試漏標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率檢測(cè)方法分析

摘 要：為準(zhǔn)確判斷發(fā)動(dòng)機(jī)零部件生產(chǎn)線上試漏設(shè)備的工作狀態(tài)，結(jié)合直線式、直線分段式、直線分段平移式、根式函數(shù)分段式4種泄漏率檢測(cè)方法確定合格標(biāo)準(zhǔn)件、不合格標(biāo)準(zhǔn)件的泄漏率。結(jié)果表明：采用直線式檢測(cè)方法，允許泄漏率變化較小時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率偏差過(guò)小，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)件判斷結(jié)果不準(zhǔn)確；采用直線分段式檢測(cè)方法，泄漏率偏差區(qū)間設(shè)置混亂且合理性較差；采用直線分段平移式檢測(cè)方法，不滿足允許泄露率變化較大時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率偏差變化應(yīng)較小的要求；根式函數(shù)分段式檢測(cè)方法符合標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率偏差要求，當(dāng)允許泄漏率不大于7 cm3/min時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)泄漏率偏差與允許泄漏率之間為相關(guān)因數(shù)為0.3的線性關(guān)系；當(dāng)允許泄漏率大于7 cm3/min時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)泄漏率偏差與允許泄漏率之間為相關(guān)因數(shù)為0.8的根式函數(shù)關(guān)系。

關(guān)鍵詞：標(biāo)準(zhǔn)件；允許泄漏率；標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率；試漏設(shè)備

中圖分類號(hào)：U464文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1673-6397（2024）04-0107-04

引用格式：吳根強(qiáng)，張賀，石剛，等.試漏標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率檢測(cè)方法分析［J］.內(nèi)燃機(jī)與動(dòng)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(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中，缸體、缸蓋等部件內(nèi)部有氣道、水套及油路等通道，如果通道內(nèi)的高溫高壓氣體、冷卻水、潤(rùn)滑機(jī)油等泄漏，或不同通道間泄漏，影響發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性［1］。為保證缸體、缸蓋等部件的生產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)提高檢測(cè)效率，降低生產(chǎn)成本，生產(chǎn)線上應(yīng)配備專門的試漏設(shè)備，檢測(cè)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(chǎn)品流入裝配線［2］。通常采用氣密性檢測(cè)方法，將缸體、缸蓋等零部件封堵后，在部件被測(cè)腔內(nèi)充入氣體，利用壓差法、流量法等檢測(cè)零部件單位時(shí)間泄漏量，即泄漏率［3-5］。

試漏設(shè)備作為一種測(cè)量裝置，根據(jù)待測(cè)零部件水套、油路等通道結(jié)構(gòu)外形進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)，無(wú)法通過(guò)更高精度測(cè)量設(shè)備檢測(cè)試漏設(shè)備，不利于驗(yàn)證試漏設(shè)備的準(zhǔn)確性［6］。由于待測(cè)零部件泄漏率隨待測(cè)件內(nèi)腔容積、環(huán)境溫度、濕度等波動(dòng)發(fā)生變化，同時(shí)試漏設(shè)備的管路、接頭、密封件、試漏儀本身及試漏儀參數(shù)等在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中需要維修或調(diào)整，為保證待測(cè)零部件泄漏率符合質(zhì)量檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，通常采用合格和不合格標(biāo)準(zhǔn)件對(duì)試漏設(shè)備測(cè)試驗(yàn)證［7-8］。若合格標(biāo)準(zhǔn)件、不合格標(biāo)準(zhǔn)件的測(cè)試結(jié)果正確，判斷試漏設(shè)備為正常狀態(tài)，否則應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查維修；若標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率偏大，會(huì)將不合格標(biāo)準(zhǔn)件誤判為合格標(biāo)準(zhǔn)件；若標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率偏小，會(huì)造成試漏設(shè)備頻繁報(bào)警，降低設(shè)備使用效率［9-10］。應(yīng)結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，制定合理的標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率，提高試漏設(shè)備準(zhǔn)確性，以便準(zhǔn)確判斷待測(cè)零部件泄漏率。

本文中對(duì)比多種標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率檢測(cè)方法，分析部分標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率檢測(cè)方法的不足，提出更合理的檢測(cè)方法，提高試漏設(shè)備的準(zhǔn)確性。

1 標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率檢測(cè)方法

1.1 現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率檢測(cè)方法

假設(shè)標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率為m-δ～m+δ，其中：m為標(biāo)準(zhǔn)件實(shí)際泄漏率，cm3/min，通常為采用試漏設(shè)備對(duì)同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行多次（建議為20次）測(cè)試得到的平均泄漏率；δ為標(biāo)準(zhǔn)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(cè)方法確定標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率，直線式與直線分段式泄漏率檢測(cè)方法示意圖如圖1所示。

由圖1可知：直線式檢測(cè)方法的δ與允許泄漏率k成正比，表達(dá)式為δ=0.1k；直線分段式檢測(cè)方法δ與k用不同的計(jì)算方法分段表述，表達(dá)式為δ=ak，a為相關(guān)因數(shù)，當(dāng)kgt;30 cm3/min時(shí)，a=0.1；當(dāng)10lt;k≤30 cm3/min時(shí)，a=0.2；當(dāng)k≤10 cm3/min時(shí)，a=0.3。不同允許泄漏率下，直線式、直線分段式檢測(cè)方法對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率偏差如表1所示。

