空气干检技术在动力总成装配测试领域的研究与应用-毕业论文.doc

毕业设计（论文） 题 目 空气干检技术在动力总成装配测试领 域的研究与应用 专 业 热能与动力工程（内燃机1102班） 学 生 刘 超 学 号 631124130409 指导教师 尹燕莉 罗定生 前 言汽车行业是一个发展前景比较大的行业，也是变化比较大的行业。在经济高速发展的今天，汽车发展也是日新月异，我们与时俱进，跟进新时代需求，研发更多满足客服需求的产品，在汽车的舒适性，经济性，安全性方面寻求更多的创新。汽车最大的作用是扩大了人们日常生活的半径，加速了商品的运输速度，提高了人们生活的品质，让假期出行更加便利。纵观世界汽车产品技术的发展态势，汽车发动机正以优异的性能，更好的经济性，动力性和排放性为方向得到日益广泛的重视和发展，发动机是汽车的心脏，因此现在对发动机的性能要求越来也高，发动机趋于紧凑，发动机工作时，汽油机气缸内的温度最高可达两千多度，产生很大的热负荷和机械负荷，发动机的零件会受热膨胀，影响互相之间的配合间隙，甚至造成零件的强度下降，使润滑油失去润滑作用等，为了避免发动机过热，燃烧室周围的零部件（缸套、缸盖、气门等）必须进行适当的冷却。发动机装配不当或者零件本身表面的质量不好将使发动机在正常工作状态下密封不严，从而引起泄漏，密封性的好坏直接影响发动机的多种性能，因此检测机在热试验前即对发动机进行密封检测，以查找泄漏部位，并进行修理，使泄漏值控制在产品的规定范围内，从而使发动机工作在正常的泄漏状态，泄漏问题伴随着发动机整体性能的提高变得越来越突出，因此对发动机的泄漏检测技术进行研究具有十分重要的意义。随着泄漏检测技术的应用和发展，国外比较专业的厂商也已形成，但我国的气密性检测起步较晚，泄漏检测有着检测时间长，检测效率低，精度低，无法直接得到泄漏率等缺点，没有建立校准规范，对泄漏量的检测缺乏可溯源的国家标准。但现在大部分仪器已实现模块化、数字化和计算机化。未来以检测时间快，结果准确可靠，不污染工件等优点为目标，使整条生产线中对产品的检测更加便捷，达到要求的生产节拍，降低成本，以及对产品品质和环境的要求越来越严格。在泄漏检测技术中，首先要指出的是泄漏和不泄漏只是一个相对的概念，从理论上讲是没有不泄漏的，只是当泄漏的量值不超过一定的允许范围时，我们就认为是不泄漏的，或者说是合格的。泄漏检测技术目前已经达到比较成熟的阶段。各种派生的泄漏检测仪器品种繁多，用户可以根据自己的要求同有关的制造厂家洽谈。例如，要求测量容积的；要求在一个泄漏检测仪上顺序测量各不相同工件的多个参数；或者要求有视觉化功能的等等，这些都是可以实现的。 本课题主要针对空气干检技术在动力总成装配测试领域的研究与应用，介绍了检漏的仪器与方法，检漏技术的现状及趋势，优化泄漏试验，合理的设计水道试漏参数，了解试漏检测气路图，水道试漏生产流程制定，达到提高发动机出厂的质量，从而使发动机在整车运转时工作在正常的泄漏状态。2015届内燃机专业毕业设计（论文）目 录摘 要IABSTRACTII第一章 发动机三漏及影响11.1 发动机三漏11.2 漏水及影响11.3 漏油及影响11.4 漏气及影响2第二章 发动机试漏技术42.1 试漏概述42.1.1 试漏方法的选择42.1.2 试漏方法的分类52.1.3 影响试漏的因素52.2 试漏检测方法72.2.1 压力检漏法72.2.1.1 空气干检绝对压力法测量72.2.1.2 空气干检压差法测量92.2.1.3 层流管的流量式检测法92.2.2 真空检漏法102.2.3 各种试漏方法的比较102.3 试漏仪的类型及组成102.3.1 试漏仪的类型102.3.2 试漏仪的组成122.4 压差检漏仪检测行程及气路图简介152.4.1 检漏过程152.4.2 试漏检测仪气路图16第三章 发动机试漏工艺设计173.1 长安某款汽油机冷却水道结构173.2 水道检测工艺流程设计及设备设计193.2.1 工艺选择193.2.2 水道检测工艺流程图193.2.3 水道试漏设备设计203.3 泄漏检测设备的可靠性验收评定方法223.4 水道试漏工艺参数设计243.4.1 统计分析软件Minitab介绍243.4.2 气密测试参数主要参数243.4.3 参数制定步骤25第四章 发动机总成水道试漏生产流程制定334.1 设备评定及验收334.1.1 设备评定334.1.2 泄检机验收流程及重要内容334.2 参数制定354.3 泄漏检测设备系统精度及日常检查规范354.3.1 适用范围354.3.2 名词解释354.3.3 标准件要求354.3.4 标准漏孔要求364.3.5 日常检查内容及判定364.3.6 标准件及标准漏孔的存放要求37设计总结38致 谢39参考文献40摘 要随着汽车行业的高速发展，对发动机性能的要求越发提高，发动机的科技含量不断提升，漏水、漏油、漏气（简称“三漏”）问题也随着发动机整体性能的提高变得越来越突出。