无损检测技术在姿控发动机总装中的应用探析

无损检测技术在姿控发动机总装中的应用探析（精选5篇）

篇1：无损检测技术在姿控发动机总装中的应用探析

无损检测技术在姿控发动机总装中的应用探析

阐述了目视检测、射线照相检测、泄漏检测等三种无损检测技术在姿控发动机上的应用情况.重点介绍了泄漏检测技术,针对发动机的结构特点、不同系统的性能要求及总装接头连接处各种密封形式在装配测试中分别采用了浸泡法、皂泡法及氦质谱简易包封积累法等不同的泄漏检测技术.经过对几种泄漏检测方法的对比分析,得出了针对不同的.系统性能要求,需要采用不同的泄漏检测方法来满足设计要求的结论.

作 者：易霞 Yi Xia 作者单位：西安航天发动机厂,陕西,西安,710100刊 名：火箭推进英文刊名：JOURNAL OF ROCKET PROPULSION年，卷(期)：35(5)分类号：V439.7关键词：目视检测 射线照相检测 泄漏检测 浸泡法 皂泡法 氦质谱检漏法

篇2：无损检测技术在姿控发动机总装中的应用探析

在现代的软硬件测试中, 除了测试本身之外, 更重要的是将测试的数据存储到更加强大的介质中, 因为传统的文本存储 (txt文件) 以及表格存储 (Excel文件) 越来越不能满足现代测试存储的需要了, 在测试之后, 需要对测试的数据进行数据的查询、回放以及调用等。因此, 此时需要更加强大的存储介质, 而SQL Server2000比前面介绍的传统的文本存储以及表格形式的存储更加优秀。SQL Server2000是关系型数据库, 可以通过内部的视图、索引、外键引用, 将上万条甚至几十万条数据有序的全部存储到指定的位置, 然后再通过相关的命令任意的读取出来。本文使用LabSQL将LabVIEW与SQL Server有效的相连起来。实现Lab VIEW与SQL Server之间的互动, 并将其应用到发动机点火性能检测系统中。

1 LabV IE W与S Q L S erver联系的方法简介

在Lab VIEW中与SQL Server相连接的方法一般有3种:

方法1:直接利用NI公司制作的与数据库相联系的模块———LabVIEW SQL Toolkit模块, 但此模块在LabVIEW的中是没有的, 只有向NI公司进行购买, 虽然其与LabVEW相连的效率很高, 但是价格也十分昂贵, 很多高校以及科研单位并不能承受[3]。

方法2:直接利用VC++编写DLL (动态链接库) 实现LabVIEW与SQL Server之间的接口, 来实现LabVIEW与SQL Server之间的联系, 使用这种方法可以将LabVIEW与SQL Server之间进行高效率的互动, 但是使用者需要有良好的编程水平, 并且工作量巨大, 因此, 对于大多数的 (工科) 设计者来说也并不现实。

方法3:使用LabVEIW自身所带的Active控件通过调用Mircosoft ADO控件来实现。这种方法需要设计者对SQL语言十分的精通, 而且需要设计人员从底层来实现。

上面3种方法虽然有着各自的优点, 但都不是实现LabVEIW与SQL Server之间联系的最好方法。应用LabSQL数据库包可以实现与数据库之间的高效联系。

2 LabV IE W与S Q L S erver具体实现方法

2.1 LabS Q L安装

由于LabSQL数据库包并不是在LabVIEW的安装过程中插入的模块, 因此需要将LabSQL文件夹移动到National InstrumentsLabVIEWx.xuser.lib的文件夹下, 在LabVIEW的后面板函数面板中的用户库中便可以查看到LabSQL的全部功能模块。

在通过LabSQL创建一个SQL数据库连接时候, 需要做以下的准备工作。

第一步:打开开始菜单中的管理工具, 在数据源中选择系统DSN, 然后选择添加, 由于这里使用的是SQL Server2000, 因此, 在选项中选择SQL Server。

第二步:在选择数据源的时候, 选择自己数据存储的数据源, 当选择了数据源之后, 再通过数据库连接测试, 如果测试成功, 就可以使用其数据源了, 而实际的数据源就是数据库中所使用的各种表。

2.2 LabS Q L中常用子V I

ADO Create Conn:无论是在查询数据库或者插入数据时, 都需要向数据库建立连接, 此VI的作用就是建立与数据库 (SQL Server2000) 的连接。本文中需要向SQL Server2000建立数据库的连接, 因为只有先建立连接之后才能使用SQL命令语句。

ADO Open Conn:当建立了与数据库之间的连接之后需要做的是打开数据库的连接, 此VI的作用就是打开与数据库 (SQL Server2000) 之间的连接。而在前面介绍的DSN就是在这个模块中通过ConnectonString接口指定数据源, 也就是需要具体连接的数据库名。

ADO SQL Execute:当与数据库的连接打开之后, 需要使用SQL命令语句将LabVIEW与SQL Server2000相联系。此VI的作用就是使用SQL命令语句中的查询、插入、更新以及删除命令, 来对数据库中的记录进行更新、删除、插入以及查询。在子VI中有两个重要的接口:第一个接口是Command Text, 在此接口中需要输入SQL命令语句;第二个接口是Return Data, 此接口是布尔型, 如果为T, 就是放回数据, 如果为F, 就是不放回数据。

ADO Close Conn:当LabVIEW与SQL Server2000的交互结束时, 需要将连接关闭, 如果不关闭与数据库的连接, 在下次再次与同样的数据库相联系时程序会报错。此VI的作用就是将LabVIEW与SQL Server2000的联系关闭。

ADO Destroy Conn:当关闭了LabVIEW与SQL Server 2000的联系之后, 需要将这种联系全部取消, 这样可以为下一次的Lab VIEW与SQL Server2000的联系做准备。此子VI的作用就是将LabVIEW与SQL Server 2000的联系取消。