1.2 現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)件漏率檢測(cè)方法的不足

實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中受環(huán)境溫度、濕度等影響，標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率會(huì)超出設(shè)定范圍，直線式檢測(cè)方法k≤10 cm3/min時(shí)，δ為0～1 cm3/min，標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率偏差過(guò)小，造成標(biāo)準(zhǔn)件判斷結(jié)果不準(zhǔn)確，應(yīng)重復(fù)測(cè)試并對(duì)試漏設(shè)備進(jìn)行排查檢測(cè)，降低生產(chǎn)線工作效率。直線分段式檢測(cè)方法k分別為10、11、30、31 cm3/min時(shí)，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(wèn)題，但泄漏率偏差區(qū)間設(shè)置混亂且合理性較差。

2 標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率檢測(cè)方法改進(jìn)

2.1 直線分段平移式

為使標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率偏差在合理范圍內(nèi)，要求k在較小范圍內(nèi)變化時(shí)，δ的幅值變化應(yīng)增大；k在較大范圍內(nèi)變化時(shí)，δ的幅值變化應(yīng)減??；k與δ應(yīng)滿足單調(diào)性原則。通過(guò)以上分析，提出直線分段平移式檢測(cè)方法，表達(dá)式為δ=ak+b，按照1.1節(jié)的方法確定a，當(dāng)kgt;30 cm3/min時(shí)，b=4；當(dāng)10lt;k≤30 cm3/min，b=1；當(dāng)k≤10 cm3/min時(shí)，b=0。直線分段平移式檢測(cè)方法示意如圖2所示。

相對(duì)于直線分段式檢測(cè)方法，直線分段平移式檢測(cè)方法滿足了單調(diào)性的要求，但不滿足k較大范圍內(nèi)變化時(shí)，δ的幅值變化應(yīng)減小的要求。

2.2 根式函數(shù)

假設(shè)k與δ為冪函數(shù)關(guān)系，但冪函數(shù)不滿足k在較小范圍內(nèi)變化時(shí)，δ的幅值變化應(yīng)增大的要求；若δ=ak，滿足函數(shù)單調(diào)性要求，且k較小時(shí)，δ大于直線式，k較大時(shí)，δ小于直線式；根據(jù)根式函數(shù)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(jiǎn)潔明了的原則規(guī)定a為0.5～1.7。對(duì)a每隔0.15計(jì)算一次，選取最佳曲線對(duì)應(yīng)的a。不同方法及a下，允許泄漏率與標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率偏差的關(guān)系如圖3所示。

根據(jù)圖3選取最佳曲線為a=0.80，對(duì)應(yīng)的表達(dá)式為δ=0.8k。采用根式函數(shù)檢測(cè)方法，不同允許泄漏率下對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率偏差如表2所示。

由表2可知：δ滿足規(guī)定2.1的要求，但當(dāng)k=0.5 cm3/min時(shí)，δ=0.57 cm3/min，為k的1.13倍，大于k，應(yīng)對(duì)根式函數(shù)進(jìn)行修正，參考直線分段式，假設(shè)修正后δ/klt;0.3，即0.8/klt;0.3時(shí)，kgt;7.11，確定直線分段式與根式函數(shù)結(jié)合的根式函數(shù)分段式檢測(cè)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(shù)分段式4種泄漏率檢測(cè)方法下的標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率對(duì)比如圖4所示。由圖4可知：4種檢測(cè)方法中，采用根式函數(shù)分段式檢測(cè)方法的δ取值適中；曲線符合單調(diào)性，且較為平順；滿足k較小范圍內(nèi)變化時(shí)，δ變化增大、k較大范圍內(nèi)變化時(shí)，δ變化應(yīng)減小的要求。

2.3 實(shí)際應(yīng)用

將根式函數(shù)分段式檢測(cè)方法廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率檢測(cè)，更新生產(chǎn)過(guò)程中試漏工藝規(guī)范，解決試漏標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率偏差標(biāo)準(zhǔn)從無(wú)到有的問(wèn)題，可以降低試漏設(shè)備的誤判風(fēng)險(xiǎn)，提高工藝管理水平。

3 結(jié)束語(yǔ)

1）采用直線式、直線分段式、直線分段平移式、根式函數(shù)分段式4種泄漏率檢測(cè)方法方法確定標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率偏差，其中，根式函數(shù)分段式檢測(cè)方法曲線平順、符合單調(diào)性要求，同時(shí)在允許泄漏率變化較小時(shí)增大了標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率偏差，在允許泄漏率變化較大時(shí)減小了標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率偏差，為最優(yōu)的設(shè)定方法。該方法避免了標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率偏差設(shè)定過(guò)大試漏設(shè)備無(wú)法準(zhǔn)確判斷待測(cè)零部件是否合格、標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率偏差設(shè)定過(guò)小易導(dǎo)致試漏設(shè)備頻繁報(bào)警的風(fēng)險(xiǎn)。

2）與直線式檢測(cè)方法相比，根式函數(shù)分段式檢測(cè)方法更符合生產(chǎn)需要，可為確定標(biāo)準(zhǔn)件泄漏率提供參考，在具體應(yīng)用時(shí)需綜合考慮試漏方法、試漏設(shè)備的具體環(huán)境、允許泄漏率大小等多方面因素，根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)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(zé)任編輯：胡曉燕）