泄漏检测技术是检测发动机密封性的重要手段，泄漏检测发展初期有着检测时间长，检测效率低，精度低，无法直接得到泄漏率等缺点。随着泄漏检测技术的发展，泄漏检测已经广泛的应用到各类生产制造中。以检测时间快，结果准确可靠，不污染工件等优点为目标，使整条生产线中对产品的检测更加便捷，与生产节拍相适应，降低成本，以及对产品品质和环境的要求越来越严格。因此使用检测设备在热试验前即对发动机进行密封检测，以查找泄漏部位，并立即进行返修，避免在接下来的热试过程中因泄漏使发动机性能降低，甚至需要拆机大修，增加劳动力和成本。泄漏检测的主要目的是判断泄漏值是否在产品设计的规定范围内，提高发动机出厂质量，从而使发动机工作时处于最佳状态。因此，必须了解泄漏检测的基本方法和原理，要求对设备进行验收评定，对试漏研究参数进行优化设计，合理的制定生产流程，从而确保出厂的发动机都是质量达标的发动机。 关键词：三漏，泄漏检测技术，泄检工艺参数，泄漏检测设备1ABSTRACTWith the high-speed development of the auto industry, to increasingly improve the engine performance demands, improve the technological content of engine, water, oil, air (hereinafter referred to as three leakage) problem with the improvement of the performance of the whole engine is increasingly prominent. Leak detection technology is an important means of detection engine sealing, the early development of leak detection with testing time is long, low detection efficiency and precision is low, can not directly be disadvantages, such as leakage rate. With the development of the leak detection technology, the leak detection has been widely applied to the production of various kinds. To detect fast, accurate and reliable, do not pollute the workpieces, etc as the goal, to make the whole production line of products in the test more convenient, adapted to production rhythm, reduce costs, and more and more strict with product quality and the environment. So using testing equipment before the thermal test is carried out on the engine seal testing, to find the leak, and carries on the repair immediately, to avoid in the process of the next hot try make the engine performance of leakage is reduced, and even need to tear open machine overhaul, increase labor and costs. The main purpose of the leak detection is to determine whether a leak value within the scope of the regulations