CN109780211A - 汽车密封系统及密封装置 - Google Patents

Abstract

一种汽车密封系统及密封装置，密封装置包括：主密封唇；刚性部，嵌入主密封唇内，刚性部具有相对的第一表面和第二表面，第一表面相较于第二表面更靠近主密封唇的内环面，第一表面包括沿密封装置的轴向延伸的第一侧边和第二侧边，第一侧边和第二侧边之间的距离沿靠近密封装置的内端面的方向逐渐增加；刚性部的热膨胀系数小于主密封唇的热膨胀系数，当密封装置旋转时，主密封唇的内环面可产生凹槽以提高密封性能。随着密封装置逐渐停止转动，密封装置的温度下降，因主密封唇的热变形产生的凹槽消失。本发明实施例所提供的密封装置，具有较高地动态密封性能和静态密封性能。

Description

汽车密封系统及密封装置

技术领域

本发明实施例涉及密封技术领域，尤其涉及一种汽车密封系统及密封装置。

背景技术

轴封是防止泵轴与壳体处泄漏而设置的密封装置。常用的轴封型式有填料密封、机械密封和动力密封。轴封应用场景非常广泛，比如，用于汽车密封系统以及其他工业。

机械密封是利用两个平面互相摩擦运行的原理，达到密封的目的。旋转密封面安装于轴上，而固定密封面安装于密封壳体内。由于一个密封面是运动的，而另一个密封面是静止不动的，因此将这类密封称之为动态密封。

通常密封装置的主密封唇的内环面上开设有泵送槽，当密封装置高速旋转时，该泵送槽能够起到很好的密封作用。然而，当密封装置停止旋转后，尤其是液压油腔内存在一定压强时，存在液压油沿泵送槽泄露的风险。

因此，如何提高密封装置的密封性能，成为亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例解决的技术问题是提高密封装置的密封性能。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种密封装置，包括：

主密封唇；

刚性部，嵌入所述主密封唇内，所述刚性部具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面相较于所述第二表面更靠近所述主密封唇的内环面，所述第一表面包括沿所述密封装置的轴向延伸的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边和所述第二侧边之间的距离沿靠近所述密封装置的内端面的方向逐渐增加；

所述刚性部的热膨胀系数小于所述主密封唇的热膨胀系数，当所述密封装置旋转时，所述主密封唇的内环面可产生凹槽以提高密封性能。

可选地，所述第一表面的形状为三角形、梯形或半月牙形。

可选地，所述第一表面与所述主密封唇的内环面的距离小于或等于2mm。

可选地，所述刚性部的内端面与所述密封装置的内端面的距离小于或等于所述刚性部的轴向长度的1/3。

可选地，所述刚性部的周向宽度所对应的圆心角不超过10°。

可选地，所述刚性部嵌入所述主密封唇的加工工艺为硫化成型工艺。

可选地，所述刚性部的材质为钢材。

可选地，所述刚性部的数量为至少3个，所述刚性部沿所述主密封唇的圆周方向均匀分布。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种汽车密封系统，包括壳体，旋转轴以及上述的密封装置，所述旋转轴与所述密封装置的主密封唇相接触，所述壳体与所述密封装置的支撑部相接触。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下优点：

本发明实施例所提供的密封装置，包括：主密封唇；刚性部，嵌入所述主密封唇内，所述刚性部具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面相较于所述第二表面更靠近所述主密封唇的内环面，所述第一表面包括沿所述密封装置的轴向延伸的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边和所述第二侧边之间的距离沿靠近所述密封装置的内端面的方向逐渐增加；所述刚性部的热膨胀系数小于所述主密封唇的热膨胀系数，当所述密封装置旋转时，所述主密封唇的内环面可产生凹槽以提高密封性能。本发明实施例所提供的密封装置，在工作过程中，随着转速的升高，密封装置的温度会升高，当所述密封装置的转速较低时，所述密封装置的温度升高较小，刚性部与主密封唇均产生较小的变形；随着所述密封装置的转速的增加，密封装置的温度逐渐升高，由于刚性部的热膨胀系数小于所述主密封唇的热膨胀系数，从而主密封唇的热膨胀量大于刚性部的热膨胀量，从而主密封唇的内环面一侧会由于变形而产生凹槽，进一步地，由于所述刚性部具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面相较于所述第二表面更靠近所述主密封唇的内环面，所述第一表面包括沿所述密封装置的轴向延伸的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边和所述第二侧边之间的距离沿靠近所述密封装置的内端面的方向逐渐增加，因而主密封唇的内环面上所形成的凹槽的形状与所述第一表面的形状基本相同，根据上游泵送原理，此种形状的凹槽能够起到密封作用，防止液压油泄漏的作用。可以看出，本发明实施例所提供的密封装置，在旋转过程中，主密封唇的内环面会产生凹槽以增加密封性能，转速越高，密封性能越好，随着密封装置逐渐停止转动，密封装置的温度下降，由于主密封唇的热变形而产生的凹槽消失，即主密封唇的内环面恢复环形光滑面，因主密封唇与接触部件存在相对转动的情形，从而在转速较低或静止状态下可防止液压油泄漏。可以看出，本发明实施例所提供的密封装置，具有较高地动态密封性能和静态密封性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是一种密封装置的剖视图；

图2是本发明实施例所提供的密封装置的剖视图。

其中：1-固定部件；2-转动部件；3-支撑部；4-主密封唇；6-泵送槽；10-壳体；20-旋转轴；30-支撑部；40-主密封唇；50-防尘密封唇；60-刚性部。

具体实施方式

由背景技术可知，密封装置的密封性能仍有待提高。现结合一种密封装置，分析其密封性能仍有待提高的原因。

请参考图1，图1是一种密封装置的剖视图。

如图所示，一种密封装置包括支撑部3和主密封唇4，支撑部3与固定部件1相接触，主密封唇4与转动部件2相接触，主密封唇4的内环面上开设有泵送槽6，当密封装置工作时，该泵送槽6能够起到较好的密封作用，且转速越高，密封性能越好。然而，由于高速旋转时主密封唇4温度升高，当密封装置停止工作后，腔体内可能存在一定气压，液压油可能会沿泵送槽6流出，导致密封装置的静态密封性能不佳。

为了提高密封装置的密封性能，本发明实施例提供了一种密封装置，在工作过程中，随着转速的升高，密封装置的温度会升高，当所述密封装置的转速较低时，所述密封装置的温度升高较小，刚性部与主密封唇均产生较小的变形；随着所述密封装置的转速的增加，密封装置的温度逐渐升高，由于刚性部的热膨胀系数小于所述主密封唇的热膨胀系数，从而主密封唇的热膨胀量大于刚性部的热膨胀量，从而主密封唇的内环面一侧会由于变形而产生凹槽，进一步地，由于所述刚性部具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面相较于所述第二表面更靠近所述主密封唇的内环面，所述第一表面包括沿所述密封装置的轴向延伸的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边和所述第二侧边之间的距离沿靠近所述密封装置的内端面的方向逐渐增加，因而主密封唇的内环面上所形成的凹槽的形状与所述第一表面的形状基本相同，根据上游泵送原理，此种形状的凹槽能够起到密封作用，防止液压油泄漏的作用。可以看出，本发明实施例所提供的密封装置，在旋转过程中，主密封唇的内环面会产生凹槽以增加密封性能，转速越高，密封性能越好，随着密封装置逐渐停止转动，密封装置的温度下降，由于主密封唇的热变形而产生的凹槽消失，即主密封唇的内环面恢复环形光滑面，因主密封唇与接触部件存在相对转动的情形，在转速较低或静止状态下可防止液压油泄漏。可以看出，本发明实施例所提供的密封装置，具有较高地动态密封性能和静态密封性能。

需要说明的是，本发明实施例所提供的密封装置，适用于密封装置的主密封唇与接触部件存在相对转动的情形。所述密封装置可以用于轴封，比如，当主密封唇与连接轴接触，支撑部与壳体接触时，连接轴与主密封唇之间相对旋转的情形；或者，比如，当主密封唇与壳体接触，支撑部与连接轴接触时，主密封唇与壳体之间相对旋转的情形。在其他实施例中，所述密封装置还可以用于轴承密封，比如，主密封唇与轴承内圈接触，支撑部与轴承外圈接触时，轴承内圈转动的情形，或者，主密封唇与轴承外圈接触，支撑部与轴承内圈接触时，轴承外圈转动的情形。如无特殊说明，以下均以主密封唇与连接轴接触，支撑部与壳体接触，连接轴旋转为例，对本发明实施例进行清楚完整的说明。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图2，图2是本发明实施例所提供的密封装置的剖视图。

如图所示，本发明实施例所提供的密封装置，包括：

主密封唇40；

刚性部60，嵌入所述主密封唇40内，所述刚性部60具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面相较于所述第二表面更靠近所述主密封唇的内环面，所述第一表面包括沿所述密封装置的轴向延伸的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边和所述第二侧边之间的距离沿靠近所述密封装置的内端面的方向逐渐增加；

