基于Comau密封检测设备的气密性试验研究

冯海娣 刘军 李孝艳 吕咪咪

（潍柴动力股份有限公司 山东省潍坊市 261061）

近几年来，在发动机行业中，随着汽车制造业的飞速发展，对汽车零部件的质量水平也提出了越来越高的要求。而气密性的好坏直接影响发动机的有效功率、扭矩大小、油耗和耐久性等性能指标。近期公司引进两台Comau密封检测设备，主要检测气缸盖水腔的密封性，在此设备的基础上，本文研究了缸盖温度和环境温度变化对泄漏量的影响。

1 Comau密封检测设备的结构与原理

气密性检测主要分为干式检测和湿式检测（沉水式）。干式检测是把工件安装于夹具上，对工件进行密封后，向工件内腔充气至一定压力，对工件进行保压，工件的泄漏是绝对的，由于泄露的存在工件内的压力值就会下降，并转变成体积单位给出操作工件的泄漏量[1]。而湿式检测则是将工件密封充气加压后沉入水中，观察气泡情况表示工件是否泄漏。

现在发动机缸盖和机体的气密性试验普遍以干式为主，即泄漏量（ml/min）小于设定值时代表密封性合格，泄漏量大于设定值时代表密封性差，需要再次进行湿式检测，找出泄漏点。如图1 分别为缸盖在Comau密封检测设备上进行干式和湿式检测工位图。

图1：干式和湿式检测工位图

Comau密封检测设备试漏程序采用德国的JWFROEHLICH 程序，试漏程序主要包括：充气25s-保压20s-测试8s-排气15s，泄漏量和压差通过试漏仪显示出来，通过泄漏量与设定值比较可判定缸盖密封性是否合格。如图2 为JWFROEHLICH 试漏仪界面。

图2：JWFROEHLICH 试漏仪界面

2 环境温度变化对泄漏量的影响

本试验主要针对气密性试验工序在清洗工序之前，即缸盖温度与环境温度相差不大，同样6 件缸盖在一天内环境温度最低和环境温度最高的时间点连续做三次测量，连续测量3 天，其他条件基本不变，记录6件缸盖泄漏量和测试压力，得出数据如表1、表2和表3。

表1：2017年12月25日测量结果

表2：2017年12月26日测量结果

表3：2017年12月27日测量结果

从表格数据得出：一天内温度变化对缸盖泄漏量影响不大，由于缸盖水腔容积小，再之测试时间较短，温度高峰点略比温度低峰点时泄漏量稍大，但是影响不显著，因此在实际生产过程中，发动机缸盖气密性试验不必考虑一天内温差变化对测试结果的影响。但是变动季节时，特别是冬季转夏季或者夏季转冬季时，试漏仪需要重新进行标定保证测量结果的正确性。

3 被测件温度变化对泄漏量的影响

本试验主要针对于气密性试验在清洗工序之后，工件带有温度，与环境温度存在较大温差，测量工件温度不同对泄漏量的影响。试验条件：同一缸盖（经过清洗机之后）不同温度下测量泄漏量，其他条件不变。试验仪器：温度仪，试漏仪。用温度仪每次测量缸盖内壁同一位置用来代表缸盖本身温度，如图3所示。通过重复三次试验得出泄漏量与缸盖温度的关系如表4所示。

表4：缸盖不同温度下的泄漏量和压力值

图3：温度测量仪

通过表4 可以看出被测件温度不同，对泄漏量和压力的影响很显著，当温度升高到一定数时，泄漏量超过设定值，缸盖判定由合格变为不合格，而实际是受到温度的影响，因此在进行气密试验之前，被测件必须冷却到室温才能保证测量结果的正确性。如图4 为泄漏量和压力随缸盖温度变化趋势图。

图4：泄漏率和压力随温度变化趋势图

从图4 中可以看出，测试压力随温度变化不大，但是明显测试压力随温度升高呈下降趋势；而泄漏量则受被测件温度的影响较大，随温度升高上升趋势。

4 总结

本文基于Comau密封检测设备的结构及特点，简单介绍了气密试验的原理及方法，以及实际生产过程中的应用；主要分析了一天内环境温度的变化对泄漏量的影响，以及泄漏量随被测缸盖温度的变化。在通常情况下，一天内的环境温差变化对泄漏量影响不显著；而被测件温度对泄漏量和测试压力的有显著影响，泄漏量随被测件温度的升高而升高，压力随被测件温度的升高而降低。因此在实际应用过程中，由于测试时间较短，一天内温度变化对测量结果的影响可忽略不计，而被测件温度必须冷却到室温下才能进行气密试验保证密封性判定的正确性。