of the product design, so as to make the engine work in the best state. Therefore, It must be understand the basic methods and principle of leak detection, acceptance requirements for equipment evaluation and parameter optimization design research of leakage test, the reasonable formulation of the production process, to ensure that the factory of the engine are of standard quality.KEY WORDS: three leaks, leak detection, equipment acceptance, leakage rate2015届内燃机专业毕业设计（论文）第一章 发动机三漏及影响随着对发动机性能要求的提高，“三漏”故障在发动机的工作过程中经常出现，漏水、漏油、漏气使发动机在工作时候的性能变差，润滑冷却不足使零配件加速磨损，漏气使得启动困难，油耗增加，功率下降等多种问题出现。所以，为降低维修成本，提高质量，拓展销路，创造更有利条件，因此我们对发动机的“三漏”现象必须重视，要了解发动机“三漏”的机理和影响，提出相应的应对处理措施。1.1 发动机三漏发动机“三漏”是指漏水、漏油、漏气。泄漏是指流体系统出现的不必要的流入或流出。出现泄漏的位置集中在零部件的结合处及产品零部件本身质量问题。1.2 漏水及影响 汽车在行驶的过程中，如果发动机温度超过正常温度范围，或冷却水比一般情况下用得快，或者直接看得到汽车行驶过后留下的水渍，就是发动机冷却系统漏水。漏水的原因有下列几种：a.管路之间的的连接不紧；b.缸体与缸盖之间密封垫不平整1；c.螺栓的拧紧力不够至密封不严。 如果密封不严将带来许多问题，冷却水泄漏导致发动机冷却不足，温度升高，发动机的机械强度下降使寿命缩短，机件因受热膨胀过大破坏正常的配合间隙2，甚至造成零部件烧坏、粘结或活塞环卡死。机油冷却不足将导致机油变质，润滑效果降低，机件磨损加剧。发动机早燃和爆燃的倾向增加，使各组件承受较大的机械负荷和热负荷。 图1.1 发动机缸垫漏水 图1.2 桑塔纳发动机舱漏水1.3 漏油及影响发动机机油有润滑，清洗，冷却，减磨，密封五大功能，对提高发动机工况和延长使用寿命有着至关重要的作用，其泄漏将会影响发动机的性能，寿命降低，成本增加。其中渗漏途径有：a.管路之间的的连接不紧；b.缸体与缸盖之间的密封垫不平整；c.螺栓的拧紧力不够；d.机油窜入燃烧室燃烧，形成积碳；e.发动机使用年限较长，前后油封自然老化唇口处产生裂纹导致漏机油。如果密封不严，机油泄漏，导致发动机的润滑效果降低，机件磨损加剧，甚至造成机件烧坏、粘结或卡死。前后油封密封不严，导致机油消耗量增大。 图1.3 机油渗漏 图1.4 上海大众发动机漏机油1.4 漏气及影响发动机漏气是指从燃油箱到发动机进油口管路泄漏及混合气未燃烧完全即开始排放。发动机漏气的主要原因有3-4：a.气门回位弹簧无力；b.气门与气门座圈之间变形或损坏；c.气门间隙过小；d.气门接触带积碳过多；e.气缸盖螺栓不紧，缸垫密封不良，气体沿缸垫处窜出气缸。发动机有漏气现象，影响压缩和做功，从而造成气缸压力不足，发动机在压缩终点的压力和温度以及压力升高率、最高燃烧温度都会降低，燃烧不完全，易形成积碳，加剧活塞和缸套的磨损，车子开起来无力，动力下降，燃油消耗量增加。严重点的话回火会导致发动机的启动困难。 图1.5 马自达气门严重漏气 图1.6 速腾怠速机舱有漏气的声音 综上所述，发动机“三漏”带来的主要问题是：一，影响车容车貌和机器整洁；二，使机械零件磨损加速，零部件工作状态恶化，功率下降；三，使零部件的使用寿命大大缩短，维修费用增加；四，容易发生事故；五，增加油耗致成本增加；六，污染环境。因此，出厂前必须采取有效手段检测发动机是否存在“三漏”现象。目前国内主流整机厂普遍采用压缩气体干检技术检测发动机漏水、漏油、漏气现象。第二章 发动机试漏技术传统的试漏方法称为水式，它是将被测工件放入水中，等上一段时间，观察是否有气泡产生，这是一种比较直接的方法。随着检漏技术的发展，方法也是越来越多，常用的就是差压法测量，使用经验得出的相关公式计算泄漏量。