發(fā)動(dòng)機(jī)冷測(cè)試技術(shù)在汽車(chē)生產(chǎn)中的應(yīng)用
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時(shí)間：2016-12-15
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隨著汽車(chē)工業(yè)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代汽車(chē)對(duì)可靠性、安全性的要求不斷提高，以及系統(tǒng)的日趨復(fù)雜化，生產(chǎn)中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的快速全面診斷越來(lái)越受到人們的重視；而隨著相關(guān)測(cè)試技術(shù)的不斷進(jìn)步以及計(jì)算機(jī)處理能力的迅速提高，目前越來(lái)越多的汽車(chē)生產(chǎn)廠家，開(kāi)始采用具有較快節(jié)拍、較高質(zhì)量檢測(cè)水平、較低生產(chǎn)成本的發(fā)動(dòng)機(jī)冷測(cè)試來(lái)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)下線的高精度檢測(cè)，以更好的確保產(chǎn)品質(zhì)量。
由于發(fā)動(dòng)機(jī)冷測(cè)試不像常規(guī)的熱試驗(yàn)?zāi)菢幽軌蛘鎸?shí)的表現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩，而是通過(guò)間接的方式考察整機(jī)裝配性能，在測(cè)試過(guò)程中更多的涉及到各種參數(shù)及曲線的分析，因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)冷試驗(yàn)過(guò)程中，測(cè)試項(xiàng)目及測(cè)試方案的選取相對(duì)而言就顯得尤為重要，需要在實(shí)際生產(chǎn)中通過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證及不斷調(diào)整來(lái)最終確定。
2. 發(fā)動(dòng)機(jī)冷試驗(yàn)的測(cè)試原理
發(fā)動(dòng)機(jī)冷試驗(yàn)是用來(lái)檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)裝配質(zhì)量的一種方法。當(dāng)采用冷測(cè)試技術(shù)檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)不需要燃料來(lái)運(yùn)行，也不需要冷卻液進(jìn)行冷卻。被測(cè)試的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入測(cè)試臺(tái)，通過(guò)氣缸或液壓缸夾緊發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣、排氣口，同時(shí)通過(guò)專(zhuān)用機(jī)油壓力適配器連接到設(shè)備上，用抱爪或其它夾緊機(jī)構(gòu)自動(dòng)夾緊發(fā)動(dòng)機(jī)的飛輪或適配器，測(cè)試臺(tái)的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)以不同的速度旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)，測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡同時(shí)從發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣口、出氣口、夾緊機(jī)構(gòu)的扭矩傳感器以及主油道出口的壓力傳感器上采集數(shù)據(jù)，采集到的測(cè)試數(shù)據(jù)通過(guò)測(cè)試臺(tái)專(zhuān)用軟件進(jìn)行分析，然后將分析結(jié)果與測(cè)試臺(tái)已設(shè)定好的極限值進(jìn)行比較，從而確定發(fā)動(dòng)機(jī)是否被正確裝配。
另外，設(shè)備通過(guò)測(cè)試程序?qū)Πl(fā)動(dòng)機(jī)上相關(guān)傳感器發(fā)送執(zhí)行操作的指令，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)各種傳感器及執(zhí)行器也通過(guò)CAN-Line或K-Line將反饋信號(hào)反饋給測(cè)試臺(tái)，測(cè)試臺(tái)軟件對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)反饋的各種信息進(jìn)行一系列的分析比較，最終確定發(fā)動(dòng)機(jī)各傳感器及執(zhí)行器是否正常工作。
3. 發(fā)動(dòng)機(jī)冷試驗(yàn)中的機(jī)械性能測(cè)試
發(fā)動(dòng)機(jī)冷試驗(yàn)中的機(jī)械性能測(cè)試，主要有扭矩測(cè)試（包括脫離扭矩、運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩、監(jiān)控扭矩等），進(jìn)氣真空度測(cè)試，排氣壓力測(cè)試，機(jī)油壓力測(cè)試，發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)測(cè)試等。
3.1 脫離扭矩測(cè)試
發(fā)動(dòng)機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)到開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的瞬間所產(chǎn)生的扭矩，稱(chēng)為脫離扭矩。脫離扭矩的檢測(cè)主要是為了確認(rèn)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部各運(yùn)動(dòng)部件之間是否有卡滯等情況，例如軸瓦漏裝、活塞錯(cuò)裝等。如果脫離扭矩過(guò)高，設(shè)備會(huì)自動(dòng)停止運(yùn)行并報(bào)警，要求操作人員檢測(cè)故障所在并解決，以避免高速運(yùn)轉(zhuǎn)造成發(fā)動(dòng)機(jī)不可逆轉(zhuǎn)的損壞，降低生產(chǎn)報(bào)廢成本。