本文主要使用的就是以上5种子VI, 同时也是掌握LabVIEW与SQL Server2000相联系的基本用法, 其它的许多用法, 都是在此基础上建立起来的。

3 LabS Q L与S Q L S erver2000在发动机点火系统检测上的实际运用

在对发动机点火系统的检测过程中, 需要对发动机点火系检测的各种数据进行存储以及查询, 而查询的过程按照3种条件进行, 分别是查找条件、查找内容、查找次数3个条件来实现。这是因为SQL Server2000属于关系型数据库, 可以根据指定的条件进行插入或者查询。

在本程序中查找条件是根据汽车的车牌号来实现的, 这是因为车辆的车牌号具有唯一性, 也就是一辆车只对应一个车牌号, 否则会出现数据库的数据的混乱。

查找的内容是点火波形, 这是因为在发动机测试的内容有许多, 除了点火波形之外, 还有例如气缸压力以及功率等内容, 因此这里必须需要分类。

查找次数代表的是发动机点火系统的第几次测试, 因为在传统的测试过程中会有进行许多次测试, 此时需要通过测试次数这个条件来进行约束。

当在查找条件中输入车辆的车牌号码、在查找内容中输入点火波形、在查找次数中输入需要查找第几次测试的结果, 当单击查找按钮之后, 便可以按照指定的条件查询到指定的点火波形, 而点火波形左边显示的是Express表格, 因为通过实验, 当ADO SQL Execute VI中的Return Data接口为T时, 可以将数据库中的具体参数全部输入到此表格中, 此程序中将具体车辆车牌所对应车辆的发动机的具体的信息全部输出到此表格中。前面板如图1所示。

发动机点火系统数据回放模块的后面板程序框图如图2所示。

通过后面板可以看出本程序的主要流程主要有以下几个基本步骤:

(1) 通过ADO Create Conn VI创建LabVIEW与SQL Server2000之间的连接。

(2) 通过ADO Open Conn VI打开LabVIEW与SQL Server2000之间的连接。并且需要指定DSN=“MYDB”这里选择自己创建的数据库kxwttt, 而这里的DSN=kxwttt, 并且需要在数据源中将这里kxwttt选择为默认的数据库, 原来默认的是master。如果不选择kxwttt, 程序会报没有发现指定的数据源。

(3) 通过ADO SQL Execute VI使用SQL命令语言实现查询、删除、插入功能。本文中使用的查询功能, 而SQL命令语句为:SELECT ignite1 FROM ignite WHERE Vehicle_ID=‘车牌号’and jici=‘查找条件’;而在Lab VIEW中需要使用模块语言来实现。而在Return Data中选择T这样可以便可以在前面板的Waveform Grape中显示出来。

(4) 通过ADO Close Conn VI将LabVIEW与SQL Server2000之间的连接关闭, 以防止下次再次连接的时候报错。

(5) 通过ADO Destroy Conn VI将LabVIEW与SQL Server2000之间的连接全部取消。

SQL命令语句为:

SELECT

Engine Type, Engine ID, Cylinder Num, Cylinder Type, EngineDate, Total Weight FROM VehicleInfo WHEREVehicleID=车牌号。

4 结语

本文通过LabSQL技术实现了LabVIEW与SQL Server2000的互访, 扩展了发动机点火性能检测系统的数据存储方式;利用LabSQL并通过SQL命令语句可实现对数据高效的查询、删除和更新, 弥补了传统存储方式下查询、删除和更新数据效率低的不足;通过LabSQL实现与数据库的互访无需低层开发、便于模块化设计, 提高了编程的效率。

参考文献

[1]杨乐平, 李海涛, 赵勇, 等.LabVIEW高级程序设计[M].清华大学出版社, 2003.

[2]张彬斌, 邵俊鹏, 金婉如, 等.LabVIEW和SQLServer数据库之间的互访[J].哈尔滨理工大学学报, 2005 (2) .

篇3：无损检测技术在姿控发动机总装中的应用探析

(1) 国内外气密性检测技术现状

气密性检测技术属于气体泄漏检测中的一种, 气体泄漏检测包括毒性气体泄漏检测、可燃气体泄漏检测及气密性检测。前两者大多通过化学传感器进行检测。气密性检测技术广泛应用在汽车制造等行业, 是保证产品质量、生产安全的重要手段。由于我国气密性检测技术起步较晚, 在20世纪60年代中期才开始在各个行业和研究机构应用传统的湿式泄漏检测设备, 而此时国外现代气密性检测设备的理论概念已日趋完善。随着电子技术的迅猛发展, 基于流体力学理论的新型气密性检测设备在各个行业的应用也日趋广泛, 极大地提高了产品的质量和安全性。

为了提高检测精度和效率, 实现检测自动化, 目前比较流行的气密性检测方法是差压法。被测容器如果有泄漏, 必然造成容器内气体质量的流失, 使容器内原有的气压减低, 通过测量容器内气体压力降可以推导出实际容器泄漏的气体量, 以达到检测气体泄漏量的目的。泄漏流量与差压的关系可以用下式表示:

式中, PT为测试压;P0为外界压力 (大气压) ;ΔVL为排到大气中的泄漏量;ΔP为差压;QL为气体泄漏流量;t为产生差压ΔP相对应的测试时间。其中PT、P0均为绝对压力。

基于上述基本原理, 国内外众多厂家都开发出了气密性检测仪, 比较著名的有法国ATEQ公司、美国的USON公司、日本的COSMOS公司等。ATEQ公司为世界制造气密性测试仪器的先驱, 涉及汽车、医药、家电、压铸、包装、阀门、煤气、电子、建筑、航空等领域。USON公司也生产很多种类型的测漏仪, 它的新型Vector系列提供了多种检测模式, 同时考虑到了测漏性能、泄漏量, 并针对实际应用中不同被测物的容积和泄漏量大小提供相应的产品。COSMOS主要生产针对特殊化学气体的泄漏检测设备。目前欧美及日本的几大试漏仪见表1。