方法也随着技术的进步不断改善，人们已经接受“绝对不漏”或“无泄漏”只是一个相对观念。泄漏率的确定使工件的检测精度更加准确，特别是对于小的泄漏，结果也更为可靠。试漏检测仪使在线检测方便快捷，对于大批量的生产可以满足其要求，大幅提高了生产效率和产品的品质质量。而现在把整个系统称为试漏机，它包括：泄漏检查仪自动密封装置、电气控制、上下料机构、液压、气动系统等等。试漏检测的目的是在工件生产制造过程中在线检测，判断漏与不漏，或者得出泄漏率的大小，如果超出允许的泄漏值并立即返修，避免在接下来的热试过程中因泄漏量过大使发动机性能降低，甚至需要拆机大修，浪费人力物力。2.1 试漏概述2.1.1 试漏方法的选择泄漏检测方法众多，其不同的方法都有着不同的特点，应对经济性，工件的检漏环境、检漏要求等选择适合的检漏方法。选择泄漏检测方法要考虑如下几个方面因素：（1）检漏原理 不论采用哪种检漏方法，必须理解它的基本原理。泄漏检测方法涉及的内容较广，集中反映了各种计量和测试技术。（2）灵敏度 可以检测到的数量级最小的泄漏率来表示检漏方法的灵敏度。选择检漏方法时应考虑的因素很多，灵敏度是一个重要的因素，泄漏级数的不同，选择的方法灵敏度也要不同。（3）响应时间 采用不同的检漏方法，花费的时间不一样，所以检漏的精度和灵敏度受响应时间长短的影响。（4）泄漏点的判断 有的要求可以检出泄漏量的大小，而有的要求还可以同时检出泄漏值及泄漏点，所以要根据不同的检漏方法、检漏设备的不同特点来选择。（5）一致性 有些检漏方法，操作人员的熟练程度都不会影响其测量结果；有些方法则是内行和外行使用，其结果全然不同。在尽可能的情况下，应采用不需要熟练的专门技术就能正确检测的方法。（6）稳定性 泄漏检测是一种计量和测试的综合技术，对整个泄漏测试过程要有意义就要求测试得到的数据稳定。检测仪器具和检测方法具有稳定性是正确检测的基础。（7）可靠性 未检测出泄漏并不等于就是没有泄漏，对此应进行判断。采用某种方法进行检漏时，应该了解该方法是否可靠。一致性、稳定性等多种因素都影响着检漏结果的可靠性。（8）经济性 经济性是选择检漏方法的关键之一。现代工业不仅是要主要技术与品质，更要对成本加以控制，综合评价检漏方法的经济性是给企业带来效益的关键。所以，在保证质量，降低成本的条件下，在选择检漏方法时，要使所选的检漏方法满足检漏要求，就要做比较好的综合评价。因此要考虑的因素有很多，包括经济性、灵敏度、响应时间、检测要求等。2.1.2 试漏方法的分类试漏方法多种多样，主要有干检和水检2种方法。干检又有压缩空气干检和稀有气体干检2种方法。压缩空气干检又可细分为有压降测漏法、压差下降法、大流量传感器流量检测法、背压流量检测法、压力/真空腔测量检测等检测方法。稀有气体干检有氦气干检、氢气干检、氮氢混合气体干检等。2.1.3 影响试漏的因素能够保证发动机在正常的工作条件下没有液体泄漏所允许的气体泄漏值应该是多少？这就要考虑试漏的影响因素。（1）工件状态 漏与不漏只是一个相对的概念，任何工件都有微小的泄漏。对于被测工件来说，只有确定该工件最终使用时的状态才能对它的泄漏值做出要求。在很小的泄漏范围内（液体泄漏量相对为零），气体试漏率和液体试漏率之间的关系是无法计算的。泄漏范围较大时计算气体和液体泄漏量比的公式如下： （2-1）式中：Qa空气泄漏量（atm L/s） Ql液体泄漏量（atm L/s）a空气粘度（Pa） l液体粘度（Pa） Pa空气测试压力（kPa） Pl液体测试压力（kPa）（2）工件质量 如工件的壁厚、表面的处理以及多孔性（铸泡、裂缝）等因素对试漏率也起着很大的影响。对于每一种不同的应用场合来说，其允许泄漏率也是不同的。泄漏率的确定依赖的因素很多，包括工件的材料、结构以及工件和设备最终工作状态等。（3）测试压力 在对工件气密性进行测试时，所选取的测试压力是模拟该工件工作时的最终状态所选取的。可以这样说，试漏率值一方面和测试压力有关，另一方面和测试方式有关。测试压力和试漏率之间的依赖性确定测试压力。试漏率依赖于测试压力在比例上来说要大一些是因为多孔性较高；相反，多孔性较小时，试漏率依赖于测试压力的比例也较小。（4）测试时间 微小的泄漏量并不是一个常数。它可随时间发生变化，特别是通过水试人们会发现这一点。如果一个自动化气试的结果需要通过水试进行验证时，必须考虑到这个影响。（5）工件容积 另外还有重要的一点值得一提，即工件的容积。测量时间和被测工件的容积成正比关系，而被测容积是被测工件的固有属性并且它是一个常量，所以测量时间的确定会依据被测工件的容积来确定。通常我们的方法是在知道了被测工件容积（用户是通过做实验来确定容积的大小）后，根据用户要求的泄漏率（或由我们推荐）来计算测试时间。 （2-2）式中：t 测量时间 VT 测试容积 AP不合格点 PATM大气压 VL 泄漏率（6）泄漏率 相应地必须确定所采用的试漏方式、测试压力以及所允许的泄漏率。就此而言便出现了第一个疑惑，所允许的泄漏率是多少？而工件又必须是不漏的！发动机的水道和油道对水或油必须是不漏的，且其他部位对燃料燃气也不应该泄漏。由于泄漏检测仪使用的干燥的空气，其粘度要比被测工件实际工作时的液体介质小的多，从而通过气试实现较高的检测精度。即检测时气体泄漏达到标准，液体在实际使用时也不会溢出。实际情况以及所允许泄漏的气体量（试漏率或泄漏率）的数值是自动化气密检测的前提。没有任何一种检测方式可以做到试漏率为“零”，沉水测试也同样是做不到的。比如说，要求工件沉在水中，而不允许用肉眼看见气泡，其实这种要求可以解释为：在一定的观察时间内不允许有一个很小的、刚刚能用肉眼看到的气泡出现。所以漏还是不漏这个概念和所允许的泄漏率VL的定义密切相关。从而工件的漏不漏应由允许泄漏量来界定：被测工件的泄漏量VL允许泄漏率=不漏（合格工件）被测工件的泄漏量VL允许泄漏率=漏（不合格工件）2.2 试漏检测方法2.2.1 压力检漏法调节到一定的充气压力，把气体充入到被测工件，等待平衡一段时间，如果工件密封不严则会使气体物质从漏孔漏出，检测压力的变化，再用一定的方法或仪器检测出漏孔的位置。属于压力检漏法的有水压法、听音法、超声波法、压降法、气泡法、集漏空腔增压法、氨气检漏法、卤素检漏法、放射性同位素法、氦质谱检漏仪吸嘴法等。2.2.1.1 空气干检绝对压力法测量（1） 原理 将压缩机与被检设备或密封装置相连接，然后加压。压力升至某一值时，停止加压，同时关闭阀门，放置一段时间。在放置时间里，如果压力急剧下降，就可判断泄漏率很大。如果压力没有太大的变化，就可认为泄漏率很小或者没有泄漏。这种方法因为其简单，是检测泄漏的一种最基本方法，已经广泛应用各类制造业中。压降法也称为加压放置法5。图2.1 绝对压力法测量（2）泄漏率的确定 设容器的容积为V，p1为停止加压时的压力，平衡t时间后的压力为p2，气体的温度为T，从容器中漏出的气体的量用表示。当示漏介质为气体，且压力不太高时 (2-3) 开始放置时容器中的气体质量为 放置结束时容器中的气体质量为在测量时间间隔t内，容器内漏出的气体的质量为 (2-4)通过漏孔的气体的体积泄漏率为(2-5)折算到标准状态下气体的体积泄漏率为(2-6)式中 ： V容器的容积，m3；p1停止加压时容器内的压力，Pa；p2放置t时间后容器内的压力，Pa；pS标准大气压力，Pa；t放置时间，s；T气体温度，K；TS标准状态下大气的绝对温度，K；从容器中漏出的气体的量，m3；m气体的质量，kg；m1开始放置时容器中的气体质量，kg；m2放置结束时容器中的气体质量，kg；R通用气体常数，J/(kmolK)；M气体分子量，kg/kmol；L气体的体积泄漏率，m3/s；LS标准状态下的体积泄漏率，m3/s。（3）灵敏度 由式(2-6)可见，压降法的灵敏度与多种因素有关，包括被检容器的容积大小，放置时间的长短和压力检测元件的灵敏度有关。延长放置时间可以提高灵敏度，但后来常用的提高灵敏度，一般不延长放置时间，而是缩小容积。把被检物体分成几个小部分。此外，有时还要考虑到气体温度、压力的变化。例如，傍晚开始放置时和早晨读取压力时，温差可达15C。如果压力变化约有7%左右，压力检测元件的灵敏度也会影响泄漏检测的灵敏度。例如，采用分辨率不同压力传感器，泄漏检测的灵敏度是不同的。显然，后者的灵敏度要比前者高得多。近些年使用得最多就是压降法，它检测出来的被测工件的泄漏率最为精确可靠，但唯一的缺点是不能判断其泄漏的位置，所以如果有泄漏，还需要用其他方法检测其泄漏位置。2.2.1.2 空气干检压差法测量压差法测量原理见下图。压差法测量过程与绝对压力法相似，但不同之处是此系统需要一个压差传感器记录标准罐和被测工件之间的压力变化值P。它们都是通过测量压力变化值间接地测量泄漏率值5-6。这是现在最常用的一种检测方法。图2.2 压差法测量2.2.1.3 层流管的流量式检测法层流管式的流量法有多种，最常用的是采用层流管的检测系统如图所示部分，它主要是对泄漏量进行直接检测。调节到一定的充气压力，把气体充入到被测工件，等待平衡一段时间，平衡阀关闭，若被测工件密封不严，则有压缩空气经层流管至被测工件，再检测压力的变化，最用一定的方法或仪器检测出漏孔的位置 7。