汽车制动管路锥形密封结构性能的优化设计.pdf

学兔兔 汽车制动管路锥形密封结构性能的优化设计 口 刘书天· 口 刘传波： 1．三峡大学机械与动力学院 湖北宜昌 443000 2。武汉理工大学机电工程学院 武汉 430070 摘 要：分析了管接头锥形联结结构的密封原理，确定了影响密封的关键因素。以某车型为例，运 用有限元分析，确定了各因素与密封性能的关系；通过设计正交试验，对锥形联结结构进行了优化设 计，提出了提高密封可靠性的方案。 关键词：锥形密封 有限元分析 优化设计 中图分类号：TH122；TH137．8+6 文献标志码：A 文章编号：1000-4998f2016)02—0043—04 在汽车众多安全性能指标中 ，制动性 能是关键性 指标之一 ，而制动管路密封性 的好坏直接影响整个汽 车制动系统。目前大部分微型汽车都采用液压制动系 统。即通过管道中的液体来传递制动压力。而管与管 之间是通过管接头来进行联结的，任何部位管接头的 泄漏 ，都会 导致 车辆 在制动时刹车失效 ，这不仅会浪 费人力 、物力 ，还可能会对车辆安全构成威胁。汽车制 动管路是通过管接头锥形联结结构来实现密封的[1-3]， 一 般采用 的形式是锥形 喇叭 口与锥形 凸台的接触密 封 ，尺寸很小 ，无法使用垫片或者密封圈 ，并且需要承 析，当喇叭口发生塑性变形时，如某车型制动管接头的 受较高的正负压 。 密封接触面压力为 645 MPa。即得到锥形密封结构的 由于管接头锥形密封的重要性 ，笔者通过分析锥 密封 比压为 645 MPa。 形联结结构的密封原理 ，确定 了影响密封性能的因素 ， 2 影响锥形联结结构密封性的因素 以密封面接触压力和喇叭口等效应力作为密封性能的 评价指标。通过有限元分析方法，确定了各因素与密封 锥形联结结构要实现密封 ．关键是要保证喇叭 口 性指标 的关系。通过设计正交试验 ，对锥形联结结构 内锥面与凸台外锥面的紧密贴合 ，以及喇叭 口外锥面 进行优化设计 ，确定结构密封性能达到最优时的各参 与联结螺母锥端 面的紧密贴合I5]。只有这些接触面紧 数的水平组合 。从而为管接头的结构设计提供理论指 密贴合，才能使密封面形成良好密封，保证锥形联结结 导 。 构 的密封。影响喇叭 口内锥面与凸台外锥面密封性能 的主要因素如下。 1 锥形联结结构密封原理 (1)喇叭 口内锥角。喇叭 口内锥面与凸台外锥面 锥形 喇叭 口与凸台的联结密封情况如 图 1所示 。 之间有一定的锥角差 ，锥角差越小 ，接触面贴合得越紧 先将联结螺母旋入 ，使 凸台的外锥面与喇叭 口的内锥 密，密封情况越好，但无锥角差时，将无法顺利装配。 面D相接触，形成线密封，起到定位作用。然后继续旋 喇叭口内锥角大小的不同，会导致其内锥面与凸台外 入联结螺母施加预紧力 ，喇叭 口发生弹性变形 ，随着力 锥面在施加预紧力之前的间隙不同。以及在施加预紧 的增大 ．喇叭 口发生塑性变形 。填补喇叭口与凸台面的 力之后所形成的密封面接触压力的不同 ．从而影响密 间隙 ，最终实现密封。 封面的密封性能 金属锥形密封主要是通过金属 的塑性变形来形成