发动机正时室密封 & 我所了解的几款FIPFG方案

作者是汽车动力总成行业的专业人士，委托本账户及胶我选官方账号发表

内燃机是传统燃油车最重要和最广泛的动力来源。无论汽车形态如何演变，人们对于发动机的要求是永远不变的：

• 更高的比功率（比功率越大汽车的动力性越好）
• 低能耗
• 低污染或0污染物排放
• 长使用寿命以及操作安全性
  
  

1、发动机的正时系统

“正时系统”是发动机配气机构的重要组成部分,是保障发动机呼吸顺畅的重要因素之一。

其主要通过控制气门开闭的时刻,准确的实现定时开启和关闭相应的进、排气门,使新鲜充量的空气得以及时进入气缸,废气得以及时从气缸排出,保证发动机具有正常、良好的动力输出表现。

发动机正时皮带

正时系统出现问题后,无法按照车辆设计时的发动机管理逻辑运行,车辆不正常的点火会使车辆出现爆震,使车辆燃烧不充分,极易在燃烧室生成大量积碳导致活塞环卡死。

但是正时室内的工作环境非常恶劣，面临极端高低温、水浸、机油或润滑油的污染等考验。这些环境因素会导致机械结构的老化，增大摩擦系数，更会对精密部件造成永久性的损害。

为了保证发动机在恒定负载下能够持续提供无故障的动力，必须对正时室内的正时皮带等部件进行有效的密封防护。

发动机正时皮带

由于发动机的不同部位和不同面压所要求的材料性能差异很大，因此需要有针对性的进行材料选择。

例如发动机油底壳和气门室罩盖等零件往往采用工程塑料或金属薄板冷冲成型工艺制成，材料刚性较低，容易造成法兰面压力不足密封不平整的问题。

因此在这种情况下密封必须采用低密度，高压缩，高回弹的材料方案。特殊情况下，还要采用遇油能适度膨胀的自密封材料方更为可靠。（信源：朱春伟.汽车发动机密封材料的现状与发展方向）

2、主流的FIPFG解决方案

由于有机硅材料具备出色的压缩永久变形性能、电性能、耐臭氧性能、耐高低温性能，可以在 -60~250°C下长期使用，短期可在-70~300°C范围内使用。（信源：周宇飞 朱熠 张彦彪.越野车发动机密封制品的结构设计及材料选用）

而做为FIPFG类产品，除了材料的可靠性参数，触变性是另一个重要的指标，直接关系到方案是否在工艺层面能否实现。

触变性是某些液体在静止时具有凝胶状稠度，但在受到剪切应力时摊开变薄的特性。如果密封材料的触变性较好，即便法兰面没有沟槽结构，胶体也可按照人的意愿维持更接近于1:1的宽高比。这对于包括平面及陡坡结构的三维轮廓密封都是非常重要的性能。

高触变性材料可形成更接近于1:1宽高比的胶条

FIPFG产品在正时室外壳的点胶工艺

正时室外壳FIPFG发泡方案成品

当然，做为FIPFG方案来讲，材料的发泡倍率、发泡硬度、断裂伸长率、断裂拉伸强度、压缩回弹率、永久压缩形变率、吸水率、阻燃等级等都是很重要的指标。在此暂且不展开讨论了。

目前，有机硅FIPFG材料的生产技术集中在少数材料厂商手中。对于发动机正时室的密封，几个比较成熟的有机硅泡沫密封材料可做为解决方案纳入视野：

主流FIPFG发泡密封方案（根据公开信息整理，仅供学习交流不做商业用途）

由于视野的局限，文中定然存在偏颇不足之处，欢迎切磋交流！

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