图2.3 层流管式流量检测法2.2.2 真空检漏法把被测工件和检测仪器都置于真空中，示漏物质施加在被检工件外面，如果被检工件有漏孔，被检工件内部和检漏仪器敏感元件所在的空间就会有示漏物质进入，由敏感元件检测出示漏物质来，从而可以判定漏孔的具体位置以及泄漏率大小。属于真空检漏法的有静态升压法、放电管法、高频火花检漏法、液体涂敷法真空计检漏法、卤素检漏法、氦质谱检漏法等。2.2.3 各种试漏方法的比较泄漏判断法自动化测试能力可信度耐久性通用性经济性水目测气泡法00不同气体测试法00流量测试法00000压力测试法000压差测试法0000变形测试法0000:不好 ：不大好 0：好 ：特别好2.3 试漏仪的类型及组成2.3.1 试漏仪的类型一般来说，试漏仪分为干式或湿式两种类型7。干式试漏仪是检测工件内部压力的变化确定泄漏率，如果在允许范围内则为合格。干式试漏仪可以直接得出泄漏率，在线生产效率高，但是不易找出泄漏的位置。与干式试漏仪相比，湿式法的优点是可以找到被测工件的泄漏部位，方便快速进行修复，但缺点会弄湿工件，生产效率低，不便大规模生产。干式试漏中，既可以通正压力气体，也可以是负压力（即真空法），压力气体通常使用的是空气。但是，稀有气体法已经逐渐运用起来，它是利用对稀有气体敏感的传感器检出泄漏的气体的方法，稀有气体这种泄漏检测法的精度比较高。 检测的在出厂之前必须检测其自身是否泄漏，可以分两个步骤进行： （1）检查仪器系统内部是否有泄漏，运行是否正常。 此时可启动仪器内的自动检测程序（这时仪器与外界已自动隔离，仪器进行自检。自检合格，则说明仪器系统没有问题）。（2）检查夹具及管路系统是否有泄漏。 夹具及管路系统是最容易泄漏的部位。可用肥皂水（也可用洗洁净水溶液）对各个密封环节进行检查，找出泄漏部位，并排除泄漏。对于复合式泄漏机，可以在充气状态下沉水检查夹具系统的泄漏部位。 完成上述两步检测步骤后，就可以作整机联动，进行正式的泄漏自动检测。 泄漏检测中要注意的问题：(1) 泄漏检测仪是的内部设置十分精密，必须注意随时保养。在测量过程中，要避免多次的压力冲击。气源必须经过良好的分水和滤尘。 (2) 试漏仪安装位置不允许有阳光直射至工件或夹具、亦不允许有风扇直吹，以免温度变化造成测量误差。 (3) 测量系统的管路必须使用硬置尼龙管，而且测量管路要尽量短，最好能固定起来，避免移动。封堵系统要有定位装置，以免发生弹性变形产生容积的变化，影响测量结果。 (4) 分水、过滤元件要定时放水及清洗。可用无铅汽油或其他不含腐蚀性的溶剂清洗。 每次工作后，排出夹具中的废气然后关闭气源的电源。使用差压检测时需要用到标准罐，绝对压力式检测仪则不需要标准容器。因此，选择试漏方法要考虑多种因素做综合性的评价。2.3.2试漏仪的组成目前汽车行业普遍使用的是压差式检漏仪器.试漏仪是由压差传感器、压力传感器、电磁阀、空气压力调节阀、机械密封夹具、零泄漏参考件（标准罐）、上下料机构等机械部件和电控系统组成。有些厂商如德国佛罗里西公司，不仅可以提供各类泄漏检测仪器，并可以提供试漏自动线。泄漏检测技术的发展很快，技术较成熟的厂商占领了市场重要的比例，美国的U-SON公司、日本的COSMO、东京测范株式公社、意大利的Microctrol等。COSMO试漏仪AIR LEAK TESTER LS-R900：（1）前面图2.4 试漏仪前面A 彩色液晶触摸屏： 所有的设定值通过触摸屏输入，也可通过手动操作进行泄漏测试。B RS-232C： 串行通讯接口RS-232C(前面) 用指定的格式输出数据。C USB接口： 测试/波形/标准品误差修正 以CSV形式输出各数据和设定值。D 自动泄漏校准器（ALC）： ALC规格附带自动泄漏校正器（ALC）。E 维护保养接口： 通常测试时，请勿取下密封栓。F 校正接口： 连接泄漏标准孔，用于日常检验和感度确认。G 快速安装支架： 使用专用的固定底板，用2个M4螺钉即可安装或者卸下。（2） 后面图2.5 试漏仪后面A G3：外部排气阀驱动压接口 I WORK：测试品的断流阀（快插接头直径4mm） 连接测试品的配管接口，除检修外此阀打开。B TEST PRESSURE:测试压接口 J COM 1：串行通讯接口C BYPASS FILL:(选配) RS-232C（背面） 通过指定格式输出数据。 旁路装置加压阀驱动压接口 K CONTROL I/O:I/O控制接口（快插接头直径4mm） （PHOENIX CONTACT 公司制造）D EXH：（选配） 用于远程控制LS-R900。旁路装置加压阀驱动压接口 左侧：输出B 右侧：输入A（快插接头4mm） （能选配D-SUB的I/O接口）E PILOT PRESSURE:驱动压接口 L 10/100 BASE-T 接头空气过滤调压阀调到规定压力 M EP REGULATOR:（选配）的洁净空气。 