采用冲出压强对比试验 ,识别出影响碗形塞密封效果的关键 因子并确定碗形塞的最优方案 :材料为 S304%过盈量为 0. 167-0. 272 mm、 压入深度应为 2. 5-3. 5 mm， 密封胶 品为 T48#多轮发动机台架和整车道路试验表明 ,碗形塞密封方案完全可以应用于高性能发动机缸盖水套 、 油 道等处的密封 。关键词 :发动机 ;集成排气歧管 ;缸盖 ;水套 ;碗形塞中图分类号 :TG249.2； U466 文献标志码 :A 文章编号 ： 1673-6397 ( 2020 ) 04-0070-5引用格式 ： 田身军，李德银 ,项大伟，等.气缸盖铸造工艺孔密封方案的研究与应用 ［J］.內燃机与动力装置， 2020 ,37 ( 4 ) %70-74.TIAN Shenjun, LI Deyin, XIANG Dawei, et al. Research and application of sealing for casting process hole of cylinder head' J］. Internal Combustion Engine 过盈量为 0. 15-0.28 mm时 ， 压装力平稳增长 ， 增幅不大 ;过盈量为 0- 3-0. 4 m叫压装力陡增 ； 过盈量大于 0- 4 mm时 ， 压装 力先下降至 2 - 8 kN后继续增大 ， 直至无法压装 。可见过盈量为 0. 15-0- 28 mm时 ， 压装力比较平稳 ,0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8过盈量 /mm图 7 '20 mm碗形塞过盈量与压装力的关系第 4 期 田身军，等 : 气缸盖铸造工艺孔密封方案的研究与应用 73易于工艺控制 ， 故过盈量取为 0. 167-0.272 mm#2. 2. 3 压入深度相同材料 、 相同过盈量条件下 ,碗形塞压入深度与压 装力的关系如图 8 所示 #由图 8 可知 ， 压入深度超出 1 mm后 ， 压装力逐步下降 ;当压入深度大于 7.5 mm后 ， 碗形塞压到底孔 ， 因此压装力迅速增大 #为保障压装一 致性 ， 压入深度统一为 2. 5 - 3. 5 mm*孔口有 1. 5 mm倒 角 ） 。2. 2. 4 胶品根据碗形塞的应用环境 ， 密封胶品需要有较好的剪 切力和耐高温性能 #参考胶品说明书 ,T47、 T48和 T78 3 种胶品符合条件 ， 胶品的相关性能参数见表 1 #依据图 4所示的试验方法 ,在相同材料 * DC04 ） %相同壁厚 * 1 mm） 、 相同环境温度 * 180 l） 条件下 ， 测试 3 种胶品在不同过盈量下的冲出压强 ， 结果如图 9 所示 #由图 9 可知 ,T48的抗冲击性能最佳 #表 1 胶品性能参数表胶品牌号 剪切压强 /kPa 工作温度范围 /lT47 13 780 $ 149T48 24 976 $ 180T78 19 981 $180注 : 在 22 l环境温度中存放 24h后测试得到过盈量 /m不同胶品冲出压强试验结果9图2.2.5材料选择壁厚相同 、 材料不同 * S304和 DC04） 的碗形塞 ， 使用同种 胶品 ， 在 180 l环境温度下测试 2 种材料在不同过盈量下的冲出 压强 ,测试结果如图 10 所示 。 由图 10 可知 ,S304材料的冲出压强 远高于 DC04,这与材料本身的物理性质相关 。碗形塞材料 S304、 DC04和缸盖材料 A356的机械 、 物理性能如 表 2 所示 ， 由表 2 可知 ， S304材料除了有较高的机械性能外 ， 其热 膨胀系数与缸盖材料 A356非常接近 ， 在温度交变条件下 ,S304材 料的碗形塞依然与缸盖有较好的接触 ,保证良好的密封 。综合以上试验分析结论 ， '20 mm碗形塞的最佳设计方案是 :过盈量为28Edw^bfl-H迂图 10 不同材料碗形塞冲出压强试验结果0.167-0. 272 mm,压入深度为 2. 5 - 3.5 mm， 密封胶品为 T48,碗形塞的材 料为 S304#2.2.6其他影响因素除以上的关键影响因素外 ， 冲出 压强还和工艺孔加工的表面质量 、 涂 表 2 碗形塞材料的机械 、 物理性能参数材料牌号 屈服强度 /MPa 抗拉强度 /MPa 延伸率 /% 膨胀系数 /（ “l ）A356 '210 ' 290 '4 18.0S304 '205 ' 520 ' 40 17.3DC04 $ 210 ' 270 ' 34 12.0胶位置 intearated exhaust manifolS; cylinder head; wter jacks； sealing cap(责任编辑 :郎伟锋 )
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