设置适当的通气帽,或在介质通道中加设小型泵送元件,可使动密封的接触压力分布均匀。

②疏导或引流 在零部件上开设回油槽、回油孔、挡油板等,将泄漏的流体引导流回吸入室、吸入侧或引回油池中。

③流阻或反压 利用密封件的狭窄间隙或曲折通道造成密封所需要的流动阻力,如间隙密封、迷宫密封;或利用密封件对泄漏流体造成反压,使之部分平衡或完全平衡,达到密封目的。

④封堵或阻塞 应用密封技术封堵界面泄漏通道。例如,使用密封垫、填料密封、密封团、密封环和填缝敛合或者涂密封胶、缠绕密封带等进行密封;或利用在适当间隙中保持有适当流体以阻塞被密封流体的泄漏,如气封、液封、水环密封或铁磁流体密封等;也可将不接合部位的表面焊合、铆合、压合、折边等以封死泄漏通道。

⑤回流抛甩 采用回流结构密封。例如,在流体动力型旋转轴盾形密封唇口内侧,锥面上制出三角形凸垫或凹槽、正弦波形的弓形或半圆形的凸棱,或是在零件上增设螺旋槽等,或使用甩油环(或槽),将泄漏的油抛甩回油池。

⑥分隔与间隔 利用密封件将泄漏处与外界分隔开,如隔膜密封与机械密封等。

⑦其他 消除密封部位的振动、冲击及腐蚀等可能引起泄漏的因素,也可以调换润滑脂(或固体)润滑剂,以消除流体的泄漏。

在实际应用中,可以采用以上几种方法的组合以达到密封目的。