电子调压阀接头F MASTER:标准品侧的断流阀 N FG：接地端子连接标准品的配管接口，除检修外 O POWER:电源开关此阀须打开。 P FUSE：保险丝（T2.5A 250V） G EXHAUST:排气用消音器 Q 100-200VAC-：电源插座泄漏测试判断后排除测试品和标准品内的空气。H 断流阀盖及断流阀开闭监测开关： 监测断流阀的开闭，以确保在打开断流阀的状态下进行泄漏测试。当断流阀关闭时，盖子无法完全罩下，于是无法按住仪器内的开关。当打开断流阀时盖子完全垂下，内部监测开关处于ON的状态。（3）标准罐图2.6 标准罐 原理，构造在标准品比较方式中，无泄漏的合格工件做为标准品使用，而标准罐可以取代合格工件。给被测物加压后，内部的气体温度虽然会急速上升，但和被测物的内壁进行热交换便会冷却下来。此时气体温度特性受被测物内容积和内壁表面积的影响较大。表面积越大，气体温度很快稳定，压力也随之稳定。这样，有两种方式可以找到和被测物相符的温度下降曲线，第一是改变排列方式来改变标准罐的表面积，第二是通过改变标准器的散热片的个数。 用标准罐的优点可以按照被测物的特性进行调整。无需占据太大的设置场所。与合格品被测物比较，可以降低费用。由于使用O形密封圈，不会发生泄漏，可以长期地放心使用。如果与标准品误差自动取样修正或者自动取样误差修正同时使用，那么一个标准器可以对应不同的工件。 用标准品误差修正功能的标准罐由于工件内部的变形受到环境等因素的影响，可以通过误差修正功能进行自动修正。因此要求标准罐必须具备较好的温度稳定性和重复性。（4）基本连接事例图2.7 试漏仪连接2.4 压差检漏仪检测行程及气路图简介2.4.1 检漏过程主要由4个部分组成：充气，平衡，检测，排气。（1）加压行程加压行程是压缩气体封入工件内进入平衡前的行程，一般无法使气体的温度稳定下来。为了实现快速加压后进入平衡过程（稳定行程），一般在短时间内进行重复性好的加压。特别是为了达到短时间内加压的目的，采用两段加压（1段的压力比测试高，2段的压力比测试低）。因为加压的目的会使工件内产生内力而变形，所以为了减小变形，根据工件的形状，就要对容易变形的工件采取不同的加压方式。形状安定的时间也会随之变化，为了减少变形的影响，反复加压、排气后，再加压迅速达到形状安定。加压过程中若工件加压内部会变形，加压方式不同，变形的程度也不同，所以并非快速加压是合理的。对于不同的工件加压方法需要斟酌。（2）平衡行程平衡行程是使加压后的气体温度稳定的行程。气体平衡（稳定）过程中，随着气体分子和工件内表面的碰撞，气体温度逐渐与工件温度趋于相等。检漏仪的稳定时间就是起到此作用，与工件的安定系数有关的就是此行程。工件的形状、材质、测试压、以及所要求的检测精度的不同，稳定时间也不同。为了确保安定系数原则上通过实验来决定合适的时间。（3）检出行程检出行程主要的目的是测出因工件泄漏引起的标准罐和工件之间的差压变化，为了结果更加准确，所以要除去一些影响因素，例如断热变化、变形等。标准罐有着误差补正功能，如果泄漏仪的重复性好，可以采用这些功能除去误差，如果不好，就要选择其他泄漏检测方法。（4）排气行程排气行程是将检测完被测工件后检漏仪内的气体排出，恢复到初状态。2.4.2 试漏检测仪气路图2.8 试漏检测仪气路图充气，平衡，检测，排气4个过程气体的走向影响着泄漏检测的精度，设计气路时要求最短的检测时间，最小化体积和最大化流量，高重复性和可靠性，寿命长。（1）开始：阀门1关闭，阀门2、阀门3打开。（2）起动：空气从气压罐开始充入回路，阀门1开启，阀门2、阀门3关闭。（3）加压：阀门1开启，阀门2开启，阀门3关闭，空气先进入到压差传感器内，沿着管道进入到阀门2和阀门3中的压力计内，最后进入到标准罐和被测工件内部。（4）等压：阀门1关闭，阀门2 开启，阀门3关闭。使压力计显示的压力在一个预期达到的定值。（5）平衡：阀门1关闭，阀门2关闭，阀门3关闭。是使进入到被测工件内加压后的气体温度稳定的行程。（6）检测：仪器自动计算泄漏率。（7）排气：阀门1开启，阀门2开启，阀门3开启；标准罐、检测工件及整个回路的气体最后经过阀门3排除设备。（8）结束：阀门1关闭，阀门2、阀门3开启。第三章 发动机试漏工艺设计目前全球各主流发动机生产厂发动机总成检漏试验有以下几种类型：进排气门密封检测9-10、曲轴前后油封检测11、水道检测、油道检测。本次试漏工艺设计为长安某款汽油机冷却水道的泄漏检测。