汽车橡胶油封动态密封性能的影响因素分析

姚灵军

摘 要：汽车生产和制造过程中，汽车橡胶油封动态密封性能，是现阶段生产主要关注问题之一，随着我国汽车生产行业的不断发展，油封材质的选择方向和种类越来越多，因此保证油封密封性能是目前汽车生产重点。本文首先介绍了汽车橡胶油封种类，并且根据其材质特点和优势，详细总结了汽车橡胶油封动态密封性能的影响因素。

关键词：橡胶油封;密封性能;丁腈橡胶油封;氟橡胶油封

0 引言

油封是汽车生产中，确保润滑油密封型的机械零件，被广泛的应用在汽车传输动能系统、发动机曲线轴以及凸向轴等旋转部分。其主要功能和原则主要是避免润滑介质问题，同时可以有效防止大面积泥沙、灰尘等相关物质进入汽车封闭机械区域，对机械设备造成严重损坏。

1 汽车橡胶油封种类

我国科学技术的快速发展，汽车生产也成为现代化社会发展中，必不可少的组成部分，而汽车行业快速发展导致其生产技术不断提升，然而现阶段我国汽车种类以及品牌数量较多，其内部结构零件也随之产生技术变革和优化。汽车内部结构中，油封是汽车润滑油区域的密封零件，它将汽车动力传送区域中，润滑部位与动力部位相互阻隔，确保润滑油区域无法产生渗漏问题。

1.1 丁腈橡胶油封

丁腈橡胶油封由于其物质特性，实际使用时具有良好的耐热性能以及抗磨性能，尤其是抗击各种润滑油物质、油气混合物质等。其温度抗击能力较强，一般可以在-30～120℃下正常运作，但是丁腈橡胶油封无法与磷酸酯物质液态压力油中使用，在汽油物质以及低程度的苯胺点油中其性能可以保证稳定[1]。

1.2 聚丙乙烯酯橡胶油封

聚丙乙烯酯橡胶油封具有抗油性、抗热性、抗磨性、抗臭氧物质并且具有优良的抗紫外线性能。特别是在使用时，可以与耐高压试剂的润滑油物质、汽车内部结构齿轮油物质、马达区域油物质、机械油物质以及动态压力油物质等相结合，所以通常适用-30～150℃。

1.3 氟橡胶油封

在汽车内部油封的材质选择中，氟橡胶油封运用范围较大，因此具有良好的耐老化性能、耐高温等相关特点，因此适用于任何润滑油物质、燃料机油物质、动力汽油物质以及高压添加试剂物质中。同时氟橡胶油封在汽车内部结构运转过程中，具有优秀的抗硬化能力，但是由于其自身物质使用特点，耐寒特性较差，特别是在低温环境中，如果产生高压形变，那么会变成永久性，一般适用-20～250℃的高温环境中[2]。

1.4 硅橡胶油封

硅橡胶油封自身结构极耐高温以及低温，不仅可以在150℃左右长期使用不会产生形态与性能变化。还可以在200℃左右环境中，最长连续使用10000h不形变。

2 橡胶油封密封性能影响因素

橡胶物质在汽车生产过程中，是油封机械零件的主要生产材料，所以橡胶材质好坏以及使用性能，直接影响油封机械零件的使用功能和密封性能。而对于油封材质选择来说，材料选择方向有需要根据汽车使用环境和实际情况。其中汽车工作状态对于油封橡胶性能的影响因素包含：稳定环境下耐高温、耐低温区间数值应该达到约-30-150℃左右，在汽车运作瞬间需要温度可以达到300℃，同时还需要油封具有抗介质能力、高强度拉伸力、耐磨性能强、材质回弹性能好以及具有优秀的可加工性能。当下我国大部分汽车油封材质普遍使用丁腈橡胶油封、丙烯酸酯橡胶油封以及氟橡胶油封等。

2.1 材料使用温度

汽车生产过程中，材料应用温度因素对于橡胶材质的油封具有巨大影响。根据现阶段我国对于不同品牌、型号以及功能的汽车油封材质数据反馈中，可以发现由于不同橡胶材质内部结构中，其材料分子链的柔顺性能各不相同，因此油封不同橡胶材质的使用温度范围，具有明显的差异性。比如：丁腈橡胶自身结构特性决定了其可承受温度变化区间较小，油封使用丁腈橡胶材质，如果其材质温度始终保持在80-85℃之间，其汽车运作瞬间温度不超过120℃，经过长时间使用，丁腈橡胶油封极易产生结构硬化以及破裂问题，进而造成油封密封不严，润滑油泄漏现象。

