发动机泄漏测试技术简介

王国增

前言

发动机是由几百个零件组合成的整体，在运行过程中内部水道、油道要承受很大的压力，如果出现漏点，会导致冷却液或机油流出，影响发动机性能，因此在汽车部品以及燃具部品等生产线上，泄漏测试对保证产品的质量起着至关重要的作用。

1泄漏测试基本知识

密封性：用于描述适当的密封程度：

允许泄漏率：是密封性要求的公差和中心值，在此基础上进行检测.

介质：充入测量腔内的物质。分为：

工作介质： 实际工作过程中被测腔内充入的介质，

测试介质： 在密封性测试过程中采用的介质，

从密封性的角度来看，发动机通常有三处应进行测试：

1.）水腔： 冷却水在其中循环

2.）压力油道： 其中有比如供给曲轴的润滑油.

3.）无压油腔： 接收回流到油底壳的润滑油.

2泄漏测试方法对比

测试方法分类：

●水浸法：内腔机构简单的物件，管路、空腔等，不灵敏

●异种气体检测法：将空气中不含有的其它元素的气体，和压缩空气混合后充入被测物内部，通过气体检测装置（氦气测漏仪）测出密封器内的被测物是否发生泄漏

●流量测试法：由于泄漏量与流量等同，所以通过微小流量测试计对被测物施加压力空气，测出泄漏量。

特点：显著缩短测试时间，直接测量标准状态下的流量scc/min

应用范围：大容积工件， 要求较短的测试时间.

●压力测试法：施加正压或负压后关闭阀门通过压力表或压力传感器，压力开关等测出因被测物泄漏所引起的压力下降

特点：结构简单，自身容积最小，测量范围大，经济实用

缺点：分辨率随测试压力的升高和测试容积的增大而降低

应用范围：在满足节拍要求，能够获得足够大压力降的情况下，可应用于所有领域.

●差压测试法：使用差压仪表（U形管、差压传感器等）代替④中的压力表，由于被测物的泄漏会引起压力下降，从而与标准件之间发生了差压？因为此方法测试泄漏的感度高，所以当前的空气泄漏测试仪都采用这种计测方式？

特点：高测试压力 （可达 80 bar），高分辨率，且不取决于测试压力，（可在高压下检测微小泄漏），对于状态不稳定的工件，可采用标准件参考。

缺点：量程较小，不适用于泄漏较大的工件

应用范围：高测试压力，高分辨率要求，较大容积工件

●变形测试法：此方法利用塑料包装容器容易变形的特性，将放置被测物的密封腔抽取真空后，通过传感器等测出被测物的变形程度，判断是否有泄漏。

各种泄漏测试法的利弊：

3影响测试结果的因素

测试时间：可供使用的测试时间长度，对测试结果的可信度有很大的影响。

测试压力：指测试阶段工件内的压力值，该压力值应尽可能参照实际工作压力，该压力值的设定应视工件的工艺参数而定，不能随意选择。

测试容积：整个测试系统各部分容积的总和.它包括：被测工件的内部容积、封堵元件内连接管路的容积、从试漏仪到封堵夹具之间的管路容积、试漏仪内部容积。

温度：测量期间温度变化导致被测腔内压力变化，温度变化可对测量结果产生不同的影响。容积稳定性：测量期间容积的变化导致被测腔内压力的变化，其影响的方式和程度无法预测.

取决于在有关测试阶段，其被测容积是否增大或缩小。

湿度：通常会补偿泄漏. 也就是说，泄漏率变小甚至成为负值。这一点很关键，因为它会将一个不合格件判为合格件. 因此我们要求被测工件保持干燥.

测量气路密封性：测量气路包括：试漏仪内部的测量气路、从试漏仪到封堵夹具的气路、封堵夹具本身。

工件被测腔可操作性差：压缩空气在被测腔内的稳定过程因工件的状况不同而不同，这可能导致测量结果与实际值的显著偏差。这种情况的典型例子是发动机整机泄漏测试：其油腔内存在多处不易操作。比如： 在工作冲程，通常只能通过活塞环对汽缸充气。原因：工件内腔存在一些部位，无法直接与测试空气接口相连;工件的进气管路设计不合理;进气孔在封堵时被堵死;到被测腔某部分的进气路有开/关功能： 发动机整机的机油滤清器部分只能通过止回阀充气。措施：如果这一不足存在于工件内部且不能通过附加的充气口改善，则从测试技术的角度看是无法提高的。在工艺上应将测量值的摆动考虑为过程不确定度。如果从外部可加充气口，但还没有或没有正确连接，那么应由机床制造商采取响应措施.

4 设备制造准则

密封性：

1）封堵单元必须能提供足够的密封度，并保证长期的密封稳定性，封堵压力要足够高。

2）不密封性公差取决于要求的允许泄漏率. 因为在夹具中有许多封堵单元，对于每個封堵单元来说，允许的不密封公差就更小. 总体来说，所有封堵单元的不密封度不应超过允许泄漏率的1%。

3）注意封堵部位是否完全盖住。

机械去耦：多个测试腔之间的耦合：如果有2个被测腔通过同一个封堵板封堵， 由于测试时间不同会产生不利影响。

原因：一个测试完成后， 该被测腔将被排气。相应的封堵力就会落在封堵头上，这可能会造成另一个被测腔容积的变化。

措施：封堵力要足够大，封堵板应该尽量以机械方式与工件接触。

容积稳定性：测试期间测试容积存在可测得的变化：

原因：工件受到封堵头的压力，产生容积变化，或者封堵橡胶变形挤入测试回路.

措施：封堵力适当，封堵橡胶体积不应太大，橡胶硬度不应太低。

举例：燃油系统及其零部件需要用较高的封堵力，封堵后橡胶会继续向被测腔内膨胀。

隔离温度影响：封堵夹具的构造与温度影响的大小有关。

原因：封堵板及工件支座与工件接触. 如果工件和夹具之间存在温差，就会间接被测腔内的测试空气产生影响，从而影响测试结果。

措施：对工件和夹具的所有部件进行热隔离，避免直接接触。

举例：热的工件进入冷的夹具，或者相反。

进气的通畅性：影响泄漏测试平衡阶段的稳定效果。

原因：如果测试空气进入被测腔的某一部分太慢， 会导致一个模拟泄漏的效果，从而无法保证测试的重复精度。

措施：采用多个管径足够的充气口. 同时注意测试容积的大小。

举例：发动机总成应当通过油尺入口充气。

其它：

气动控制的膨胀单元：

膨胀橡胶不密封导致测试回路内压力升高， 因为控制气体会进入被测腔。

注意： 补偿泄漏

固定封堵板：

如果测试回路中有螺钉， 应该采用空心的螺钉，否则可能会存在通过螺纹到螺钉后面盲孔的渗漏。

水下目测或维修工位：必须注意与线上的夹具封堵状态一致： 封堵状态不同可能会产生较大的问题.

5结语

没有一种检测方法相对所有测试而言是最好的，只有最合适的，本文介绍了泄漏测试的基本概念，不同测试方法的气路原理，优势对比。可根据测试腔体的容积、工作状态下所承受的压力、泄漏量要求、工位节拍、使用介质的特性选择合适的测试方法、试漏仪型号。