發動機泄漏測試技術簡介

王國增

前言

發動機是由幾百個零件組合成的整體，在運行過程中內部水道、油道要承受很大的壓力，如果出現漏點，會導致冷卻液或機油流出，影響發動機性能，因此在汽車部品以及燃具部品等生產線上，泄漏測試對保證產品的質量起著至關重要的作用。

1泄漏測試基本知識

密封性：用于描述適當的密封程度：

允許泄漏率：是密封性要求的公差和中心值，在此基礎上進行檢測.

介質：充入測量腔內的物質。分為：

工作介質： 實際工作過程中被測腔內充入的介質，

測試介質： 在密封性測試過程中采用的介質，

從密封性的角度來看，發動機通常有三處應進行測試：

1.）水腔： 冷卻水在其中循環

2.）壓力油道： 其中有比如供給曲軸的潤滑油.

3.）無壓油腔： 接收回流到油底殼的潤滑油.

2泄漏測試方法對比

測試方法分類：

●水浸法：內腔機構簡單的物件，管路、空腔等，不靈敏

●異種氣體檢測法：將空氣中不含有的其它元素的氣體，和壓縮空氣混合后充入被測物內部，通過氣體檢測裝置（氦氣測漏儀）測出密封器內的被測物是否發生泄漏

●流量測試法：由于泄漏量與流量等同，所以通過微小流量測試計對被測物施加壓力空氣，測出泄漏量。

特點：顯著縮短測試時間，直接測量標準狀態下的流量scc/min

應用范圍：大容積工件， 要求較短的測試時間.

●壓力測試法：施加正壓或負壓后關閉閥門通過壓力表或壓力傳感器，壓力開關等測出因被測物泄漏所引起的壓力下降

特點：結構簡單，自身容積最小，測量范圍大，經濟實用

缺點：分辨率隨測試壓力的升高和測試容積的增大而降低

應用范圍：在滿足節拍要求，能夠獲得足夠大壓力降的情況下，可應用于所有領域.

●差壓測試法：使用差壓儀表（U形管、差壓傳感器等）代替④中的壓力表，由于被測物的泄漏會引起壓力下降，從而與標準件之間發生了差壓？因為此方法測試泄漏的感度高，所以當前的空氣泄漏測試儀都采用這種計測方式？

特點：高測試壓力 （可達 80 bar），高分辨率，且不取決于測試壓力，（可在高壓下檢測微小泄漏），對于狀態不穩定的工件，可采用標準件參考。

缺點：量程較小，不適用于泄漏較大的工件

應用范圍：高測試壓力，高分辨率要求，較大容積工件

●變形測試法：此方法利用塑料包裝容器容易變形的特性，將放置被測物的密封腔抽取真空后，通過傳感器等測出被測物的變形程度，判斷是否有泄漏。

各種泄漏測試法的利弊：

3影響測試結果的因素

測試時間：可供使用的測試時間長度，對測試結果的可信度有很大的影響。

測試壓力：指測試階段工件內的壓力值，該壓力值應盡可能參照實際工作壓力，該壓力值的設定應視工件的工藝參數而定，不能隨意選擇。

測試容積：整個測試系統各部分容積的總和.它包括：被測工件的內部容積、封堵元件內連接管路的容積、從試漏儀到封堵夾具之間的管路容積、試漏儀內部容積。

溫度：測量期間溫度變化導致被測腔內壓力變化，溫度變化可對測量結果產生不同的影響。容積穩定性：測量期間容積的變化導致被測腔內壓力的變化，其影響的方式和程度無法預測.

取決于在有關測試階段，其被測容積是否增大或縮小。

濕度：通常會補償泄漏. 也就是說，泄漏率變小甚至成為負值。這一點很關鍵，因為它會將一個不合格件判為合格件. 因此我們要求被測工件保持干燥.

測量氣路密封性：測量氣路包括：試漏儀內部的測量氣路、從試漏儀到封堵夾具的氣路、封堵夾具本身。

工件被測腔可操作性差：壓縮空氣在被測腔內的穩定過程因工件的狀況不同而不同，這可能導致測量結果與實際值的顯著偏差。這種情況的典型例子是發動機整機泄漏測試：其油腔內存在多處不易操作。比如： 在工作沖程，通常只能通過活塞環對汽缸充氣。原因：工件內腔存在一些部位，無法直接與測試空氣接口相連;工件的進氣管路設計不合理;進氣孔在封堵時被堵死;到被測腔某部分的進氣路有開/關功能： 發動機整機的機油濾清器部分只能通過止回閥充氣。措施：如果這一不足存在于工件內部且不能通過附加的充氣口改善，則從測試技術的角度看是無法提高的。在工藝上應將測量值的擺動考慮為過程不確定度。如果從外部可加充氣口，但還沒有或沒有正確連接，那么應由機床制造商采取響應措施.

4 設備制造準則

密封性：

1）封堵單元必須能提供足夠的密封度，并保證長期的密封穩定性，封堵壓力要足夠高。

2）不密封性公差取決于要求的允許泄漏率. 因為在夾具中有許多封堵單元，對于每個封堵單元來說，允許的不密封公差就更小. 總體來說，所有封堵單元的不密封度不應超過允許泄漏率的1%。

3）注意封堵部位是否完全蓋住。

機械去耦：多個測試腔之間的耦合：如果有2個被測腔通過同一個封堵板封堵， 由于測試時間不同會產生不利影響。

原因：一個測試完成后， 該被測腔將被排氣。相應的封堵力就會落在封堵頭上，這可能會造成另一個被測腔容積的變化。

措施：封堵力要足夠大，封堵板應該盡量以機械方式與工件接觸。

容積穩定性：測試期間測試容積存在可測得的變化：

原因：工件受到封堵頭的壓力，產生容積變化，或者封堵橡膠變形擠入測試回路.

措施：封堵力適當，封堵橡膠體積不應太大，橡膠硬度不應太低。

舉例：燃油系統及其零部件需要用較高的封堵力，封堵后橡膠會繼續向被測腔內膨脹。

隔離溫度影響：封堵夾具的構造與溫度影響的大小有關。

原因：封堵板及工件支座與工件接觸. 如果工件和夾具之間存在溫差，就會間接被測腔內的測試空氣產生影響，從而影響測試結果。

措施：對工件和夾具的所有部件進行熱隔離，避免直接接觸。

舉例：熱的工件進入冷的夾具，或者相反。

進氣的通暢性：影響泄漏測試平衡階段的穩定效果。

原因：如果測試空氣進入被測腔的某一部分太慢， 會導致一個模擬泄漏的效果，從而無法保證測試的重復精度。

措施：采用多個管徑足夠的充氣口. 同時注意測試容積的大小。

舉例：發動機總成應當通過油尺入口充氣。

其它：

氣動控制的膨脹單元：

膨脹橡膠不密封導致測試回路內壓力升高， 因為控制氣體會進入被測腔。

注意： 補償泄漏

固定封堵板：

如果測試回路中有螺釘， 應該采用空心的螺釘，否則可能會存在通過螺紋到螺釘后面盲孔的滲漏。

水下目測或維修工位：必須注意與線上的夾具封堵狀態一致： 封堵狀態不同可能會產生較大的問題.

5結語

沒有一種檢測方法相對所有測試而言是最好的，只有最合適的，本文介紹了泄漏測試的基本概念，不同測試方法的氣路原理，優勢對比。可根據測試腔體的容積、工作狀態下所承受的壓力、泄漏量要求、工位節拍、使用介質的特性選擇合適的測試方法、試漏儀型號。