一、问题起因

   BJ2021发动机的水泵密封垫片、节温器密封垫片、前盖密封垫片、汽油泵密封垫片、机油泵密封垫片、机油盘（油底壳）左、右密封垫片、分电器密封垫片等，8种密封垫片，美国原装件的材质为非石棉无机纤维和丁腈橡胶打浆抄取热压硫化的板材。国产化件借用Q492发动机的经验，选用了软木与丁腈橡胶混炼热压硫化的板材。国产化件批量生产后，长期存在严重的质量问题。垫片装配后扭矩自动下降，下线发动机热试车时泄露，热试后扭矩下降更严重。扭矩下降的垫片数量几乎{bfb}，扭矩下降值一般为50%左右，有时达到{bfb}，即扭矩下降到零。尤其严重的是水泵垫、前盖垫、汽油泵垫、机油盘(油底壳)垫。这些问题主要是垫片的制造质量问题，如混炼不均匀，热压硫化时欠硫化或过硫化等。但更主要的是材质本身属低压型材料，在较高压强下软木填料损坏，垫片产生蠕动变形和屈服变形，因而扭矩下降严重，产生泄露。对于欠硫化或过硫化垫片，发动机热试车后则扭矩值可能下降到零。

二、解决问题的思路与实践

要想解决这些质量问题，首先需要讨论一下密封的机理，密封垫的功能，和密封材质的性能问题。无论动密封、静密封、机械密封、非金属件密封、金属管接头密封，有一个相同的机理，即靠密封件的弹性和一定的压紧力来保持密封，否则必然泄露。

水泵密封垫掉扭矩和泄露最严重。水泵垫有两种功能：密封和承受较大的载荷。它的螺钉装配扭矩为30.5NM，折算到垫片的压强为31.1（公斤∕平方厘米），水泵{zd0}水压为1.2（公斤∕平方厘米）。水泵轴伸出端刚性连接住皮带轮和硅油风扇（约重三公斤）。水泵轴相当一个悬臂梁，梁长约150毫米（从泵壳体安装面到泵轴伸出的端部。梁端有垂直向下的三公斤重物载荷及约45°的横向皮带拉力。水泵轴装   在水泵壳体上，壳体由4个螺钉装  在发动机缸体上，垫片就在其间。所以此垫片承受较大的复杂载荷。故其安装扭矩较大，要求垫片的强度、硬度和弹性也较大。定性看，垫片上部压强小，下部压强大，因而泄露规律也多出现在上部。在这种情况下，低压型的软木橡胶密封垫，根本不能保证不掉扭矩不泄露。因为软木橡胶板材的工作压强的上限为28（公斤∕平方厘米）。从水泵垫片的功能看，必须选用高压型的无机纤维丁腈橡胶打浆抄取热压硫化的板材，才能保证不掉扭矩不泄露。

请看两种材料垫片的性能对比。

                两种复合材料垫片的性能对比表

                    单质材料性能表

             两种材质密封垫片装配试验后的扭矩变化表

    两种复合材料的胶粘剂都是丁腈橡胶，所不同的是其填料或增强材料。软木填料呈粉末状或小颗粒状，抗压和抗拉强度较低，故其软木橡胶复合材料垫片在较高压强下软木受到破坏，一方面容易产生蠕动变形，同时也容易产生屈服变形，这就是扭矩下降和泄露的根本原因。软木橡胶板材在隔热及减震方面是好材料，但在承受较大压力载荷方面就不是好材料。无机纤维呈纤维状，抗拉强度较高，它与丁腈橡胶打浆抄取热压硫化的垫片，无机纤维呈纵横交错均匀分布状态，受压时垫片不容易产生蠕动变形和屈服变形。材料的压缩率较低，而压缩回复率较大，所以垫片装配后扭矩不下降也不泄露。从试验中还得出规律，成品件的硬度必须在邵氏A95度以上，才能满足性能要求，这也是检验产品是否合格的一个重要指标，美国图纸上没有这项要求。

三、结论

发动机一般密封垫片选取非石棉无机纤维橡胶打浆抄取热压硫化的板材是正确的选择。特殊密封垫片除了保持密封，又要保持较大的扭矩，承受较大的载荷时则用钢骨架∕丁腈橡胶复合垫片，如水泵密封垫片应该是这种发展方向。据说上海大众轿车的水泵密封垫片已经采用这种结构。发动机的各种密封垫片是比较简单的零部件，但所起的作用是不能忽视的。因此密封垫片是必须认真对待的一个重要的技术问题。

四、经验总结

1、  没有特殊原因时，必须坚持原设计的材料、结构、工艺方法和技术标准进行国产化。

2、  高清原设计的意图是国产化的核心问题。引进先进技术的目的，是在消化吸收的基础上，发展自己的技术，最终赶超世界水平，提高我国的{dy}生产力。