发动机依靠曲轴前、后油封实现对曲轴旋转运动的密封功能,保证了发动机缸体内有良好的润滑,减低摩擦产生的功率损耗。为了满足汽车的节能减排的要求,各大汽车制造商都在千方百计的降低汽车燃料的损耗率,所以,开发具有良好密封性能的低摩擦扭矩的油封,是油封未来的一个主要的发展方向。在油封唇口部位橡胶材料性能的前提下,对油封结构进行不断优化与研究,尤其是通过对油封腰部及唇口部位的结构的改进,简化油封本身的结构,提高油封性能的可靠性,降低对轴的径向力,即可在一定程度上实现节能降耗的目的,也可改善发动机的整体性能。通过对油封结构发展历史的研究,及目前橡胶等高分子材料技术的不断发展,具有低摩擦扭矩、低径向力、结构简单的无簧油封是未来的发展方向之一。本文所开发的无簧油封是以潍柴WP12发动机的工况条件为设计输入,针对该发动机的工况设计开发一种新的无簧油封结构。主要研究内容包括以下三个方面：第一,对无簧油封结构进行设计。首先对油封结构的发展历史进行研究总结,然后以现有PTFE结构无簧油封及耐油硅橡胶端面密封式组合油封唇口部位结构为原型。结合两个密封的基本原理,在这个原型的基础之上提出一个结构模型,按照这个模型设计出几个具体的结构方案。然后,通过有限元分析等方法,从其中选出一个最佳的结构方案,并对这个方案进行详细的设计。第二,对橡胶配方进行改进。根据发动机工况的要求,结合新结构无簧油封的特点,对现有的生胶材料进行替换,并将配方做部分调整,使材料与结构能更好的互相适应,充分发挥出各自的最佳性能。第三,对样品进行试验与测试。根据详细的设计方案,加工出硫化模具,用改进后的橡胶材料硫化出符合要求的产品。选择一种相同规格、相同用途的有簧油封作为参照组,对径向力、摩擦扭矩、泵吸能力等油封的基本性能参数进行测试和理论计算。并对得出的结果进行分析比较。通过对试验结果的分析,我们可以发现,新型的无簧油封在这些性能上完全超过有簧油封。径向力和摩擦扭矩分别降低54.66%和79.4%,而泵吸流体能力提高5倍以上。这些数据表明新的无簧油封基本性能达到了设计目的,在降低了对发动机的功率损耗的同时,提高了唇口的密封性能。最后,通过对样品进行1000小时的寿命试验,证明密封性能的耐久性与稳定性,产品结构设计和橡胶配方设计完全达到了设计目的,设计目标圆满完成。