(2) 现代气密性检测技术的优点

气密性检测的常用方法有气泡法、涂抹法、化学气体示踪检漏法、压力变化法、流量法、超声波法等。传统的检测泄漏方法多采用气泡法和涂抹法。气泡法是将工件浸入水中, 充入压缩空气, 然后在一定时间内收集泄漏出来的气泡以测出泄漏量。涂抹法是在内部充有一定气压的工件表面涂抹肥皂水一类的易产生气泡的液体, 观察产生气泡的情况以检测泄漏量的大小。这2种方法操作简单, 能直接观察到泄漏的部位和泄漏情况, 但由于事先不知道工件泄漏的部位和几处泄漏, 难以收集全气泡, 影响测量的准确性;其次, 对于体积大、笨重、外表面复杂的零件, 气泡附着于零件底部和褶皱处而不易观察;测试完后需要对工件进行清扫干燥处理, 无法实现自动、定量测漏。因此, 这2种方法不能满足高精度、高效率的生产需求。目前, 气泡法和涂抹法主要被当作寻找漏点和调试的手段使用, 而且只能采用水基中性发泡剂, 避免造成发动机的锈蚀或引起其他机械和电器故障。

现代气密性检测广泛采用的介质是空气, 精度可以达到检测10μm孔隙的水平 (通常无需检测小于10μm的孔隙) 。在采用泄漏检查仪的基础上, 再辅以上、下料机构, 自动密封装置及电气控制、液压、气动系统即可组成一个可用于加工生产线上的泄漏检查设备——试漏机。试漏检查仪的出现使得零部件的泄漏在线检测成为可能, 采用这种装置可满足批量生产中对零部件泄漏情况检测的要求, 大幅提高产品的品质质量。采用试漏仪的气试方法具有检测速度快, 结果准确可靠, 不污染工件等优点, 因而使生产线中对产品的100%泄漏检测成为可能。

2 气密性检测的目的及基本概念

(1) 气密性检测的目的

气密性检测的目的就是在生产过程中尽早对工件能否保证在以后的使用条件下不漏做出判断, 避免对泄漏的工件作进一步加工和装配, 这叫“废品剔除”。

在自动气密性检测中, 即使要求工件必须是液密的, 也用空气或其他专用测试气体作为检测介质。这是因为气体的粘度低于液体, 用气体作为检测介质可获得很高的测试精度。

(2) 密封和泄漏的概念

密封是一个相对的概念, 没有绝对密封不漏的工件。工件在不同的应用条件下, 对密封程度有不同的要求, 因此必须首先根据不同工件的实际工作情况确定进行气密性检测的方法、检测压力以及工件允许的泄漏率。

a.允许泄漏率

发动机的零部件必须是水密的或油密的, 其他则必须是不漏气的。尽管实际工作时液体无法渗透工件质地疏松的区域, 但气体则可透过并被检测到。可见, 当提出工件是否泄漏的问题时, 实际上是确定工件的允许泄漏率, 这样可认为:

实际泄漏率<允许泄漏率=密封 (合格)

实际泄漏率>允许泄漏率=不密封 (不合格)

允许泄漏率随具体应用而不同, 它取决于很多因素。如工件的材料、结构及实际工作状态下的工作重点。

在泄漏率较小 (液体泄漏率几乎为零) 的情况下, 空气与液体的泄漏率之比无法计算出;对于较大的泄漏率, 两者的粘度比可近似为泄漏率之比。

同样, 工件壁厚、表面状态及疏松结构 (铸造砂眼、裂纹) 也起到关键作用。

在工业生产中, 从经济角度考虑确定允许泄漏率是很关键的, 检测应该是在必要条件下尽可能精确, 而不是越精确越好。如果允许泄漏率定得比需要的低, 废品率会增大, 生产成本则提高。

最终的允许泄漏率必须通过试验确定, 在某些情况下, 可得到经验数值或推荐的数值。

b.测试压力

气密性检测的另一个重要指标是测试压力。通常, 允许泄漏率都要参考给定的测试压力, 而测试压力都是参照工件实际工作状态进行选择。

确定测试压力时会遇到泄漏率与测试压力的关系问题。疏松度高, 泄漏率正比于测试压力;疏松度低, 泄漏率与测试压力之比变小。见图1。

(3) 汽车发动机零件允许泄漏率举例

发动机零部件的测试压力一般是实际工作压力或稍大于其实际工作压力。部分发动机零部件允许泄漏率见表2, 同类型工件铸铁的值要大于铝合金的值。因为铸铁的疏松程度要大于铝合金。

3 几种不同的气密性检测方法及原理

以干燥空气为介质的自动气密性检测, 或者说密封性试验, 是基于被测容腔内的空气流失所产生的物理效应, 即通过对压力变化或流量的测量来实现的。

(1) 压力检测方法

在工业泄漏测试中, 压力测量是最常见的方法, 在测试腔较小的情况下, 可检测到0.1 m L/min或更小的泄漏率。

a.绝对压力法

绝对压力法有如下特点:测试系统结构紧凑、自身容积小、测量范围宽等特点。但是, 它的检测分辨率取决于使用的测试压力。绝对压力法测试原理见图2。

b.差压法

差压法有如下特点:检测压力高 (可达80×105 Pa) ;系统分辨率与使用的检测压力无关;可通过接入参考工件, 实现对容积或状态不稳定的工件进行检测。采用差压法可在检测压力较高的情况下检测到很小的泄漏。