汽车运作环境的温度变化直接造成橡胶油封材质弹性变化，而油封自身结构弹性变化，一定程度上又会影响油封机械零件密封唇的综合抱紧能力，进而从根本上影响油封自身的密封功能。经过相关数据和信息进行进一步研究和探索，油封结构零件长期处于低温环境下，自身弹性模型总量直接提高了100倍作用。比如：汽车油封选择丁腈橡胶材质时，如果汽车外部环境温度从20℃下降至-40℃时，丁腈橡胶油封直径向力会大幅度增加，从而导致油封密封唇的整体抱紧力量随之提高。所以根据相关数据和实验可以证明，汽车油封机械零件在低温环境中，一般不会出现润滑油泄露现象，但是如果温度超出了油封机械零件的最大承受限度，那么同样会造成材料脆弱损坏，进而造成润滑油大量渗漏现象[3]。

2.2 橡胶基础性能

橡胶油封在零件生产过程中，自身的基础性能数据，对自身密封性也同样具有较大影响，比如：橡胶材质硬度、结构拉伸强度、抗击撕裂强度以及材质压缩永久变形性能等。而材料结构硬度直接决定了，橡胶油封材料的弹性数据模型量。通常情况下汽车高速油封机械零件，一般使用硬度较低的橡胶材质，从而可以满足油封基础唇口以及核心中轴的跟随功能。同时橡胶油封材质的抗拉伸强度、抗撕裂强度数据，直接影响油封机械零件主要唇口位置磨损程度，特别是油封抗撕裂整体强度。所以橡胶油封通常情况下需要汽车运行功率保持在25kN/m以上。

而汽车橡胶油封结构性能中，抗高压永久形变能力直接展现了橡胶油封在高温环境中，自身结构回弹数据性能，所以此项功能数据也成为油封主结构唇口回弹性能的核心标准。氟橡胶油封机械零件，由于自身材质中氟原子充分被引导使用，因此材料中具备优秀的抗高温性能、抗油性能以及抗腐蚀性能等，成为现阶段我国汽车油封零件生产过程中，比较稳定、安全和理想的橡胶材质。

为了确保氟橡胶油封材质的稳定性，技术人员针对不同生产企业、生产规模和性能进行相关试验和检测，最终得到相关数据结果。根据信息数据反馈来看，我国不同规模、技术以及生产模式下的氟橡胶油封，其内部结构硬度皆保持在70-75数值之间，以此作为基础，油封抗拉伸强度普遍大于10MPa，油封基础抗撕裂强度均大于或者等于25kN/m，其结构高压永久性形变基本上保持在50%以下。以上相关数据可以充分证明了，氟橡胶油封在实际汽车建造结构中，具有较为理想和安全的数据功能，所以现阶段我国绝大部分汽车制造中，氟材质橡胶油封被大力宣传和推廣，成为了代替传统材质油封的重要材料之一。

3 结束语

由此可见，油封机械零件，表面看似结构十分简单，但是在实际生产过程中，其工作原理十分复杂，并且影响油封机械性封闭性能的因素较多。在油封相对复杂的运作情况，以及各种外界影响因素的作用下，油封材质之间的关联性不仅增加了汽车结构设计以及生产的困难度，还增加了后期汽车运行的维修成本。为了有效保证汽车内部结构的密封性能，科学、合理的选择油封材料，搭配最优化的汽车结构设计，是确保油封结构密封性能的必要基础条件。

参考文献：

[1]赵婧.动态硫化法三元乙丙橡胶密封条配方研究[J].橡塑技术与装备， 2020，v.46;No.465（05）：22-27.

[2]郭蕊蕊.汽车变速器油封密封试验台的开发及应用[J].拖拉机与农用运输车，2020，v.47;No.273（01）：52-54.

[3]贾永峰，刘洪，王鸿鼎，等.聚四氟乙烯油封主要参数及材料性能对密封有效性影响研究[J].内燃机与配件，2020， 000（004）：35-36.