3.1 长安某款汽油机冷却水道结构发动机工作时，汽油机气缸内的温度最高可达两千多度，产生很大的热负荷和机械负荷，发动机的零件会受热膨胀，影响互相之间的配合间隙，甚至造成零件的强度下降、使润滑油失去润滑作用等，为了避免发动机过热，燃烧室周围的零部件（缸套、缸盖、气门等）必须进行适当的冷却。水冷却、油冷却和空气冷却是内燃机的冷却装置的三种形式。常用的是汽车发动机冷却装置以水冷却为主，由水泵增压后进入到需要冷却的水道，最后再通过风冷却后返回到水道内。下图为长安某款汽油机整机图。发动机水道主要由进水管、水泵、缸体水道、缸盖水道、调温器座及调温器组成。易出现漏水风险的部位集中在进水管与水泵结合处、缸体与缸盖连接处、缸盖与调温器座结合处及调温器座与调温器盖结合处。调温器调温器座外部水道水泵图3.1 长安某款汽油机整机图冷却液的循环路径：冷却液在水泵中增压后，经分水管进入发动机的水套，冷却液从水套流过吸收缸壁的热量而升温，然后流向上方的缸盖水套，吸收热量后经节温器及散热器进水软管流入散热器，在散热器中，冷却液向流过散热器周围的空气而降温，最后冷却液经散热器出水软管留回水泵。冷却系统流程图详见下图：1.节温器（开启） 2.冷却液泵 3.流出散热器的冷却液 4.至缸体的冷却液5.流过缸体的冷却液 6.至缸盖的冷却液 7.缸盖 8.至机油冷却器的冷却液9.机油冷却器 10.流回冷却液泵的冷却液 11.流出缸盖的冷却液图3.2 发动机冷却水流向图1图3.3 发动机冷却水流向图2 图3.4 发动机冷却水流向图33.2 水道检测工艺流程设计及设备设计3.2.1 工艺选择发动机进水口、调温器盖口、进水暖通口、回水暖通口未装配，此4个位置必须封堵。鉴于进水口内径较大充气速度较快，因此本次设计充气口为进水口。结合产品结构、泄漏仪的适用范围、借鉴长安其他系列发动机水道试漏方式和对标其他主机厂试漏方式，本次设计选用的是压差式泄漏仪。3.2.2 水道检测工艺流程图检测工艺设置3个操作工位，分别为堵头预装工位、检测工位和堵头拆装工位。由于发动机机结构及托盘定位的限制，检测工位采用半自动工位，即人工安装充气头设备自动检测。为维修设置了2个上、下线点和1段维修线段。当设备检测出发动机为小故障，很短时间可以修复，发动机流转到维修线段快速修复，然后进入检测线重新检测。当设备检测出发动机有大的故障，在很短时间不能修复时发动机通过下线点流转到维修区返修。返修后通过上线点重新进入检测线段检测。配备了标准样机存放段，用于每班首台发动机进行标定设备系统精度。图3.5 水道检测工艺流程图3.2.3 水道试漏设备设计（1）仪器选用为FUKUDA_FL-800M试漏仪。设备需配置1个储气罐、1个标准漏孔、1个工控机、1个操作盒、1个报警器、空调、封堵头4个。设备布局如下图所示。 图3.6 水道试漏设备布局图（2）标准漏孔它实质上是一个精密制造的带节流孔的管接头，根绝内孔的形状大小来确定在一定的测试压力下的流量，作为标准值12-13。（3）封堵头的组成及作用组成：封堵头由封堵，封堵密封圈，卡环，钢珠，外圈，内圈，弹簧，O型密封圈，后盖组成。根据发动机封堵口的相应尺寸参数，Proe设计出相应的封堵头零件再装配而成三维图，最后导成二维CAD装配图。图3.7 封堵头二维、三维图作用：封堵头的作用是在发动机试漏中封堵住不需要的管口，只留下一个充气口，因此根据以往经验需要封堵的部位为进水管口、调温器出口、进水暖通口、回水暖通口，严格的密封性是保证试漏精确的基础保障，在发动机试漏中起着至关重要的作用。如果封堵不严，气体会泄漏，这样测出来的泄漏量会大大的增加，结果失效。另一方面在大的充气压力下可能会弹出，有伤人的危险，所以现在封堵头基本是采用两道环，如果第一道环弹出，第二道环还起着保护的作用。表1序号封堵位置1进水管堵头2调温器出水堵头3进水暖通堵头4回水暖通堵头 图3.8 进水管堵头 图3.9 调温器出水堵头 图3.10 进水暖通堵头 图3.11 回水暖通堵头3.3泄漏检测设备的可靠性验收评定方法在现代汽车行业中，在线检测设备在直接控制产品质量起着重要的作用，密封性利用泄漏仪设备进行测试检测，但若要起到对产品质量真正的控制作用，还必须对设备进行较完善的评定，以确保它的稳定、准确、可靠。长期以来，检测设备缺乏统一的标准，所以每个企业都有各自的标准。泄检设备由于进入使用阶段较晚，所以就更得对设备进行验收。重复性表征了在相同条件下对同一被测量工件进行连续多次测试所得结果之间的一致性14。它深刻的反映了一种检测设备自身能适应于检测工作能力。评定重复性可以用极差、标准偏差等参数。但近些年来用的越来越频繁是以标准偏差S为基础的评定方法，它