以具体的实现方式来区分, 压力测量法还可分为压力降测量和压力升测量。

压力降测量是向被测件充以正压, 然后测量其压力下降幅度。这种方式实现起来最简单, 因而最常用。

压力升测量受温度变化, 密封装置和工件容积不稳定的影响小于压力降测量, 在正压状态下工作时, 压力升测量可以没有平衡阶段, 并且使用的测试压力不受测量元件的测量范围限制。差压法测试原理见图3。

(2) 流量检测方法

不同于压力测量中测量信号随着测试容积的增大而减小, 流量测量的测量信号与测试容积无关, 而是直接反映泄漏率的大小。因此, 在被测腔容积较大时可显著缩短测量时间。而且, 这一点在系统设置和校正时显得十分方便, 因为不再需要知道确切的测试容积。

a.质量流量法

质量流量法有如下特点:因为采用质量流量传感器, 所以测量信号不仅与测试容积无关且不受检测压力限制。测量结果直接以标准状态下的泄漏率[m L/min]显示, 不像压力法测量中要将压力变化换算成泄漏率。当被测腔容积较大且允许泄漏率较小时, 采用质量流量法可最大限度地缩短测量时间。这一点使得质量流量法非常适用于发动机曲轴箱的在线检测。质量流量法测试原理见图4。

b.体积流量法

体积流量法一般不用于进行气密性检测而是用于流量监控中。如果采用差压传感器作为测量元件 (即层流管式流量计) , 可在进行降压法泄漏测试前对被测系统中的通道进行流量监测。比如对燃油系统和喷嘴的测试。体积流量法测试原理见图5。

4 一汽-大众发动机总成及零部件的试漏应用

(1) 燃油导轨总成的试漏应用

车间在分装燃油导轨总成过程中使用LPG794试漏仪。根据燃油导轨总成部件的特点, 检测采用差压法进行。

a.系统组成结构

系统结构见图6。

测试系统主要由比例压力调节阀、充气阀、压差传感器及泄漏测试控制单元组成。

b.LPG794的工作过程

LPG794测试工作过程见图7。在充气过程中, 通过比例调节阀将设定压力的压缩空气充入测试回路。在平衡过程中通过LPG794控制充压至规定的测试压力。这个步骤在系统没有参考工件时是非常必要的, 因为在充气期间热效应的影响, 可能造成工件被错误的判断为泄漏。稳定步骤开始时充气阀关闭, 将测试回路与气源断开, 使测试回路内的气压趋于稳定便于下一步的测量。根据在测量过程中差压传感器测得测量结束时与开始时测量回路内的压力差值为ΔP, LPG794内的处理器按照下面的公式计算出工件的泄漏量, 并且与设定的允许泄漏限值进行比较, 进而判定工件是否合格。

式中, Q工件泄漏率, m L/min;ΔP, Pa;60 (常数) , s/min;V工件容积, m L;T测量时间, s;P大气压力, Pa。

c.燃油导轨总成试漏参数举例

现生产使用的LPG794内有2套用于不同体积的燃油导轨总成的试漏程序。现以内部容积为120 m L的燃油导轨试漏参数进行说明, 见表3。

表3中, 1套试漏程序由3组不同的测试参数组成。这3组不同的测试参数主要区别在于测试的压力及允许泄漏率不同。因为燃油导轨总成零件上装有燃油压力调节阀 (开启压力约3×105 Pa) , 使得在进行高压测试过程中测试腔的容积要大于其他两个测试过程, 所以在参数上测试容积存在着差异。允许泄漏限值DUT1用于判定工件是否泄漏, DUT2用于判定工件是否密封。一般超过DUT2限值 (压力限值) 的工件往往根本就不密封, 存在着较大的质量缺陷。

(2) 短发动机的试漏应用

在短发动机总成试漏过程中RSH装配线使用JW FROEHLICH公司的MFL40试漏仪。根据短发动机曲轴箱较大而允许泄漏量较小且要求试漏时间短的特点, 检测采用质量流量法进行。

a.系统组成结构

短发动机试漏系统结构见图8。

短发动机试漏系统使用的MFL40为双通道试漏仪。试漏仪的每个通道都由一个比例调节阀、定量储气缸 (JW FROEHLICH公司系统特有) 、质量流量传感器、压力传感器和一些开关阀所组成。

压力传感器在系统中起到监控系统压力的作用。如果工件根本就不密封, 那么在充气结束后系统将没有气压, 也就没有气体的流动。这样工件的泄漏就不能通过质量流量传感器被测得, 只能通过压力监控得以判定。

b.短发动机试漏系统的工作过程

系统工作时, 阀V0、V1打开, 压缩空气通过各通道的气压调节单元 (比例调节阀) 以设定的充气压力向各自的定量储气缸充气。充气结束后V0、V1关闭, 系统等待工件密封及测试开始的信号。由于短发动试漏要求检测是否存在机油循环系统与水循环系统之间的互漏, 所以在测试开始信号发出后, 阀V3、V5、V6打开, 由发动机机油循环系统的定量储气缸以规定的测试压力向短发动机机油循环系统充气。由图8可见, 与水循环系统相连的质量流量传感器由于阀V6打开, 使其另一端直接通大气。只要机油循环系统和水循环系统之间不密封, 气流就会被水循环系统的流量传感器S0测量到, 该阶段结束后, 将对内漏程度作出评估。紧接着阀V6关闭、阀V2、V4打开, 水循环系统的定量储气缸以规定的测试压力向短发动机冷却水循环系统充气, 同时开始了对水循环系统和机油循环系统的气密性检测过程。在机油循环系统或水循环系统及测试系统充气相继达到足够的平衡后, 则阀V2、V4相继关闭, 开始测量阶段。测量阶段定量储气缸到试件泄漏的气流被质量流量传感器S0、S1所感知, 并以数字显示压力传感器S2、S3监控测试系统的测试压力。在该阶段结束时系统将对测量结果进行评估。

c.短发动机试漏参数举例

通道外加一个检测机油循环系统和水循环系统互漏的功能通道。通道1进行水循环系统的测试, 通道2进行机油循环系统的测试, 通道3 (功能通道) 进行机油循环系统和水循环系统互漏的评估。

短发动机试漏机的MFL40内只有1组试漏参数供RSH-2V发动机试漏使用。试漏机使用的MFL40是双通道1与通道2在试漏参数的格式上是一致的, 只是参数根据试漏部位的不同而略有差别。MFL40通道1 (发动机冷却水循环系统) 测试参数见表4。

表3中, VEX FILLING为系统向定量储气缸内充气时间。PARTFILLING为定量储气缸向测试工件内充气时间。MEASURE为测量时间。FLOWLIMIT为设定的允许泄漏率限值, 在测量结束后系统将得到的水循环系统泄漏率与此限值进行比较, 超出此限值则被判定为不合格。PRESSUREM O N I T O R I N G为压力监控的限值, 当压力传感器监测的压力低于MIN值或高于MAX值时, 系统将优先根据此结果判定水系测试不合格, 不进行流量的评估。V E X F I L L P R E S S U R E为定量储气缸的充气压力, 由于系统测试时是用定量储气缸内的气体向短发动机水循环系统充气, 所以此气缸的压力会高于测试压力, 使用定量储气缸便于系统充气后快速稳定、平衡, 使测试过程的时间大大缩短。TEST PRESSURE为测试压力。FL-CORRECTION为流量传感器的修正值, 此修正值可用于修正系统的测试偏差, 使测量得到的结果更接近于实际的泄漏率。TESTVOLUMEFACTOR为测试容积系数, 可近似看作水循环系统内腔的容积与定量出气缸的容积之比, 由于定量储气缸和水循环系统内腔容积的差异, 使得质量流量传感器测得的值再乘以此系数后才是水循环系统的实际泄漏率。

MFL40通道3 (油水互漏) 测试参数见表5。

由于通道3为功能通道, 所以测试参数的结构与通道1、2有所不同。表4中参数的含义与表3介绍的大体相同。在实际的测试过程中, 由于水循环系统的测试压力大于机油循环系统的测试压力, 内部泄漏发生时往往表现为水循环系统测试不合格, 但在漏点判定时却找不到外部漏点。这时, 通道3所测得的数值会作为判断是否存在内部泄漏的参考。

5 气密性检测设备在应用中的影响因素

(1) 气密性检测方法的选择

首先对绝对压力法与差压法进行比较。一般而言, 对一个压力传感器来讲, 其所能达到的分辨率为1/5 000;对于5×105 Pa的传感器而言它的分辨率即为10 Pa, 而对于0.5×105 Pa的传感器而言, 它的分辨率即为1 Pa。由于差压式测量的传感器只需测量系统压力相对于测量压力的改变值, 因而传感器的量程可大大缩小。再者, 由于差压法是将系统测量压力作为测试零点, 只是记录压力与系统压力的偏移值, 因而诸如零点飘移, 温度飘移的影响只与差压传感器的测量范围有关, 而与测试时的测量压力无关。例如, 1/1 000的飘移量对测试压力1×105 Pa系统而言, 其飘移量值为100 Pa;相反采用压差法测量1/1 000的飘移量, 对于2 000 Pa量程的传感器而言, 其飘移量值为2 Pa。

可见, 如果从测量精度上讲, 差压法测量精度要高于绝对压力法。但在实际生产条件中, 一般而言, 绝对压力法的测量精度已能满足测量要求, 且由于采用绝对压力法不需参考件, 测量系统比较简单, 可以降低造价。至于对大泄漏量的情况, 推荐使用流量法进行测试。例如, 在我车间使用的燃油导轨泄漏检测仪即采用了差压法进行泄漏率测量, 由于燃油导轨允许泄漏量较低;而在发动机曲轴箱、油道、水套等的试漏中, 被测空间大, 生产节拍要求高, 在46 s内完成发动机运输、检测、判定等工作内容, JW FROEHLICH公司采用了质量流量法来进行试漏。

(2) 影响气密性检测精度的因素

a.检测容积的影响

对于一个特定的泄漏率值而言, 若检测容积增大, 则相应的压力降低的速度就降低, 因而测量时间需要相应增加。在一些特定的条件下, 若不设法减少测量容积, 则可能无法达到测量需要的灵敏度。

b.检测压力的影响

泄漏率对测试压力的依赖性, 对不同的测量条件是不同的。一般而言, 对于多孔性 (如铸造气泡、裂缝) 较高时, 试验压力对泄漏率的影响较大, 而对于多孔性较低时则影响较小。另外, 随测试压力的增高, 还会带来诸如温度影响, 所需稳定时间加长等一系列问题。因此, 建议对特定的工件可采用在一定压力范围内进行泄漏检测, 然后选择一个满足测试要求的较低的压力确定为最终的测试压力。试漏机试漏压力的选择必须充分考虑被测零件各个机构对于最大测试压力的承受能力。例如, 在我车间采用的试漏机试漏压力最大为绝对压力2.3×105 Pa, 在EA113滚子摇臂发动机上, 水泵的动环和静环之间存在密封, 如果压力超过3×105 Pa, 有可能会破坏该密封, 造成水泵漏水或者异响的故障。

c.温度对检测的影响

对于处于密闭容器的气体而言, 当温度升高时, 其内部的压力随之升高。因而温度的变化不可避免地成为影响压力变化的重要因素。一般估计这种影响的范围大致在温度每变化1℃引起的压力变化为0.36%的测量压力值。因而, 随测试压力的提高, 温度的影响会变得明显。

采用差压法测量时, 当采用的参考件与测量工件具有相同的几何形状及内腔容积时, 由充气本身引起温度变化效应可被测试系统自身消除。但当被测件温度与环境温度不一致时, 采用差压法测量也无法消除这种温度的影响。对在生产线上应用的试漏机而言, 其工序安排、在车间的安放位置等均是应该在影响测量结果的考虑因素之内。例如, 在发动机气缸体、气缸盖生产线上, 常常把试漏工序安排在工件加热清洗之后, 若清洗工序后没有足够的时间令工件冷却至室温, 则不可避免地会对测量结果造成影响。

温度对测量结果的影响对不同的测量对象而言也是不同的。工件的几何形状、内腔容积、表面积的大小、工件的材料等都会成为影响温度效应的因素。工件表面积大, 内腔容积小, 材料的导热性好, 温度的影响就较显著。在通常的测量条件下, 由于测试时间较短, 温度的影响不会十分显著。但若温度的影响不容忽略时则应采取相应措施, 在其他的条件难以改变时, 可考虑采用如下方法。

●降低测试压力或者采用真空法测试, 以降低温度的影响。

●采用带温度补偿功能的仪器。即对高温工件进行大量检测, 记录ΔP、Δt值, 作出ΔP-Δt曲线, 根据曲线作出ΔPLeak (不合格限度) -Δt曲线, 再将数值输入温度补偿程序。为使温度补偿准确可靠, 这些工作必须在现场的生产条件下进行。

d.稳定时间对检测的影响

当充气时, 压缩空气由受压状态进入一个密闭容器后, 将引起一系列的热力学-动力学变化, 即当一定体积的压缩空气迅速移至一密闭容器后, 其压力会发生降低, 若此时进行测量, 则这种压力的变化会被视作一个由泄漏所引起的压力变化, 影响测量结果的准确性。这种“冲气效应”受充气压力、测试容积及测试件材料影响。当充气压力或测试容积增加时, 这种充气引起的压力降低随之变得明显。解决这个问题的办法之一是在充气与测量之间增加一段稳定时间来消除这种影响。稳定时间的长短需要根据具体测量对象来确定。例如, 对一个内腔容积为1 000 m L、充气压力为3×105 Pa的铸铁测试对象的测试表明, 要完全消除这种效应, 稳定时间大约需要30 s。

在生产线上应用, 稳定时间过长将影响生产线的生产节拍, 这时可行的措施就是采用差压法测量。在差压测量系统中, 由于引入参考件, 这种效应在测试件回路及参考件回路中同时产生, 因而可以在很大程度上降低这种影响。参考件的选择可以采用如下:

●与测试件完全相同的零件;

●与测试件体积近似的工件。在测量过程中调整其容积大小, 以达到一个满意的平衡效果。

应当指出的是, 参考件的引入还不能达到测量要求时, 只能通过增加稳定时间来达到目的。

e.零件封堵方式对测量的影响

零件的封堵在测量过程中必须保证其位置不发生改变, 通常的做法是在封堵位置的终端采用挡铁以保证钢件与钢件的接触。

举例来讲, 对于一个测试容积为200 cm3在1×105 Pa压力下测试, 其封堵的面积为20 cm2, 若在测量过程中封堵位置发生0.01 cm (0.1 mm) 的变化, 则相应体积变化率为1/1 000, 相应地引起压力的变化为100 Pa, 这个数值已接近测量的不合格极限值。当然, 这是一个比较特殊的例子, 一般情况下封堵面积与测试容积的比值都要小得多。但是, 这确实是一个在封堵设计中不容忽视的问题, 我们在实际应用过程中遇到问题进行分析时应注意该因素。

除了上述封堵位置发生变化造成压力变化外, 在试漏机设计和调试过程中必须注意, 试漏机的封堵元件尽量不要作用在零件的非支撑结构上, 如果必须, 则需充分考虑是否可能会对被测零件造成损坏, 或产生新的泄漏点。这点对于采用气缸控制封堵元件的自动试漏设备尤其容易忽视, 而产生调试困难, 延误周期等影响。例如, 在我车间所采用的发动机自动试漏设备, 在初期的封堵设计方案中, 后油封法兰采用的封堵和充气接头在自动工作状态下, 气缸动作后接头直接作用在后油封法兰的塑料骨架上, 而这样会造成后油封法兰的塑料骨架和铝合金骨架中间产生缝隙, 产生泄漏, 影响试漏机对于正常发动机的泄漏检测评价。后经过改进封堵元件接头方案, 将接头作用在铝合金骨架上, 也就是说, 在接头工作时, 力作用在了发动机气缸体上, 不会产生使法兰泄漏的可能性, 随即立刻消除了该故障。

6 结束语

篇4：无损检测技术在姿控发动机总装中的应用探析

汽车, 可以说是现代人出行的必备交通工具之一。无论是身在哪个城市, 基本上都是离不开车辆的。尤其是现在的大型城市, 每家每户基本上都要有一辆车。而且车辆一旦出现问题, 可能就会影响到人们的日常出行。但是车辆越来越多, 与之对应就是修车的人越来越多。现在, 汽车维修已经比比皆是。究其原因, 就是汽车出现故障的概率实在是太高了。尤其是对于汽车的发动机而言, 一旦这个地方出现了故障, 整个汽车除了维修之外就在没有其他的解决途径了。而且汽车的价格对于大部分人而言都不是一个小数目, 很多人买汽车也是要花费很大的一笔资金的。而这样耗资巨大的汽车, 却会在可能仅仅只有几个月之后, 就又要进行第二次的维修。对于大部分人而言可能都是难以接受的。接下来, 本文就将对金属磨损自修复技术在汽车发动机的维修中的应用进行探析, 找到解决汽车发动机故障的有效解决方法。

2 汽车发动机中出现问题的原因

2.1 因润滑不良造成的汽车发动机故障

汽车发动机的故障, 在很大一部分程度上都是由于润滑不良而造成的。尤其是对于转速比较高的车辆而言, 发动机的本身消耗就比较大。如果在做不好润滑工作的话, 就会对发动机产生比较大的损伤。而且汽车的发动机就好像是人的心脏一样, 只要汽车在行驶的时候, 发动机就是一直处于工作的状态, 这样的情况下, 汽车发动机的消耗可以说是最大的。必要而良好的润滑就是最需要做到的。但是在很多时候, 这个润滑方面都是存在一定不足的。对于行驶里程已经比较长的车辆而言, 必要的检修, 加润滑, 就是广大车主们必须要做的事情。

2.2 因使用条件恶劣造成的汽车发动机故障

汽车, 比较合理的使用就是在城市的公路上。这样的路面平整, 对于车辆的损失比较小。但实际上, 还有很多车辆行驶的路面比较崎岖, 对于车辆的损坏比较大。还有一些城市的路面, 因为年久失修, 可能会产生大量的坑洼, 长时间行驶这样的路面, 很不利于汽车的保养。还有就是温度问题。我国北方的年温差比较大, 对于行驶在其中的车辆而言, 是一个很大的挑战。还有一些车辆一到冬天, 就需要花上很长的时间才能启动, 其实就是因为温度的原因已经对发动机产生了一定的损害。这时, 就很容易出现各种各样的发动机故障。

2.3 因材料条件差造成的汽车发动机故障、

在购买汽车的时候, 很多人都会选择购买国外的汽车, 比如好一点的奔驰、宝马。或者性价比更高的丰田等。其实就是因为这些品牌比较大, 在购买的时候会让人觉得更加安心。但是真的是这些品牌的汽车就完全没有问题了么?尤其是对于不太了解汽车的人而言, 买车就是买一个不错的牌子, 在选一个好看的外形。但其实对汽车而言, 最重要的是内部的构造。尤其是发动机的材料, 只有这个汽车有一个好的发动机, 才能有更长的使用年限。像是世界顶级的跑车, 比如布加迪威龙, 只要不到十秒的时间就是加速到100公里一小时。其实就是因为这样的跑车发动机的性能很好, 能维持整个车子最好的一种状态。而现在的不少发动机故障, 就是利用了人们这种误区。把汽车的外在做的很好, 对于发动机的材料却不是很在意。从而出现了各种各样的发动机问题。

3 金属磨损自修复技术在汽车发动机维修中的应用

3.1 针对气缸和活塞环磨损的应用方法

对于汽车发动机而言, 比较严重的一种磨损就是气缸和活塞环的磨损。而且这种磨损基本上还分为两种, 首先是针对磨损还不是很严重的时候。这时的发动机还可以使用, 但是已经比较危险了。这个时候就需要把修复材料注入到气缸之内, 但是要注意不能把修复材料注入到活塞的顶部。之后, 在切断供油系统的情况下, 重复启动马达3次左右, 每次都维持在5秒以内, 间隔不能少于10秒。之后再按照一定的比例往机油中加入修复材料直到发动机已经能完全恢复性能了。第二种就是在气缸和活塞环的磨损已经比较严重的前提下。这是发动机已经不能继续使用了。在维修的时候, 首先是要更换活塞环, 之后再把活塞环装配到气缸之内。然后把活塞环按压至最低点, 把修复材料在气缸表面均匀涂抹。在完成这些步骤之后, 再把气缸进行完全的安装。之后再重复上面的方法。把修复材料注入到气缸之内, 启动马达, 直到发动机完全恢复性能。

3.2 针对拉缸故障的应用方法

在发动机出现拉缸故障的时候, 基本上都是因为发动机的水箱缺水, 在长时间行驶的时候, 发动机过热导致的。这个时候, 首先就要更换活塞环。之后就要把气缸的表面进行仔细的清洁。在将活塞环按压至气缸的最低点, 用修复材料均匀涂抹在气缸的表面。之后再重复把修复材料注入气缸, 启动马达这些过程。就可以最后解决发动机拉缸的故障。

4 总结

在遇到汽车问题的时候, 很多人马上就会去选择4s店的维修。而遇上类似发动机的故障的时候, 很多人更是觉得只要换一个发动机就好了。但其实无论是什么样的零件, 和汽车想要完美的配合都需要很长时间的磨合期。而并不是换上了零件就马上可以使用了。而且一味的更换零件并不是合理解决汽车的途径。只有好好制作汽车发动机, 让每一个发动机都能被更长时间的使用, 才是一个合理的解决方式。本文就是通过介绍了金属磨损自修复技术, 从而减少了汽车更换零件的频率, 而是延长了汽车发动机的使用寿命, 让每一个人都能更好的享受汽车带来的乐趣。

参考文献

[1]李华伟, 董玉雪.金属磨损自修复技术在滚动轴承上应用的试验[J]制造技术与机床, 2015 (11) .

[2]刘永源, 陈振明.金属磨损自修复技术在提高轴承寿命中的应用[J].哈尔滨轴承, 2014 (04) .

