[發(fā)明專利]汽車曲軸油封用材料

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• 申請日: 2017-11-10
• 公開（公告）號: CN107880563A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宣荃
• 申請（專利權(quán)）人: 黃山全晟密封科技有限公司
• 主分類號: C08L83/08
• 分類號: C08L83/08;C08L27/18;C08K13/02;C08K5/5425;C08K5/12;C08K3/34;C08K3/04;F16J15/3284
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于車輛技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種汽車曲軸油封用材料。

背景技術(shù)

油封是維持軸承壽命和保障機械設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的重要元件。汽車油封技術(shù)雖然已經(jīng)有了幾十年的發(fā)展歷程，但是油封仍然是機械設(shè)備中的最為薄弱的環(huán)節(jié)。進入21世紀，汽車業(yè)高速發(fā)展，汽車制造廠為了減少發(fā)動機的磨損，提高發(fā)動機的使用壽命和適應(yīng)環(huán)境要求減少排污量，制造出大馬力，節(jié)省燃料的小型發(fā)動機。也因此車身降低，發(fā)動機艙空間減小，從而使發(fā)動機罩下溫度提高到150℃左右。同時，汽車使用過程中油品隨之不斷改變，而油品中含有多種添加劑成分。隨著汽車高速化，燃油或多種添加劑的加入，對油封的使用要求如溫度、耐介質(zhì)性及精度不斷提高。

在汽車的多個部位都安裝有油封，如曲軸油封、主軸油封、凸輪軸油封、氣門油封、主動齒輪軸油封等，不同的位置基于其需求對油封材料的選擇有所差異，如汽車傳動軸的油封材料短期允許使用丁腈橡膠，而在高速發(fā)動機曲軸后油封對材料的要求更高，一般使用耐熱性能更好的丙烯酸酯橡膠。油封可以按照密封作用、特點、結(jié)構(gòu)類型、工作狀態(tài)和密封機理等分類。按工作方式可分為旋轉(zhuǎn)軸油封和往復用油封，按照有無金屬骨架和骨架位置可分為金屬骨架油封和無金屬骨架油封。

隨著汽車性能的提高，對油封的性能要求也越來越高，通過對傳統(tǒng)橡膠材料進行改性或者開發(fā)新的油封橡膠材料，可以獲得性能更好，滿足不斷發(fā)展的汽車發(fā)動機的要求。

常用的油封材料有丁腈橡膠、丙烯酸酯橡膠、氟硅橡膠，油封材料的選擇根據(jù)油封的位置必須考慮材料對工作介質(zhì)的相容性，對工作溫度范圍的適應(yīng)性等。工作溫度環(huán)境是決定油封壽命的最重要的因素，高溫會使橡膠老化變硬，低溫會使唇口部位變脆易碎，不同橡膠，耐溫能力不同，這常常是選擇油封材料的主要考慮的因素。在這些傳統(tǒng)橡膠中，氟硅橡膠具有優(yōu)異的耐熱、耐寒性和耐老化性，具有氟橡膠優(yōu)異的耐油性和耐溶劑性，但是氟硅橡膠存在力學性能、耐化學腐蝕性差，加工性能差的缺陷。

油封材料根據(jù)密封介質(zhì)選擇，不同橡膠與密封介質(zhì)的親和性不同，會出現(xiàn)橡膠的膨脹或收縮，如果油封唇部收縮過大，必然使密封部位過盈量減少，不能達到泵吸收能力，容易造成泄露，若膨脹量過大，唇部變形過大，其硬度、強度和延伸率均降低，唇部容易發(fā)生磨損，無法進行泵吸密封。

發(fā)動機曲軸后端采用的金屬骨架橡膠油封的作用是防止曲軸箱內(nèi)潤滑油泄露，其性能好壞直接影響發(fā)動機的技術(shù)狀況。如果油封材料選擇不合適，會直接影響曲軸油封的使用壽命。曲軸油封對材料要求主要有以下幾點：1、密封材料與被密封材料的相容性好；2、油封材料應(yīng)當具有好的強度、彈性形變、耐磨性、耐低溫、耐高溫和耐酸堿性；3、由于油封唇口摩擦產(chǎn)生熱量，對油封材質(zhì)的耐熱性要求要高。

早期對于發(fā)動機曲軸后油封采用的大多是硅橡膠，但是在高溫和新油品工作環(huán)境中，硅橡膠油封唇部容易變軟，彈性損失大，使用過程中極易磨損，產(chǎn)生泄露，因此密封壽命降低。

與硅橡膠相比，氟橡膠在高溫和新油品環(huán)境中能夠保持很好的彈性，唇部不變軟，不會產(chǎn)生泄露。但是在曲軸與唇口接觸點處容易產(chǎn)生碳化及碳聚集，阻塞螺旋結(jié)構(gòu)，容易造成唇下溫度升高，導致唇部泄露，降低使用壽命。此外，氟橡膠本身的耐酸性較差，限制了其在曲軸油封中的進一步應(yīng)用。

隨著國家對環(huán)境保護要求的提高，油封材料的環(huán)保性要求也越來越受到重視?？苫厥绽玫乃芰喜牧现饾u應(yīng)用于油封材料，近年來聚四氟乙烯塑料也成為油封領(lǐng)域研究的重點。聚四氟乙烯塑料是一種技術(shù)含量較高的產(chǎn)品，逐漸已經(jīng)適應(yīng)在國內(nèi)中高檔汽車，特別是發(fā)動機的曲軸油封、主軸油封，相對于傳統(tǒng)油封材料，通過對其改性獲得的油封材料具有優(yōu)良的密封性能和使用性能，化學穩(wěn)定性好，耐一切酸、堿等化學物質(zhì)，但是這種油封材料對環(huán)境要求較高，價格昂貴，應(yīng)用范圍還較窄。

將聚四氟乙烯通過物理、化學等方法，與傳統(tǒng)橡膠材料復合制成彈性復合材料，使油封材料兼具聚四氟乙烯和傳統(tǒng)橡膠材料的特性。

本發(fā)明就是針對發(fā)動機曲軸用油封材料進行研究，將改性聚四氟乙烯與氟硅橡膠配合形成復合材料，綜合改性聚四氟乙烯和氟硅橡膠的優(yōu)勢，使油封材料具有好的強度、彈性形變、耐磨性、耐低溫、耐高溫，密封性能好，并且耐酸堿性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種發(fā)動機曲軸用油封材料，其綜合改性聚四氟乙烯和氟硅橡膠的性能優(yōu)勢，使油封材料具有好的強度、彈性形變、耐磨性、耐低溫、耐高溫，密封性能好，并且耐酸堿性。

基于此，本發(fā)明提供一種發(fā)動機曲軸用油封材料，其包括改性聚四氟乙烯、氟硅橡膠和增容劑乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷。