陳黃梅
（奇瑞汽車研發總院（yuàn）動總集成研究院，安徽蕪湖（hú）　241009）

　　【摘　要】汽車空調是一個較新（xīn）的行業，它在20世紀（jì）90年代才來（lái）到我國，因此，與汽車空調有關的技術及設計標準（zhǔn）大都來（lái）自（zì）國外，包括汽車空調O型圈的設計和校核，我國還沒有完善的標準體係。本文將針對“汽車空調O型圈的設計和校核”這一主題進行闡述，使大家對（duì）這方麵的內容有一個更加深入的了解。

　　關（guān）鍵詞：壓縮率；伸長量；拉伸率
　　0　前言
　　汽車空調O型圈價格（gé）便（biàn）宜，製造方法較為簡潔，易安裝，功能完善，在汽車空調行業應用的範圍（wéi）較廣。而為了（le）使O型圈在（zài）空調係統（tǒng）密封中發揮出更加（jiā）穩定、更（gèng）加牢靠的作用，做好汽車空調O型圈的設計和校核工作（zuò）是非常有必要的。
　　1　O型圈的（de）概述與密封原理
　　1.1　O型圈概述
　　O型橡膠圈密封圈簡（jiǎn）稱O型圈，是一種截麵形狀（zhuàng）為圓形的橡（xiàng）膠圈。O型密封圈（quān）是液壓、氣動係統中使用Z廣泛的一種密封件。O型圈有良（liáng）好的密封性能，即可用於（yú）靜密封，也（yě）可用於動密封中。不僅（jǐn）可單獨使用，而且是很多組合（hé）式密封裝置中的基本組成部分（fèn）。它的（de）使用範圍很寬，如材料和尺寸選擇得當，可以滿足各種介質和各種運動條件的要求。
　　1.2　O型圈密封原理
　　O型（xíng）密封圈是一種擠壓式密封，擠壓型密封的基本工作原理是依靠（kào）密封件發生彈性變形，在密封接觸麵上造成接觸壓力，接觸壓力大於被密封介質的內壓，則不發生泄漏，反之則發生泄漏。
　　1.3　汽車空調O型圈材料選擇
　　O型圈的材料有很多，例如：天然橡（xiàng）膠（NR），丁苯膠（SBR），丁基橡膠（IIR），但（dàn）是，汽車空調O型圈的材料是氫化丁腈膠（HNBR）。
　　氫化丁腈膠（HNBR）是丁（dīng）腈（jīng）膠在氫化（huà）後得（dé）到的物質，氫（qīng）化丁腈膠（HNBR）與丁腈膠相比，耐溫性、耐候性都更為理想。氫化丁腈膠（HNBR）的溫度範圍（wéi）是：-25攝（shè）氏度至（zhì）150攝氏度。氫化丁腈膠（HNBR）的抗磨效果、抗撕效果、抗張效果都很好，它在各種大氣（qì）條件下的（de）抵抗性都較好。
　　2　汽車空調O型（xíng）圈的設計
　　汽（qì）車空調O型橡膠密封尺寸按照國家標準GB3452.1液壓氣動用橡膠密封圈（quān）尺寸係列設計，汽車O型橡膠密封尺寸公差（chà）按照GB3452.1液壓氣動（dòng）用橡（xiàng）膠密封圈尺寸公差標準（zhǔn）設計。
　　2.1　壓縮率
　　壓（yā）縮率設計公式：壓縮率=（O型圈斷麵直徑（jìng）—溝槽深度）÷O型圈斷麵直徑×100%

　　設計人員在設計壓縮率的時候，要（yào）注意以下三點：a、密封的基礎麵積要達到相（xiàng）關標準；b、要盡量避（bì）免變形情況的發生；c、摩擦力（lì）必須要（yào）控製在合理的範圍之（zhī）內。壓縮率的具體範圍要根據以下幾種情況確定（dìng）：圓柱密封，壓縮率：10%~15%；平（píng）麵靜密封，壓縮率：15%~30%；往複運動密封，壓縮率10%~15%；旋轉運動密封，壓縮率3%~8%；在摩擦（cā）力較小的條件下，壓縮率：5%~8%。
　　2.2　伸長量
　　伸長量計算公式：O型圈內徑伸長率=（O型圈安裝溝槽底徑—O型圈實際內（nèi）徑）÷O型圈（quān）實際內徑（jìng）
　　在安裝後，設計人員Z需要注意的就是O型圈（quān）的（de）伸長量，伸長量（liàng）的範（fàn）圍（wéi）推薦在1.03~1.05之間。
　　2.3　拉伸率
　　拉伸率（lǜ）設計公式：拉伸率=（軸徑+截麵直（zhí）徑）÷（O型圈內徑+截麵直徑）×100%
　　O型（xíng）圈裝入軸中後，會出現拉伸，如果無拉伸，裝配時容（róng）易脫出，如拉伸過大，會導致O型圈截麵積（jī）減少（shǎo）太多，出現泄（xiè）漏（lòu）。拉（lā）伸率的大體（tǐ）範圍為：在1%~5%之間。
　　2.4　間隙
　　在設計時，設計人員（yuán）應該盡可（kě）能的縮小間隙。O型圈溝槽徑（jìng）向（xiàng）間隙要（yào）符合相關規定，防止（zhǐ）O型圈在間隙中被擠出。被（bèi）密封元件的徑向間隙與係（xì）統壓力、O型圈截麵直徑、O型圈的硬（yìng）度有著密不可分的聯係。
　　2.5　圓角
　　槽口圓角半徑在0.1~0.2mm之間，可以有（yǒu）效避免O型圈在裝配時出現（xiàn）劃傷問題；槽底圓（yuán）角半徑在0.1~1mm之間，避免（miǎn）出現應力過（guò）於集中的現象。
　　2.6　溝槽
　　溝槽體積要（yào）比O型圈體（tǐ）積大15%。溝槽較易加工（gōng），在設計溝槽的時候，除要確保精度、尺寸外，還要保證溝槽（cáo）容易拆卸。
　　溝槽寬度：溝槽寬度（dù）過窄，溝槽容易磨（mó）損（sǔn）；溝槽寬度太寬，溝槽容易（yì）扭曲。
　　溝槽深度：槽深的設計決定（dìng）O型圈的設計（jì）壓縮（suō）量，溝槽深度加上間隙小（xiǎo）於O型圈自（zì）由狀態下（xià）O型圈的線徑。
　　O型安裝溝槽深（shēn）度（dù）推薦如（rú）下：
　　d0=O型圈斷麵直徑，b=溝槽（cáo）寬度，H=溝槽深度
　　（a）當d0=1.2mm，b=1.5mm時，溝槽深度為：活塞密封，H=1.05mm；活塞杆密封，H=1.08mm；靜密（mì）封（fēng），H=0.9mm；
　　（b）當d0=1.8mm，b=2.2mm時（shí），溝槽深度為：活塞密封（fēng），H=1.58mm；活塞杆密封，H=1.64mm；靜密（mì）封，H=1.3mm；
　　（c）當d0=2.65mm，b=3.4mm時，溝槽深度為：活塞密封，H=2.38mm；活（huó）塞杆密（mì）封，H=2.44mm靜密封，H=2.0mm；
　　（d）當d0=3.55mm，b=4.6mm時，溝槽深度為：活塞密封，H=3.25mm；活塞杆密封，H=3.34mm；靜密封，H=2.7mm；e、當d0=5.3mm，b=6.9mm時，溝槽深度為：活塞密封，H=4.87mm；活塞杆密封，H=5.01mm；靜密封，H=4.0mm；
　　（f）當d0=7.0mm，b=9.30mm時，溝槽深度為：活塞密封（fēng），H=6.48mm；活塞杆密封，H=6.65mm；靜密封（fēng），H=5.4mm。
　　槽（cáo）楞外圓角（jiǎo）：r=0.1～0.2mm；槽底圓（yuán）角（jiǎo）：R=0.2～0.5mm
　　溝槽的形狀有很多，具體如下（xià）：矩形溝槽（cáo），在靜密封和動（dòng）密封中較為常見；V型溝槽，適用於靜密封和低壓條件（jiàn）下的動密封，但是，V型溝槽摩擦力大（dà），所以，V型溝槽並不經常被使用；半圓形溝槽，適用於旋轉密封運動（dòng）；燕（yàn）尾型溝槽，適用於摩擦力較小的密封中，但（dàn）是這種溝槽（cáo）的工藝性能（néng）不是很高（gāo），實用（yòng）性較低。
　　2.7　汽車空調O型圈安裝注意事項
　　（1）O型圈為橡膠（jiāo）製品，存放的環境溫度不宜過高（低於150度），1避免（miǎn）長時間的高溫造成O型圈的老化。
　　（2）帶有（yǒu）O型圈的管路接頭裝（zhuāng）配前，需進行必要的現場（chǎng）自檢，確（què）認O型圈是否在其要求的工況位置，規避運輸，搬運過程（chéng）中（zhōng）存在的潛在失效風險。
　　（3）裝配前（qián）塗油，避免摩擦（cā）過大造成O型圈損壞。
　　（4）在管（guǎn）路安裝的時候，要使接頭和對接麵保持同心（xīn）度，防止（zhǐ）在傾斜的時候工人用力對接造成O型圈損壞。
　　（5）管路裝配時，接頭的（de）堵蓋要做到即拆即用，防（fáng）止拆（chāi）掉時長時間不裝，造成劃（huá）傷、破損。
　　3　汽車空調O型圈的校核
　　3.1　管路各接口處O型圈的校核
　　校核（hé）O型圈，主要要看壓縮量、伸長量和拉伸率。壓縮量偏大，會產生泄漏（lòu），密（mì）封效果不良；拉伸過大（dà）會造（zào）成密封不良、O型圈的壽命減少。
　　3.2　汽車O型（xíng）圈校核結果判定如下：
　　壓縮量（liàng）：15%~25%——國標（biāo）及設計手冊推薦
　　伸長量：1.03~1.04——國標及設計手冊推薦
　　拉伸率：2%~5%——國標及設計手冊推薦
　　4　結語
　　汽車空調O型圈的設計不當，不單單會影響汽車空調O型圈的使用性能，還會加大它的（de）損壞程度。
　　O型（xíng）圈設計完成後，主要的（de）工作就（jiù）是校核，根據校核結果對設計進行修正。

　　參考文獻
　　[1]章（zhāng）習柱.O形圈在低壓氣動裝置中的使用[J].液壓與（yǔ）氣動（dòng），2010，10（12）：68-69.
　　[2]馮（féng）利軍，臧彥斌.O型密封圈的選擇（zé）與設計[J].現代車用動（dòng）力，2011，3（10）：32-33．
　　[3]國家標準GB/T531.1、GB/T6031、GB3452.1、GB3452.3等.

來源：《科（kē）技視界》2015年第（dì）5期