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摘要：文章針對發動機主油道錐堵泄漏的問題進行研究，從錐螺紋堵塞的密封原理、錐螺紋制造工藝、CAE分析和螺牙檢查手段等方面進行分析，為堵塞泄漏提供解決方案。最后通過氣密性檢測，證明了解決措施的有效性，解決問題過程中，使用剖切分析方法確認漏油點，使用CAE分析方法校核扭矩可靠性和安裝孔壁厚安全性，對發動機主油道錐堵的開發具有很強的指導性和實用性。

關鍵詞：錐螺紋；泄漏；大徑；牙高

引言

漏油是發動機疑難問題之一，而錐堵主要用來密封發動機主油道工藝孔[1]，一部分錐堵的安裝位置在發動機外部可見區域，其漏油會導致客戶抱怨。本文針對錐堵漏油問題，從密封原理，設計分析，生產工藝等方面進行分析研究，并提出了解決方案。

1問題描述

錐堵在開發過程中，早期并未發生泄漏，后期出現泄漏，更換密封膠和增大扭矩后得到解決，但是后續又產生了泄漏問題，在氣密性檢測時，少量數據超過限值，在后續測試中發生漏油現象。由此可見，需要找到根本原因才能解決錐堵漏油問題。

2原因分析

2.1工作原理

錐堵配合密封有兩種形式：直螺紋孔/錐螺紋堵塞，錐螺紋孔/錐螺紋堵塞，其工作原理是相同的，本文以直/錐配合為例來進行分析。錐堵裝配在鋁合金的直螺紋安裝孔內，錐堵表面有預涂膠，直螺紋孔/錐螺紋堵塞配合的密封原理：（1）錐堵材料比鋁合金硬，錐堵A截面[2]的螺紋中徑和大徑尺寸對應內螺紋尺寸，B截面的螺紋中徑和大徑尺寸均大于內螺紋對應尺寸，在安裝過程中，錐堵螺紋與內螺紋孔嚙合，與內螺紋基體干涉,內孔材料受到擠壓變形，從而填充螺紋副之間縫隙，在A面和B面之間區域達到密封效果。（2）60°螺紋本身具有自鎖和自密封功能；（3）預涂膠密封，在兩個擠壓的金屬面之間最大間隙內填充，來完成密封功能，若間隙過大，則無法實現密封功能。

2.2密封尺寸分析校核

錐螺紋應滿足標準定義的參數要求，錐度1:16，在有效螺紋長度L1范圍內，螺紋應滿足在A和B參考面上的尺寸。

2.3凸出高度分析校核

錐堵裝配后，外側可能會有零件，會產生干涉，需要計算錐堵凸出安裝孔端面的高度。堵塞整體長度C，凸出安裝孔面高度為J，錐堵B面的螺紋尺寸與直孔的螺紋尺寸一致，此處裝配位置理論上是貼合的，因此凸出高度J=C-B（此處應考慮公差），而錐堵打扭矩后，會繼續下降一定高度，因此，錐堵實際凸出高度是可以控制在一定范圍之內。另外，錐堵拆卸后，直螺紋孔受到的安裝應力大部分釋放；復裝錐堵時，內孔中受擠壓的螺紋并非前一次擠壓過的螺紋，而是下面未曾參與過盈擠壓的螺紋，相當于首次安裝錐堵，對螺紋孔的破壞風險低，而復裝后，錐堵將低于之前的安裝高度。但是錐/錐配合不建議復裝，需根據實際情況判斷。

2.4應力分析校核

由于鋁合金鑄件會預留錐堵安裝孔搭子位置，而機加工螺紋孔后，可能會產生偏心問題，導致螺紋孔壁厚不均勻，安裝錐堵后，局部應力集中，可能會產生安裝孔極小尺寸方向裂紋問題，會產生漏油問題。

3解決措施和驗證措施

針對大徑和牙高尺寸不到位情況由于本文錐堵采用內六角設計，節省了重量和尺寸空間，但也造成堵塞壁厚薄，加工外螺紋的OP30工藝中，會導致薄壁處內凹變形，導致螺紋大徑尺寸不合格，臨時措施采用內六角孔內插入芯棒，搓絲時，螺紋大徑和牙高能夠保持較好的形狀，氣密性檢測也驗證了此更改有效，確認控制大徑和牙高尺寸，是減少泄漏的有效途徑。因此，在此基礎上繼續調整螺紋加工工藝，改為滾絲工藝螺紋尺寸調整到位后，氣密性檢查控制在1%內，問題解決。

4結束語

（1）通過剖切安裝狀態的漏油堵塞，找到漏油點，據此查到關鍵控制參數：大徑和牙高，從而確認堵塞密封的原理在于錐堵螺牙擠壓鋁合金孔的基材，產生干涉和變形，鋁合金材料填充螺紋副之間的空隙，達到密封效果，密封膠只能在間隙較小的貼合面之間產生輔助密封效果。（2）通過調整螺紋加工工藝，從搓絲改為滾絲，零件尺寸調整到位密封問題解決。（3）錐堵上的螺紋比較特殊，不僅要控制中徑尺寸，還須控制大徑和牙高尺寸，因此，除了使用環規檢查中徑尺寸，還須投影法檢查兩個參考面上的大徑和牙高尺寸，才能保證密封有效性。（4）應用仿真軟件對錐堵安裝進行動力學分析，模擬錐堵安裝后的偏心和應力分布，為錐堵失效分析提供了有力的數據支撐，快速驗證了安裝扭矩的可靠性，快速有效，具有很強的實用性和經濟型。并對堵塞設計分析有很好的指導性作用。（5）螺紋機加工設備需要定期保養，避免設備磨損導致的螺紋失控。

綜上所述，本文為錐堵密封失效提供了有效的分析檢查方法，能夠及時找到堵塞失效的根本原因，為下一步問題解決指明具體的方向，具有很強的指導作用和應用價值。

參考文獻

[1]周龍保,劉巽俊,高宗英.內燃機學[M].北京:機械工業出版社,1998.

[5]高峰.傳動器注放油孔密封問題分析[J].汽車工藝與材料.2008(12):52-53.

作者：韓珍；沈杰；魏浩波 單位：上海汽車集團股份有限公司