所述刚性部60的热膨胀系数小于所述主密封唇40的热膨胀系数，当所述密封装置旋转时，所述主密封唇40的内环面可产生凹槽以提高密封性能。

需要说明的是，提到所述刚性部的第一表面和第二表面是为了更易于说明，第一表面与主密封唇的位置关系，与所述第二表面相比，第一表面更靠近主密封唇的内环面。实际上，只要刚性部的第一表面满足上述形状要求，所述第二表面可以是面，也可以是线或者点。

为了进一步保证主密封唇40的内环面上能够产生起到密封作用的凹槽，所述刚性部60的第一表面与所述主密封唇40的内环面的距离不能太大，本实施例中，所述刚性部60的第一表面与所述主密封唇40的内环面的距离小于等于2mm。所述刚性部可以完全嵌入所述主密封唇内，也可以是部分嵌入所述主密封唇内，只要能够使所述密封装置在高速旋转过程中可以产生凹槽即可。

在一种具体实施例中，为了便于加工刚性部60，所述刚性部60的第一表面的形状可以为三角形、梯形或半月牙形。在其他实施例中，所述刚性部60的第一表面的第一侧边和第二侧边还可以是直线和弧线并存。

本发明实施例所提供的密封装置，在工作过程中，随着转速的升高，密封装置的温度会升高，当所述密封装置的转速较低时，所述密封装置的温度升高较小，刚性部60与主密封唇40均产生较小的变形；随着所述密封装置的转速的增加，密封装置的温度逐渐升高，由于刚性部60的热膨胀系数小于所述主密封唇40的热膨胀系数，从而主密封唇40的热膨胀量大于刚性部60的热膨胀量，从而主密封唇40的内环面会由于变形而产生凹槽，进一步地，由于所述刚性60部具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面相较于所述第二表面更靠近所述主密封唇40的内环面，所述第一表面包括沿所述密封装置的轴向延伸的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边和所述第二侧边之间的距离沿靠近所述密封装置的内端面的方向逐渐增加，因而主密封唇40的内环面上所形成的凹槽的形状与所述第一表面的形状基本相同，根据上游泵送原理，此种形状的凹槽能够起到密封作用，防止液压油泄漏的作用。

可以看出，本发明实施例所提供的密封装置，在旋转过程中，主密封唇40的内环面会产生凹槽以增加密封性能，转速越高，密封性能越好，随着密封装置逐渐停止转动，密封装置的温度下降，由于主密封唇40的热变形而产生的凹槽消失，即主密封唇40的内环面恢复环形光滑面，因主密封唇40与接触部件存在相对转动的情形，从而在转速较低或静止状态下可防止液压油泄漏。可以看出，本发明实施例所提供的密封装置，具有较高地动态密封性能和静态密封性能。

在一种具体实施例中，为了进一步保证密封装置的内端面也能够产生凹槽，所述刚性部60的内端面与所述密封装置的内端面的距离小于或等于所述刚性部60的轴向长度的1/3。所述刚性部60的内端面可以恰好位于所述密封装置的内端面上，甚至所述刚性部60的内端面可以伸出所述密封装置的内端面。

需要说明的是，所述刚性部60的内端面和所述密封装置的内端面均指的是当密封装置在工作状态时靠近液压油的一侧的轴向端面，以图2为例，即图2中的密封装置的右侧。

在一种具体实施例中，为了进一步保证密封装置的密封效果，所述刚性部60的周向宽度所对应的圆心角不超过10°。

需要说明的是，所述周向宽度所对应的圆心角指的是所述刚性部的第一侧边和第二侧边与所述密封装置的中心所围成的夹角。

本实施例中，所述刚性部60嵌入所述主密封唇40的加工工艺为硫化成型工艺。在将刚性部60和橡胶放入模具中硫化前，会对所述刚性部60进行表面处理，以增加刚性部60表面的粗糙度，同时，还会在所述刚性部60表面涂覆胶水，从而保证所述刚性部60和所述橡胶之间粘接牢固性，从而保证即使在较高温度的条件下，所述刚性部60和橡胶也不会脱离。

在一种具体实施例中，所述刚性部60的材质可以为钢材，以降低密封装置的成本。当然，在其他实施例中，所述刚性部60还可以是其他材质，只要能够保证所述刚性部60的热膨胀系数小于所述主密封唇40的热膨胀系数，都是可以的。

