为什么发动机无法避免渗油和漏油？

显示全部楼层 · 2022-7-2 13:19:42

内燃机发展了100多年，这100多年来，发动机工程师一直都在致力于解决发动机渗、漏油的问题，为什么发动机无法避免渗油和漏油？

苏黎世Laura · 2022-7-2 16:44:21

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会飞的鱼228 · 2022-7-2 21:58:16

吓唬我

2022-7-3 02:53:15

因为发动机是由零件组装起来的，组装起来的东西就一定存在间隙
不同的部件、材料的冷胀热缩和形变特性都是不同的，老化速度和特性也不同，就一定会出现渗漏

疾风兽道首 · 2022-7-3 09:30:40

一、引言

其实如果开发过发动机的人都了解，有时候强度问题好解决，可是密封是真的难。发动机因为强度不够挂掉的不多，但是要是有不漏水不漏油的发动机产品还真是难找。
强度不够了，无论是结构重新设计，还是更改材料，亦或是增加约束，都比较有迹可循，无非是对关联件的影响、对布置的影响，或者是对成本的影响。而密封真的是极难。从垫片密封到油封密封到涂胶密封到活塞环气环密封等等，发动机上的密封面不仅多，而且环境工况、密封形式、密封要求都不尽相同。
二、密封简介

此处概念算基础知识，直接引用百度：

密封可分为静密封和动密封两大类。/ h) p: W2 a n
1、静密封主要有垫密封、密封胶密封和直接接触密封三大类: \& f9 ~9 e' a9 L, c3 `5 Z
根据工作压力，静密封又可分为中低压静密封和高压静密封。中低压静密封常用材质较软宽度较宽的垫密封，高压静密封则用材质较硬接触宽度很窄的金属垫片。- G7 C) |) n+ A# W
2、动密封可以分为旋转密封和往复密封两种基本类型
, p' L6 K3 J+ {5 M D- Y/ e按密封件与其作相对运动的零部件是否接触，可分为接触式密封和非接触式密封；按密封件和接触位置又可分为圆周密封和端面密封，端面密封又称为机械密封。动密封中的离心密封和螺旋密封，是借助机器运转时给介质以动力得到密封，故有时称为动力密封。

三、发动机上的密封

其实简单一点讲，发动机上最常用的有四种密封形式：
1、垫圈密封：比如缸垫、催化包垫片、罩盖（气门室盖）垫片

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各种垫片

2、填料密封：一般是涂胶，油底壳密封用的比较多，还有前盖（链条那一侧）基本都用这种密封方式；

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涂胶

3、高压密封：就是靠螺栓紧固件密封的；

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4、机械密封（即端面密封）：比如曲轴油封。

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曲轴油封

四、密封难点

1、发动机运行工况决定了，密封环境工况的苛刻：
发动机的三高特点：高温高压高速，这三高造成的就是剧烈的热冲击、冷热交变、热蠕变、不同阶次的振动冲击。而造成的就是know-how比较难，甚至开了两代发动机都未必能掌握全。
比如：在缸体缸盖处，此处有冷却液、机油、混合燃烧气体三股流体势力，冷机到热机状态下，每种流体的温度变化都有巨大差异，冷机时，混合燃烧气体的热量传递给冷却液，冷却液小循环下快速加热，再由冷却液加热机油，而在热机状态下，机油的温度是高于冷却液的，又由冷却液带走热量。发动机内最重要的这三股势力在缸垫处附近的交锋达到最大，此处的一切结构件都会受到热力影响产生形变，而又有振动冲击，又有缸盖螺栓的约束力，又有不同材料之间形变的不同，所以此处是极度扭曲的，所以缸垫的密封既要有补偿（补偿形变造成的空间上的缺失），又要有支撑，不能让这三股势力互相串门。
这最终在缸垫上的表征就是：1、垫片几层、厚度；2、垫片上密封筋和支撑筋的朝向，以及哪层上需要布置，3、密封筋怎么设计：走向、高度；4、支撑筋怎么设计：走向、高度；5、缸盖螺栓的位置以及扭矩大小怎么设计；6、定位销的位置，定位销的个数；7、油道、水道的位置；8、缸体缸盖材料特性（比如铝的变形比铸铁上，形变补偿不一样）；9、垫片上焊点打不打，如果打，打什么位置，打几个；等等

为什么发动机无法避免渗油和漏油？-5.jpg

一个缸盖缸体垫片，设计上要考虑的点远超想象

而这么多因素又相关关联和影响，难以单一分析，仿真也极难做，或者说仿真做不准，所以每每在开发过程中，不变进行迭代更改，而且早期开发不具备热冲击试验条件，导致无法在早期通过这种专项试验提前识别风险，所以这种密封一般都是开发到中后期发现的老大难问题。
2、成本和收益妥协的产物
发动机上也有边界条件不那么恶略的零件，比如油底壳这种地方，实际上，只要足够舍得花钱，在材料上，在密封工艺上，在密封安装方式上都可以改进，只不过这样的代价值不值为了去抗几十万里的不漏油，还是只需要满足质保内不出问题。
密封几乎是所有机械工程无法绕过去的话题，很多know-how是可以通用的，如有兴趣，可以找几篇SCI看看。
以上。

也哟额外就丫 · 2022-7-3 13:54:41

1：发动机是每天重复低温和高温的机械。热胀冷缩原理，也会造成不可避免的间隙。
2：而且内部带有高压的、还有高速运转的部件，同时会有震动的，不可避免的会有间隙。
3：因为发动机不但有液态的油，还会产生气态的油。这种气态的油，遇到冷会变回液体。这种气体是发动机做功的时候产生的。而且专门有管道循环这些气体，这个系统叫曲轴箱通风阀，也叫油气分离器。它能把气态的油变回液体流回油底壳。还能把来不及转换的气体通过废气再循环阀导入燃烧室参与燃烧。来保护环境。避免排放到大气中。因此机油的两种形态，通过很多阀体和管路以及很多三通四通接头等等，难免会有渗漏现象。尤其是超过10万公里的老车，更是严重。加机油口附近就很常见，进气管接头，空滤总成接头。也会有。。但是目测的一些渗油，表面吸满了灰尘。看似严重，其实并没有多少。发动机烧机油，才是主要消耗。一个是活塞和缸壁之间的间隙大了，烧机油，另一个是油烟吸入发动机燃烧掉的。
4：油底壳以前是衬垫密封，后来都是密封胶了，杜绝漏油了，还有放油螺栓附近的油迹，每次换油更换衬垫。或者螺栓即可。只要不是地面有油迹，就不用管它。