試漏標準件泄漏率檢測方法分析

摘 要：為準確判斷發動機零部件生產線上試漏設備的工作狀態，結合直線式、直線分段式、直線分段平移式、根式函數分段式4種泄漏率檢測方法確定合格標準件、不合格標準件的泄漏率。結果表明：采用直線式檢測方法，允許泄漏率變化較小時，標準件泄漏率偏差過小，導致標準件判斷結果不準確；采用直線分段式檢測方法，泄漏率偏差區間設置混亂且合理性較差；采用直線分段平移式檢測方法，不滿足允許泄露率變化較大時，標準件泄漏率偏差變化應較小的要求；根式函數分段式檢測方法符合標準件泄漏率偏差要求，當允許泄漏率不大于7 cm3/min時，標準泄漏率偏差與允許泄漏率之間為相關因數為0.3的線性關系；當允許泄漏率大于7 cm3/min時，標準泄漏率偏差與允許泄漏率之間為相關因數為0.8的根式函數關系。

關鍵詞：標準件；允許泄漏率；標準件泄漏率；試漏設備

中圖分類號：U464文獻標志碼：A文章編號：1673-6397（2024）04-0107-04

引用格式：吳根強，張賀，石剛，等.試漏標準件泄漏率檢測方法分析［J］.內燃機與動力裝置，2024，41（4）：107-110.

WU Genqiang，ZHANG He，SHI Gang，et al.Analysis of leakage rate detection method for standard parts testing［J］.Internal Combustion Engine amp; Powerplant， 2024，41（4）：107-110.

0 引言

發動機工作過程中，缸體、缸蓋等部件內部有氣道、水套及油路等通道，如果通道內的高溫高壓氣體、冷卻水、潤滑機油等泄漏，或不同通道間泄漏，影響發動機可靠性［1］。為保證缸體、缸蓋等部件的生產質量，同時提高檢測效率，降低生產成本，生產線上應配備專門的試漏設備，檢測零部件是否有鑄造孔洞、裂紋、裝配遺漏等缺陷，防止不合格產品流入裝配線［2］。通常采用氣密性檢測方法，將缸體、缸蓋等零部件封堵后，在部件被測腔內充入氣體，利用壓差法、流量法等檢測零部件單位時間泄漏量，即泄漏率［3-5］。

試漏設備作為一種測量裝置，根據待測零部件水套、油路等通道結構外形進行定制化設計，無法通過更高精度測量設備檢測試漏設備，不利于驗證試漏設備的準確性［6］。由于待測零部件泄漏率隨待測件內腔容積、環境溫度、濕度等波動發生變化，同時試漏設備的管路、接頭、密封件、試漏儀本身及試漏儀參數等在實際生產過程中需要維修或調整，為保證待測零部件泄漏率符合質量檢測標準，通常采用合格和不合格標準件對試漏設備測試驗證［7-8］。若合格標準件、不合格標準件的測試結果正確，判斷試漏設備為正常狀態，否則應對設備進行檢查維修；若標準件泄漏率偏大，會將不合格標準件誤判為合格標準件；若標準件泄漏率偏小，會造成試漏設備頻繁報警，降低設備使用效率［9-10］。應結合實際生產過程，制定合理的標準件泄漏率，提高試漏設備準確性，以便準確判斷待測零部件泄漏率。

本文中對比多種標準件泄漏率檢測方法，分析部分標準件泄漏率檢測方法的不足，提出更合理的檢測方法，提高試漏設備的準確性。

1 標準件泄漏率檢測方法

1.1 現有標準件泄漏率檢測方法

假設標準件泄漏率為m-δ～m+δ，其中：m為標準件實際泄漏率，cm3/min，通常為采用試漏設備對同一個標準件進行多次（建議為20次）測試得到的平均泄漏率；δ為標準件泄漏率偏差，cm3/min，可采用多種方法獲得，是影響泄漏率的主要因素。

目前主要采用直線式、直線分段式2種泄漏率檢測方法確定標準件泄漏率，直線式與直線分段式泄漏率檢測方法示意圖如圖1所示。

由圖1可知：直線式檢測方法的δ與允許泄漏率k成正比，表達式為δ=0.1k；直線分段式檢測方法δ與k用不同的計算方法分段表述，表達式為δ=ak，a為相關因數，當kgt;30 cm3/min時，a=0.1；當10lt;k≤30 cm3/min時，a=0.2；當k≤10 cm3/min時，a=0.3。不同允許泄漏率下，直線式、直線分段式檢測方法對應的標準件泄漏率偏差如表1所示。

1.2 現有標準件漏率檢測方法的不足

實際生產過程中受環境溫度、濕度等影響，標準件泄漏率會超出設定范圍，直線式檢測方法k≤10 cm3/min時，δ為0～1 cm3/min，標準件泄漏率偏差過小，造成標準件判斷結果不準確，應重復測試并對試漏設備進行排查檢測，降低生產線工作效率。直線分段式檢測方法k分別為10、11、30、31 cm3/min時，δ分別為3.0、2.2、6.0、3.1 cm3/min，該方法雖然解決了直線式k≤10 cm3/min，δ范圍較小的問題，但泄漏率偏差區間設置混亂且合理性較差。

2 標準件泄漏率檢測方法改進

2.1 直線分段平移式

為使標準件泄漏率偏差在合理范圍內，要求k在較小范圍內變化時，δ的幅值變化應增大；k在較大范圍內變化時，δ的幅值變化應減小；k與δ應滿足單調性原則。通過以上分析，提出直線分段平移式檢測方法，表達式為δ=ak+b，按照1.1節的方法確定a，當kgt;30 cm3/min時，b=4；當10lt;k≤30 cm3/min，b=1；當k≤10 cm3/min時，b=0。直線分段平移式檢測方法示意如圖2所示。

相對于直線分段式檢測方法，直線分段平移式檢測方法滿足了單調性的要求，但不滿足k較大范圍內變化時，δ的幅值變化應減小的要求。

2.2 根式函數

假設k與δ為冪函數關系，但冪函數不滿足k在較小范圍內變化時，δ的幅值變化應增大的要求；若δ=ak，滿足函數單調性要求，且k較小時，δ大于直線式，k較大時，δ小于直線式；根據根式函數確定的δ與直線式、直線分段式確定的δ差異不能太大，且a簡潔明了的原則規定a為0.5～1.7。對a每隔0.15計算一次，選取最佳曲線對應的a。不同方法及a下，允許泄漏率與標準件泄漏率偏差的關系如圖3所示。

根據圖3選取最佳曲線為a=0.80，對應的表達式為δ=0.8k。采用根式函數檢測方法，不同允許泄漏率下對應的標準件泄漏率偏差如表2所示。

由表2可知：δ滿足規定2.1的要求，但當k=0.5 cm3/min時，δ=0.57 cm3/min，為k的1.13倍，大于k，應對根式函數進行修正，參考直線分段式，假設修正后δ/klt;0.3，即0.8/klt;0.3時，kgt;7.11，確定直線分段式與根式函數結合的根式函數分段式檢測方法，為：

δ=0.3k，k≤7δ=0.8k，kgt;7。

直線式、直線分段式、直線分段平移式、根式函數分段式4種泄漏率檢測方法下的標準件泄漏率對比如圖4所示。由圖4可知：4種檢測方法中，采用根式函數分段式檢測方法的δ取值適中；曲線符合單調性，且較為平順；滿足k較小范圍內變化時，δ變化增大、k較大范圍內變化時，δ變化應減小的要求。

2.3 實際應用

將根式函數分段式檢測方法廣泛應用于生產實際標準件泄漏率檢測，更新生產過程中試漏工藝規范，解決試漏標準件泄漏率偏差標準從無到有的問題，可以降低試漏設備的誤判風險，提高工藝管理水平。

3 結束語

1）采用直線式、直線分段式、直線分段平移式、根式函數分段式4種泄漏率檢測方法方法確定標準件泄漏率偏差，其中，根式函數分段式檢測方法曲線平順、符合單調性要求，同時在允許泄漏率變化較小時增大了標準件泄漏率偏差，在允許泄漏率變化較大時減小了標準件泄漏率偏差，為最優的設定方法。該方法避免了標準件泄漏率偏差設定過大試漏設備無法準確判斷待測零部件是否合格、標準件泄漏率偏差設定過小易導致試漏設備頻繁報警的風險。

2）與直線式檢測方法相比，根式函數分段式檢測方法更符合生產需要，可為確定標準件泄漏率提供參考，在具體應用時需綜合考慮試漏方法、試漏設備的具體環境、允許泄漏率大小等多方面因素，根據具體情況進行調整。

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Analysis of leakage rate detection method for standard parts testing

WU Genqiang1， ZHANG He1， SHI Gang1， CHEN Jie2

1.Ningbo Geely Royal Engine component Co.， Ltd.， Ningbo 315340，China；

2.Ningbo Hangzhou Bay Branch， Zhejiang Jirun Automobile Co.， Ltd.， Ningbo 315340，China

Abstract：To accurately assess the operational status of leak testing equipment on the production line for engine parts， four leakage rate detection methods，linear method， linear segmented method， linear segmented translational method， and root function segmented methodare combined to determine the leakage rates of qualified and non-qualified standard parts. The results indicate that when using the linear method， a small allowable variation in leakage rate leads to an excessively small deviation in the leakage rate of standard parts， resulting in inaccurate judgment of standard parts. The linear segmented method suffers from a chaotic setup of the leakage rate deviation range and poor rationality. The linear segmented translational method does not meet the requirement for a small deviation in leakage rate when the allowable leakage rate varies significantly. The root function segmented method meets the deviation requirements for standard part leakage rates. When the allowable leakage rate does not exceed 7 cm3/min， the relationship between the standard leakage rate deviation and the allowable leakage rate is linear with a correlation factor of 0.3. When the allowable leakage rate exceeds 7 cm3/min， the relationship becomes a root function with a correlation factor of 0.8.

Keywords：standard part；allowable leakage rate；standard part leakage rate；leak testing equipment

（責任編輯：胡曉燕）