[摘 要]柴油机湿式气缸套水封圈及水封槽的结构设计。
　　[关键词]水封圈、气缸套、密封、水封槽、橡胶环
　　中图分类号：TH 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）14-0172-02
　　现代柴油机采用的气缸套形式主要干式和湿式两种。干缸套本身不产生冷却水的密封问题，而湿式缸套不仅冷却能较好，更换方便和制造简易，而且使机体的造型和清砂简便。同时，还可以通过合理布置加强筋的办法来提高机体的钢度。湿式缸套上部靠良好设计的凸缘压紧来保证密封；下部则需要用橡胶封圈来封水，其密封质量关系到柴油机冷却系统和润滑系统的正常工作，最终会影响到柴油机的性能指标及使用寿命。因此，湿式缸套下部的密封是个不容忽视的问题，对水封圈和水封槽进行精心的优化设计，才有条件确保柴油机性能的可靠性。
　　1、水封圈的结构
　　2、水封圈材料的选择
　　水封圈在高于常温下密封水和油两种介质，因此要求其材质必须具备耐水、耐油和耐热特点。目前国内水封圈所采用的几种主要材料列于表2。
　　比较以上几种水封圈材质的性能，并考虑加工工艺性和经济性等，从中选定“丁睛橡胶”为其制作材料。
　　3、水封槽结构设计
　　常选用的水封槽结构形式有三种（如图2所示），槽断面形状为矩形，单边有斜度的耳形和半圆形。
　　半圆形截面环槽虽加工工艺简单，但密封性较差；耳形截面环槽制造稍难，但密封性较好；矩形截面的环槽结构，其接触面为线状，且密封带较宽，故密封性能最好。当水封圈为橡胶制品时，环槽必须具有正好装入橡胶环的体积。橡胶环虽然容易变形，但它系非压缩性物质，所以槽大时就漏水，槽小时就被气缸套压缩而引起变形。
　　由于水封圈截面的擠压变形不均匀，因而在装入水封槽后所产生的应力，沿着接触宽度的分布也是不均匀的。在变形后的水封圈中，其接触应力的分布状况可用抛物线定律近似描绘。
　　4、实例设计分析
　　135系列柴油机原采用半圆形截面水封槽和天然橡胶“○”形水封圈（其结构尺寸如图4所示），长期以来一直存在水封圈装配困难，密封性不可靠及使用寿命短等质量问题。分析这种结构发现，水封槽截面的形状近似半圆形，从设计角度研究，认为这种形状的水封槽截面结构是不尽合理的，导致不易装配和装配后有时会发现密封性不良。从材料的选用上看，天然橡胶的基本性能是耐水、耐温、耐寒但不耐油，这就造成其使用寿命短。
　　重新设计的矩形截面水封槽和“O”型水封圈的结构尺寸示意图5。“O”型水封圈的材料选用丁晴橡胶。
　　实验结果，新设计的结构及选用的“o”型水封圈满足了135系列柴油机使用要求，解决了老结构存在的问题。
　　通过实际运行结果表明，柴油机湿缸套水封槽截面以矩形型为佳，在设计水封槽的结构尺寸时要遵循以上几条设计原则进行优化设计。
　　目前我厂现在使用的6135系列柴油机车辆（T140-1推土机、ZL50装载机、WH100挖掘机以及东方红《5》型内燃机车）均采用矩形水封槽及“O”型水封圈。使用效果良好。
　　参考文献
　　[1] 《东方红系列机车架修规范》.
　　[2] 《内燃机车的结构设计书》.
　　[3] 《内燃机车、T140推土机检修规程》.
　　[4] 《东方红五型内燃机车使用说明书》.