3.2 燃油軌檢測(cè)
發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油噴射系統(tǒng)在出廠前都會(huì)進(jìn)行一系列嚴(yán)格的測(cè)試以確保零件質(zhì)量，但在運(yùn)輸及裝配過(guò)程中，不可避免的會(huì)有一定比率的磕碰及其它損傷情況，這樣，我們也就有必要在冷測(cè)試中對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。
一般對(duì)燃油軌的檢測(cè)方式，是向燃油軌內(nèi)通相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)汽油壓力的壓縮空氣，然后由測(cè)試程序控制燃油噴嘴逐個(gè)開(kāi)啟關(guān)閉，通過(guò)檢測(cè)燃油噴嘴的開(kāi)啟時(shí)間及壓縮空氣的壓降情況，來(lái)確定燃油軌的零件及裝配質(zhì)量。（圖1所示）
圖1 燃油軌檢測(cè)
3.3 進(jìn)氣真空度測(cè)試
通過(guò)安裝在進(jìn)氣側(cè)的壓力傳感器測(cè)量進(jìn)氣真空度的變化情況，可以檢測(cè)出氣門(mén)泄漏、進(jìn)氣歧管墊片的折損或漏錯(cuò)裝、真空管路的連接情況等等。
圖2所示為進(jìn)氣真空度檢測(cè)裝置的示意圖。密封面一側(cè)連接的是發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管，另一側(cè)的電磁閥控制氣路走向，有壓力傳感器與氣路相通。當(dāng)不進(jìn)行進(jìn)氣真空度的檢測(cè)時(shí)，電磁閥控制閥門(mén)打開(kāi)，氣道走向通往大氣，發(fā)動(dòng)機(jī)正常進(jìn)氣（圖2左）；當(dāng)進(jìn)行進(jìn)氣真空度的檢測(cè)時(shí)，電磁閥控制閥門(mén)關(guān)閉，氣體通過(guò)消音器以一定的流量進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，產(chǎn)生的進(jìn)氣真空度便通過(guò)連通在消音器一側(cè)的壓力傳感器檢測(cè)到（圖2右）。
根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)測(cè)試的規(guī)劃，可以將進(jìn)氣真空度測(cè)試分為單缸測(cè)試與整機(jī)測(cè)試。所謂整機(jī)測(cè)試，即將進(jìn)氣歧管裝配好，在節(jié)氣門(mén)處連接出一管路到傳感器，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)整體進(jìn)氣真空度進(jìn)行測(cè)量。（圖3所示）
所謂單缸測(cè)試即不裝進(jìn)氣歧管，每個(gè)密封裝置對(duì)應(yīng)密封各個(gè)汽缸的進(jìn)氣口，分別進(jìn)行檢測(cè)；這種測(cè)試方式的優(yōu)點(diǎn)是精確度高，能夠迅速確定進(jìn)氣故障的根源所在，缺點(diǎn)是由于沒(méi)有裝進(jìn)氣歧管，無(wú)法檢測(cè)進(jìn)氣歧管的整體性能及其裝配情況。（圖4所示）
圖2 進(jìn)氣真空度檢測(cè)示意圖
圖3 進(jìn)氣真空度測(cè)試波形（多缸測(cè)試）
圖4 進(jìn)氣真空度測(cè)試波形(單缸測(cè)試)
3.4 排氣壓力測(cè)試
發(fā)動(dòng)機(jī)冷測(cè)試中的排氣壓力測(cè)試，即移去排氣管，在每個(gè)汽缸對(duì)應(yīng)的排氣口安裝獨(dú)立的壓力傳感器進(jìn)行排氣端口的壓力測(cè)量。其檢測(cè)裝置和進(jìn)氣真空度的檢測(cè)裝置原理是相同的，可參考圖2。
根據(jù)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造，排氣壓力測(cè)試的曲線又有多種形式。圖5所示是一種比較常見(jiàn)的單缸排氣壓力測(cè)試曲線，圖6所示是在缸蓋上設(shè)計(jì)有二次空氣噴射管路的排氣壓力測(cè)試曲線。
排氣壓力測(cè)試與進(jìn)氣真空度測(cè)試相結(jié)合，可以用來(lái)檢測(cè)進(jìn)排氣系統(tǒng)的缺陷，如檢測(cè)氣門(mén)安裝是否到位，汽缸是否存在漏點(diǎn)，活塞環(huán)是否完全張開(kāi)，正時(shí)系統(tǒng)及可變正時(shí)系統(tǒng)是否正確裝配，以及凸輪軸及液壓挺柱的裝配缺陷等。
圖5 排氣壓力測(cè)試曲線
圖6 排氣壓力測(cè)試曲線
3.5 扭矩測(cè)試
在伺服電機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)夾緊裝置之間，有一扭矩傳感器，在伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，通過(guò)該傳感器便可以實(shí)時(shí)檢測(cè)到作用在驅(qū)動(dòng)軸上的力矩。在扭矩傳感器之后，有一個(gè)超速離合器，在運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩嚴(yán)重超載的時(shí)候能夠起到保護(hù)扭矩傳感器的作用。（圖7）
扭矩測(cè)試波形如圖8。
圖7 伺服電機(jī)與扭矩傳感器
圖8 運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩
3.6 機(jī)油壓力測(cè)試
機(jī)油潤(rùn)滑是發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中不可缺少的潤(rùn)滑劑，如果缺少足夠的潤(rùn)滑，那么發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生劃傷、抱軸、軸瓦磨損等情況。因此在測(cè)試過(guò)程中，必須要保證發(fā)動(dòng)機(jī)有足夠的機(jī)油壓力。另外，在特定轉(zhuǎn)速時(shí)機(jī)油壓力的波動(dòng)值，也能體現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的某些零件的裝配情況，如主軸軸瓦，主油道等等。
評(píng)論