如图2所示，在一种具体实施例中，所述刚性部60的数量为至少3个，所述刚性部60沿所述主密封唇40的圆周方向均匀分布。从而可以在主密封唇40的周向方向上产生多个凹槽，进一步提高了密封效果。

继续参考图2，在一种具体实施例中，所述密封装置还可以包括防尘密封唇50，所述防尘密封唇50呈环状结构，所述防尘密封唇50连接于所述腰部的内表面上。防尘密封唇50不但能够防止油泄漏，也可以起到防止外界灰尘、水泥等污物进入的作用。

如图2所示，为了解决上述问题，本发明实施例还提供一种汽车密封系统，包括壳体10，旋转轴20以及上述的密封装置，所述旋转轴20与所述密封装置的主密封唇40相接触，所述壳体10与所述密封装置的支撑部30相接触。在工作过程中，随着转速的升高，密封装置的温度会升高，当所述密封装置的转速较低时，所述密封装置的温度升高较小，刚性部60与主密封唇40均产生较小的变形；随着所述密封装置的转速的增加，密封装置的温度逐渐升高，由于刚性部60的热膨胀系数小于所述主密封唇40的热膨胀系数，从而主密封唇40的热膨胀量大于刚性部60的热膨胀量，从而主密封唇40的内环面会由于变形而产生凹槽，进一步地，由于所述刚性60部具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面相较于所述第二表面更靠近所述主密封唇40的内环面，所述第一表面包括沿所述密封装置的轴向延伸的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边和所述第二侧边之间的距离沿靠近所述密封装置的内端面的方向逐渐增加，因而主密封唇40的内环面上所形成的凹槽的形状与所述第一表面的形状基本相同，根据上游泵送原理，此种形状的凹槽能够起到密封作用，防止液压油泄漏的作用。

可以看出，本发明实施例所提供的密封装置，在旋转过程中，主密封唇40的内环面会产生凹槽以增加密封性能，转速越高，密封性能越好，随着密封装置逐渐停止转动，密封装置的温度下降，由于主密封唇40的热变形而产生的凹槽消失，即主密封唇40的内环面恢复环形光滑面，因主密封唇40与接触部件存在相对转动的情形，从而在转速较低或静止状态下可防止液压油泄漏。可以看出，本发明实施例所提供的汽车密封系统，具有较高地动态密封性能和静态密封性能。

上述本发明的任一实施方式的一些构造可被包括在另一实施方式中，并且可用另一实施方式的对应构造代替。对于本领域技术人员而言明显的是，所附权利要求中彼此没有明确引用关系的权利要求可组合成本发明的实施方式，或者可在提交本申请之后的修改中作为新的权利要求包括。

虽然本发明实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (9)

1.一种密封装置，其特征在于，包括：

主密封唇；

刚性部，嵌入所述主密封唇内，所述刚性部具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面相较于所述第二表面更靠近所述主密封唇的内环面，所述第一表面包括沿所述密封装置的轴向延伸的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边和所述第二侧边之间的距离沿靠近所述密封装置的内端面的方向逐渐增加；

所述刚性部的热膨胀系数小于所述主密封唇的热膨胀系数，当所述密封装置旋转时，所述主密封唇的内环面可产生凹槽以提高密封性能。

2.如权利要求1所述的密封装置，其特征在于，所述第一表面的形状为三角形、梯形或半月牙形。

3.如权利要求2所述的密封装置，其特征在于，所述第一表面与所述主密封唇的内环面的距离小于或等于2mm。

4.如权利要求3所述的密封装置，其特征在于，所述刚性部的内端面与所述密封装置的内端面的距离小于或等于所述刚性部的轴向长度的1/3。

5.如权利要求4所述的密封装置，其特征在于，所述刚性部的周向宽度所对应的圆心角不超过10°。

6.如权利要求1-5任一项所述的密封装置，其特征在于，所述刚性部嵌入所述主密封唇的加工工艺为硫化成型工艺。

7.如权利要求1-5任一项所述的密封装置，其特征在于，所述刚性部的材质为钢材。

8.如权利要求1-5任一项所述的密封装置，其特征在于，所述刚性部的数量为至少3个，所述刚性部沿所述主密封唇的圆周方向均匀分布。

9.一种汽车密封系统，其特征在于，包括壳体，旋转轴以及如权利要求1-8任一项所述的密封装置，所述旋转轴与所述密封装置的主密封唇相接触，所述壳体与所述密封装置的支撑部相接触。