篇5：无损检测技术在姿控发动机总装中的应用探析

1.1 在防错系统中的应用

在防错系统中的应用主要分为三个方面, 分别为分拣、加注、视觉。

1.1.1 分拣

很多汽车总装工厂为提高效率和设备的使用率, 常会在同一条流水线上组装多种类型的汽车, 涉及的零部件种类自然就格外多, 如果员工无法有效地识别各种零部件, 或是识别时间过长, 将会导致错装漏装的结果。安装分拣系统就是在物料货架上安装电机、挡板、指示灯、拨管开关和网管, 使之与上层系统进行通讯, 在系统的指挥下有条不紊地进行分拣, 极大地降低分拣出错的概率。

1.1.2 加注

主要用于液体加注方面。和分拣防错相差不大, 把加注作业的有关设备与上层系统进行通讯, 即可知道待加注的车辆的枪嘴类型和加注的量, 根据这些数据点亮相应的指示灯, 工作人员就可根据指示灯完成工作。如果在该过程中出现错误, 就会点亮警报灯。

1.1.3 视觉

主要是用于挡风玻璃涂胶检测、装配缝隙面差检测、轮胎型号检测等方面。以挡风玻璃涂胶检测为例, 在涂胶使用的工具上如果安装视觉防错系统, 可以有效地避免涂胶失误, 且还能随时检测涂胶的宽度、高度及连续性。

1.2 在拧紧系统中的应用

汽车总装工厂在拧紧时, 使用的工具大部分是定扭工具, 可分为电动工具和气动工具两种, 前者主要有拧紧轴、伺服电枪、充电离合器扳手;后者主要有油压脉冲扳手。除这些工具外, 还包括其他, 如扭矩控制范围、工具管控等。因为合资企业的发展早于自主品牌, 所以无论是硬件方面还是软件方面都要强一点。

我国很多汽车总装工厂都把拧紧系统作为单独的系统, 即使是进行数据分析, 也会单独在工作站内进行。在拧紧轴伺服器中添加DLL动态链接库, 并利用网线接口把TCP/IP协议与上次的工厂服务器主机通讯, 能有效地收集与拧紧设备相关的一系列数据。这些数据能够帮助汽车总装工厂进行实时数据判定、全面数据统计、准确数据追溯。

1.3 在整车电器检测系统中的应用

汽车工艺在不断的进步, 再加上消费者对于汽车的要求越来越高, 为此在汽车中加入的电器元件数量也急剧增多。对于汽车中的电器, 如果汽车已总装完毕, 这时才检测出电器存在问题, 一方面既不利于有效检测出故障电器, 另外一方面也不利于进行维修。利用信息化技术, 可在总装过程中检验电器元件中的电流, 并收集相应的数据。一般数据会呈现出正态分布, 而有关部分可确定一个合理的范围, 只要是在范围内即为合格, 在范围外即为不合格, 就可以有效地避免出现故障的元件。

2 信息化技术在虚拟系统中的应用

汽车在人们的生活中的地位越来越重要, 人们对于汽车的要求也逐渐提高。汽车更新换代的频率越高, 汽车销售就越好。要想提高汽车更新换代的速度, 就需缩短汽车总装的周期, 提高汽车的质量。在更新换代的过程中, 需不断的研发新的汽车, 而新研发的汽车需评估各部件的功能, 进而加强设计, 达到最终的目标。在评估各个零部件功能时, 就可使用信息化技术。现阶段, 与之相关的技术正在逐渐成熟, 其中包括UG、GATIA等系统, 这些系统能够模拟环境和装配, 并对后期零部件的装配可能出现的问题作出预警, 有利于研究人员提前发现问题, 从而优化设计, 避免这些问题, 在后期阶段就能顺利地完成装配。可以说, 信息化技术在虚拟系统中的应用, 能极大地提高研发的工作效率, 而且还能提高最终产品的质量。

3 信息化技术在工具管理系统中的应用

汽车总装需使用到各种各样的装配工具, 这些装配工具种类繁多, 如果不加以管理的话, 将会导致丢失或寻找时不易找到。通过信息化技术可建立工具管理系统, 该系统可对汽车总装过程中使用到的装配工具进行管理, 包括工具分配、校准、维修保养和报废等各个环节。工具管理系统可提高这些工具的使用寿命, 而且还可减少不必要的损失, 从而降低汽车装配的成本, 有利于提高汽车总装厂的利益。

4 信息化技术在生产设备联网系统中的应用

在汽车总装工厂中, 能够看到各种各样的生产设备, 如果把这些生产设备相关的生产数据和VIN号对应起来并加以保存, 既能够有效的提高产品的质量, 还能够得到数据的反馈, 在后期出现问题时, 还能够根据保存的相关数据追究责任。虽然总装工厂有很多的设备, 但并不是所有的设备都需要联网, 一般只需要把拧紧轴、伺服电枪、底盘拧紧系统、轮胎拧紧机、玻璃涂胶机、发动机分装线、车身刻码机、激光打标机、加注机和EOL终检线等生产设备生产的相关数据联网, 导出数据进行分析, 相关的工作人员就可根据有关数据进行监督管理, 及时发现问题, 解决问题。此外, 还能有效地对生产信息进行管理, 有利于做出决策。

上汽大众汽车有限公司长沙分公司的总装车间LAVIDA NF、TORAN L、A+SUV生产线是继仪征工厂、宁波工厂之后第三个以德国大众60JPH产量规划全数字化世界一流的流水线, 处于与德国汽车制造业同步的技术架构, 将工厂MES网络与车间ECOEMOS、Intouch、10.0、s7~319F组成profinet的工业网有机合成“三网合一”立体信息平台, 使订单、制造、物流配套等数据流有效传递, 提高生产率, 降低成本, 增强企业的竞争力。汽车总装工厂主要是总装汽车, 所以涉及的零部件和相关的装配工具数量非常多, 而通过信息化技术, 一方面可避免相关零部件的丢失, 另外一方面还可提高总装的效率, 很多人工总装出现的问题通过信息化技术可有效解决。为此, 我国汽车总装工厂会逐渐加大信息化技术的使用, 从而提高汽车的质量。

参考文献

[1]张鹏, 戴力.信息化技术在汽车总装工厂中的应用[J].汽车零部件, 2013, (3) :92-97.